شبکه سلولی نسل پنجم (5G)
شبکه سلولی نسل پنجم (5G) با فراهم کردن انتقال داده با سرعت بالا، تأخیر کم و ظرفیت اتصال تعداد زیادی دستگاه، به عنوان بستری برای پیشرفت های عظیم عمل می کند. این فناوری نه تنها تجربیات کاربر را از طریق ارائه اتصال با کیفیت بالا و فناوری‌های همه جانبه بهبود می‌دهد، بلکه به عنوان یک عامل مهم برای فناوری‌های نوظهور مانند اینترنت اشیا، هوش مصنوعی و وسایل نقلیه خودران عمل می‌کند. شبکه سلولی نسل پنجم تأثیر زیادی بر صنایع، مراقبت‌های بهداشتی و آموزش، شهرهای هوشمند و اتوماسیون صنعتی، محرک نوآوری، رشد اقتصادی و بهبود اتصال در سراسر جهان خواهد گذاشت. به عنوان یک محرک کلیدی در پیشرفت تکنولوژی، 5G نقشی اساسی در شکل دادن به آینده ارتباطات، صنعت و جامعه ایفا می کند.
معماری کلی 5G
معماری کلی 5G شامل هسته شبکه (CN)، شبکه دسترسی رادیویی (RAN) و تجهیزات کاربر (UE) است که ارتباطات بی سیم با سرعت بالا و تاخیر کم را فراهم می کند.
- هسته شبکه منابع را هماهنگ می کند و از توابع شبکه مجازی و معماری مبتنی بر سرویس برای پشتیبانی از برنامه های کاربردی متنوعی مانند ارتباط پهن باند بهبود یافته(eMBB)، ارتباطات انبوه از نوع ماشین (mMTC) و ارتباطات با تأخیر فوق العاده کم قابل اعتماد(URLLC) استفاده می کند.
- RAN اتصالات بی سیم را از طریق gNodeB ها برقرار می کند و استفاده کارآمد از طیف و نرخ داده بالا را ممکن می سازد در حالی که UE، از تلفن های هوشمند گرفته تا دستگاه های IoT، از طریق RAN با شبکه تعامل دارند و از قابلیت های پیشرفته ای مانند شکل دهی پرتو و پشتیبانی چند باندی استفاده می کنند.
در داخل شبکه، صفحه کنترل (Control Plane) سیگنالینگ و تحرک را مدیریت می کند، در حالی که صفحه کاربر (User Plane) داده ها را منتقل می کند و اتصال یکپارچه و مدیریت خدمات را تضمین می کند. این اجزا با هم یک اکوسیستم توزیع شده را تشکیل می دهند که خدمات ارتباطی بی سیم قوی، مقیاس پذیر و با کارایی بالا را ارائه می دهند.
ماژول های اصلی 5g
در معماری 5G، چندین مؤلفه کلیدی ارائه خدمات ارتباطی با کارایی بالا را هماهنگ می‌کنند. جلسه PDU یک مسیر انتقال داده انتها به انتها را بین کاربر و شبکه داده نشان می دهد، در حالی که QoS، تخصیص منابع را برای انواع مختلف ترافیک فراهم می کند. AMF احراز هویت و تحرک دسترسی را مدیریت می کند، در حالی که SMF ایجاد و مدیریت جلسه را بر عهده دارد. UPF نقش مهمی در مسیریابی و ارسال بسته ایفا می کند و از انتقال کارآمد داده اطمینان حاصل می کند، در حالی که UDM داده ها و پروفایل های مشترک را مدیریت می کند. همچنین PCF سیاست ها و کنترل QoS را اعمال می کند، تخصیص منابع را بهینه می کند و VNF ها عملکردهای شبکه مقیاس پذیر و انعطاف پذیر را از طریق زیرساخت مجازی ارائه می دهند. این مؤلفه‌ها با هم، شبکه 5G را قادر می‌سازد تا خدمات ارتباطی قوی، کم تأخیر و با کیفیت بالا را متناسب با موارد و کاربردهای مختلف ارائه دهد.
بخش کاربر
تجهیزات کاربر (UE) نقش مهمی در اکوسیستم 5G ایفا می کند و در واقع نقطه پایانی که کاربران را به شبکه 5G متصل می کند، عمل می کند.
بخش هسته
بخش اصلی یک شبکه 5G، که اغلب به عنوان هسته (5GC) شناخته می شود، عنصر مرکزی است که مسئول مدیریت و مسیریابی ترافیک داده، هماهنگی توابع شبکه و ارائه خدمات مختلف شبکه است.
بخش دسترسی رادیویی
شبکه دسترسی رادیویی (RAN) یکی از اجزای حیاتی 5G است که مسئول ارائه اتصال بی‌سیم بین دستگاه‌های کاربر (مانند گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها و دستگاه‌های IoT) و شبکه اصلی است.