5G 5GC – Sieć Szkieletowa 5G (5G Core Network)

5G 5GC – Sieć Szkieletowa 5G (5G Core Network)

Dziś wyjaśnię Ci, jak działa 5G Core (5GC) – nowa, w pełni przeprojektowana sieć szkieletowa, która stanowi fundament działania trybu Standalone w 5G. Wczoraj poznaliśmy E-UTRAN, który łączy się z 5GC w architekturze SA. Jutro przeanalizujemy dokładnie, jak dzięki 5GC możliwe są zaawansowane funkcje takie jak network slicing, QoS i ultra-niskie opóźnienia.

Co to jest 5GC?

5G Core (5GC) to centralna część architektury 5G, odpowiedzialna za zarządzanie połączeniami, ruchem danych, bezpieczeństwem i mobilnością. Zastępuje ona starszy system EPC (Evolved Packet Core) z LTE, oferując pełne wsparcie dla usług 5G Standalone (SA), bez potrzeby korzystania z sieci LTE.

Główne cechy 5GC

• Architektura oparta na usługach (SBA – Service Based Architecture)
• Obsługa sieci dedykowanych (Network Slicing)
• Wbudowana funkcja edge computing (MEC – Multi-access Edge Computing)
• Wsparcie dla różnych typów dostępu: 3GPP, Wi-Fi, prywatne sieci
• Zaawansowane zarządzanie jakością usług (QoS)

Elementy funkcjonalne 5GC

Architektura SBA – podejście usługowe

W odróżnieniu od EPC, 5GC bazuje na SBA, co oznacza, że funkcje sieciowe komunikują się między sobą za pomocą interfejsów opartych na protokole HTTP/2 i formacie JSON. Dzięki temu możliwa jest elastyczna, dynamiczna orkiestracja usług i łatwe skalowanie każdego komponentu osobno.

Network Slicing – wiele sieci w jednej

Jedną z największych innowacji 5GC jest możliwość tworzenia wielu logicznych sieci – tzw. slices – w ramach jednej infrastruktury fizycznej. Każdy slice może mieć inne parametry QoS, bezpieczeństwa czy przepustowości i służyć innemu zastosowaniu:

• eMBB – szybki internet mobilny
• URLLC – aplikacje czasu rzeczywistego, niskie opóźnienia
• mMTC – obsługa milionów urządzeń IoT

Integracja z MEC – przetwarzanie na krawędzi

5GC umożliwia bezpośrednią integrację z funkcjami edge computingu (MEC), co pozwala przetwarzać dane blisko użytkownika. Dzięki temu usługi takie jak AR/VR, autonomiczne pojazdy czy gry chmurowe mogą działać bez opóźnień.

Jak wygląda połączenie w 5GC?

Proces komunikacji między urządzeniem (UE) a siecią 5GC przebiega w kilku etapach:

1. UE łączy się z gNodeB (stacja bazowa NR)
2. gNodeB przekazuje dane do AMF
3. AMF komunikuje się z AUSF i UDM w celu uwierzytelnienia
4. SMF tworzy sesję i przydziela adres IP
5. Dane przesyłane są przez UPF do internetu lub aplikacji MEC

Porównanie 5GC vs EPC

Dlaczego 5GC jest kluczowe?

5GC jest niezbędne do pełnego wykorzystania potencjału 5G. Tylko z tą architekturą możliwe jest wdrożenie usług przemysłowych, automatyki, rozwiązań dla inteligentnych miast i nowoczesnych aplikacji, które wymagają niskich opóźnień i gwarantowanej jakości usług.

Co dalej?

Teraz, gdy rozumiesz już działanie 5GC, kolejnym krokiem może być analiza 5G SA – czyli pełnej architektury 5G z 5GC i gNodeB bez udziału LTE. To właśnie tam sieć staje się naprawdę niezależna, elastyczna i przyszłościowa.