5G SN – Secondary Node nella Dual Connectivity
In un’architettura 5G avanzata, specialmente in scenari di Dual Connectivity (DC), il concetto di Secondary Node (SN) assume un ruolo critico nella gestione delle connessioni multiple tra l’utente e le reti. Quando un dispositivo 5G è collegato contemporaneamente a due nodi radio distinti, uno diventa il Master Node (MN) e l’altro il Secondary Node (SN). Oggi ti spiego come funziona questa configurazione e perché il Secondary Node è fondamentale per ottenere le massime prestazioni in una rete 5G.
Che cos’è un Secondary Node (SN)
Il Secondary Node in una configurazione 5G è una stazione radio (gNodeB o eNodeB) che fornisce risorse radio addizionali al dispositivo utente (UE). Non gestisce la segnalazione primaria, ma si occupa di potenziare il throughput aggregando portanti e risorse, migliorando così la capacità e la qualità del servizio. Il Master Node, invece, mantiene il controllo principale della sessione di connessione.
Dual Connectivity (DC) in 5G
La Dual Connectivity è un meccanismo attraverso il quale l’UE può connettersi simultaneamente a due nodi: un Master Node (MN) e un Secondary Node (SN). Questo permette di combinare risorse radio da due differenti gNodeB o da una combinazione di gNodeB (5G) ed eNodeB (4G), offrendo maggiore throughput e affidabilità.
- EN-DC (E-UTRA NR Dual Connectivity): Master Node è un eNodeB (4G), mentre il Secondary Node è un gNodeB (5G).
- NR-DC (NR-NR Dual Connectivity): Entrambi MN e SN sono gNodeB 5G.
Flusso dati nel Secondary Node
Il flusso dati gestito dal SN è detto user plane. Una volta che il Master Node ha stabilito la sessione RRC (Radio Resource Control), può inoltrare una parte del traffico dati verso il Secondary Node, che li trasmette all’UE attraverso la propria interfaccia radio. Questo tipo di architettura è tipico nelle configurazioni in cui la rete vuole mantenere la stabilità del 4G ma introdurre il 5G per aumentare la capacità dati.
Componenti coinvolti nel funzionamento SN
- gNodeB: Può agire sia come Master Node che come Secondary Node.
- eNodeB: Può fungere da Master Node in configurazioni EN-DC.
- Xn Interface: Collegamento tra MN e SN (quando entrambi sono gNodeB).
- S1/X2 Interface: Utilizzate per le comunicazioni MN↔SN nel caso di EN-DC.
Scambio informazioni tra MN e SN
Quando un Secondary Node viene aggiunto alla connessione, il Master Node avvia una procedura chiamata Secondary Node Addition Procedure. Questo processo include lo scambio di parametri radio, configurazione dei canali PDCP e RLC, e l’allocazione delle risorse. Il protocollo RRC rimane gestito dal MN, ma la trasmissione dei dati può essere eseguita simultaneamente dal SN.
Benefici dell’uso del Secondary Node
Secondary Node vs. Carrier Aggregation
È importante distinguere tra Dual Connectivity e Carrier Aggregation (CA). Entrambi servono ad aumentare il throughput, ma nel primo caso le portanti provengono da nodi diversi (MN + SN), mentre nel secondo sono gestite da un singolo nodo. DC offre maggiore flessibilità e robustezza, particolarmente utile in reti eterogenee.
Impatto sul core di rete
In architetture Non-Standalone (NSA), dove il 5G lavora insieme al 4G, il core di rete rimane LTE EPC (Evolved Packet Core). Il traffico passa dal SN al MN e poi all’EPC. In modalità Standalone (SA), sia MN che SN possono essere gNodeB connessi direttamente al 5G Core (5GC), tramite le funzioni come UPF (User Plane Function) e AMF (Access and Mobility Function).
Domani approfondiremo proprio la funzione dell’UPF – User Plane Function nel core 5G, che gestisce tutto il traffico utente tra le RAN e i servizi di rete, completando così il quadro della gestione dati nella rete moderna.