Arsitektur 5G: Radio Access Network

Kami sekarang menggambarkan RAN dengan membuat sketsa peran yang dimainkan setiap base station. Ingatlah bahwa teknik penjelasan ini kira-kira seperti menggambarkan Internet dengan menjelaskan cara kerja router — semoga bisa memberikan gambaran yang cukup walaupun tidak sepenuhnya lengkap.

• Pertama, setiap base station menetapkan saluran nirkabel untuk UE pelanggan saat dihidupkan atau saat serah terima saat UE aktif. Saluran ini dilepaskan ketika UE tetap idle selama jangka waktu yang telah ditentukan. Menggunakan terminologi 3GPP, saluran nirkabel ini dikatakan menyediakan bearer service. Istilah bearer secara historis telah digunakan dalam telekomunikasi (termasuk teknologi kabel awal seperti ISDN) untuk menunjukkan saluran data, yang bertentangan dengan saluran yang membawa informasi signaling.

Gambar 8. Base Station detects (and connects to) active UEs

• Kedua, setiap base station membuat konektivitas “3GPP Control Plane” antara UE dan komponen Mobile Core Control Plane yang sesuai, dan meneruskan lalu lintas signaling di antara keduanya. Lalu lintas signaling ini memungkinkan otentikasi UE, pendaftaran, dan pelacakan mobilitas.

Gambar 9. Base Station establishes control plane connectivity between each UE and the Mobile Core

• Ketiga, untuk setiap UE aktif, base station membuat satu atau lebih tunnel antara komponen Mobile Core User Plane yang sesuai.

Gambar 10. Base station establishes one or more tunnels between each UE and the Mobile Core’s User Plane.

• Keempat, base station meneruskan paket control dan user plane antara Mobile Core dan UE. Paket-paket ini masing-masing disalurkan melalui SCTP/IP dan GTP/UDP/IP. SCTP (Stream Control Transport Protocol) adalah transportasi alternatif yang andal untuk TCP, yang dirancang untuk membawa informasi singnaling (control) untuk layanan telepon. GTP (berasal dari (General Packet Radio Service) Tunneling Protocol) adalah protokol tunneling khusus 3GPP yang dirancang untuk dijalankan di atas UDP.

Selain itu, perlu dicatat bahwa konektivitas antara RAN dan Mobile Core berbasis IP. Ini diperkenalkan sebagai salah satu perubahan utama antara 3G dan 4G. Sebelum 4G, internal jaringan seluler berbasis sirkuit, yang tidak mengherankan mengingat asal-usulnya sebagai jaringan telekomunikasi voice.

Core 11. Base Station to Mobile Core (and Base Station to Base Station) control plane tunneled over SCTP/IP and user plane tunneled over GTP/UDP/IP.

• Kelima, setiap base station mengoordinasikan serah terima UE dengan base station tetangga, menggunakan hubungan langsung dari station-to-station. Persis seperti konektivitas station-to-core yang ditunjukkan pada gambar sebelumnya, tautan ini digunakan untuk mentransfer paket control plane (SCTP over IP) dan user plane(GTP over UDP/IP).

Figure 12. Base Stations cooperate to implement UE hand over

• Keenam, base station mengoordinasikan transmisi multi-point nirkabel ke UE dari beberapa base station, yang mungkin jadi bagian atau mungkin bukan bagian dari serah terima UE dari satu base station ke base station lainnya.

Gambar 13. Base Stations cooperate to implement multipath transmission (link aggregation) to UEs.

Takeaway utama adalah bahwa base station dapat dilihat sebagai forwarder khusus. Dalam arah Internet-to-UE, ia memecah paket-paket IP keluar menjadi segmen-segmen lapisan fisik dan menjadwalkannya untuk transmisi melalui spektrum radio yang tersedia, dan dalam arah UE-to-Internet ia merakit segmen-segmen lapisan fisik menjadi paket-paket IP dan meneruskannya ( melalui GTP/UDP/IP tunnel) ke upstream user plane dari Mobile Core. Juga, berdasarkan pengamatan kualitas saluran nirkabel dan kebijakan per pelanggan, ia memutuskan apakah akan,

• (a) meneruskan paket keluar langsung ke UE
• (b) meneruskan paket secara tidak langsung ke UE melalui base station tetangga, atau
• (c) memanfaatkan beberapa jalur untuk mencapai UE.

Kasus ketiga memiliki opsi untuk menyebarkan muatan fisik di beberapa base station atau di beberapa frekuensi pembawa dari satu base station (termasuk Wi-Fi).

Perhatikan bahwa penjadwalan adalah pekerjaan yang kompleks dan multi-faceted, bahkan jika dilihat sebagai keputusan lokal di satu base station. Apa yang sekarang kita lihat adalah bahwa ada juga elemen global, di mana dimungkinkan untuk meneruskan lalu lintas ke base station yang berbeda (atau ke beberapa base station) dalam upaya untuk memanfaatkan spektrum radio secara efisien di wilayah geografis yang lebih besar.

Dengan kata lain, RAN secara keseluruhan (yaitu, tidak hanya satu base station) tidak hanya mendukung serah terima (persyaratan yang jelas untuk mobilitas), tetapi juga mekanisme link aggregation dan load balancing yang akrab bagi siapa saja yang memahami Internet. Bagaimana keputusan RAN-wide (global) seperti itu dapat dibuat dengan menggunakan teknik SDN.