NG-RAN 5G – Architettura e Funzioni del Next Generation Radio Access Network

NG-RAN 5G – Architettura e Funzioni del Next Generation Radio Access Network

NG-RAN, acronimo di Next Generation Radio Access Network, è una delle componenti chiave dell’architettura 5G. Oggi ti spiego cos’è esattamente NG-RAN, come si struttura e perché rappresenta un’evoluzione cruciale rispetto alle reti radio precedenti come E-UTRAN nel 4G. Capire NG-RAN è fondamentale per chi vuole approfondire il funzionamento interno delle reti 5G e il modo in cui gestiscono la comunicazione tra dispositivi e core di rete.

Cos’è NG-RAN e perché è importante

NG-RAN è la rete di accesso radio progettata per supportare le funzionalità avanzate del 5G NR (New Radio). Si occupa di connettere il dispositivo utente (UE) con la rete core 5G (5GC), permettendo trasmissioni ultra veloci, bassissima latenza e grande affidabilità. Rispetto a E-UTRAN del 4G, NG-RAN introduce nuove architetture e protocolli per rispondere alle esigenze delle applicazioni moderne come IoT massivo, realtà aumentata e guida autonoma.

Componenti principali di NG-RAN

• gNodeB (gNB): l’elemento base della rete radio, equivalente all’eNodeB nel 4G, ma progettato per supportare il 5G NR. Il gNB gestisce la trasmissione radio, il controllo di risorse e la comunicazione con il core 5G tramite interfacce dedicate.
• Central Unit (CU) e Distributed Unit (DU): NG-RAN è suddiviso logicamente in CU e DU per maggiore flessibilità e scalabilità. La CU si occupa del controllo, mentre la DU gestisce la parte radio più vicina all’utente, permettendo un’architettura modulare.

Architettura e interfacce NG-RAN

La rete NG-RAN utilizza diverse interfacce fondamentali per garantire la connettività e il controllo tra i vari elementi:

• Interfaccia F1: collega la Central Unit (CU) con la Distributed Unit (DU), permettendo la divisione tra controllo e gestione radio.
• Interfaccia NG: collega il gNB al core di rete 5G (5GC) e sostituisce l’interfaccia S1 usata nel 4G.
• Interfaccia Xn: consente la comunicazione tra più gNB, supportando il handover e la gestione delle risorse tra celle diverse.

Funzioni principali di NG-RAN

1. Gestione della connessione radio: il gNB stabilisce, mantiene e rilascia le connessioni radio con i dispositivi.
2. Scheduling dinamico: assegna le risorse radio in modo ottimale per garantire qualità di servizio anche in scenari con alta densità di utenti.
3. Supporto alla mobilità: permette il passaggio fluido tra celle 5G e tra 5G e reti legacy come LTE o GERAN.
4. Ottimizzazione delle risorse radio: utilizza tecniche avanzate come beamforming e Massive MIMO per migliorare la copertura e la capacità.

NG-RAN e 5G Core: un binomio indispensabile

NG-RAN lavora a stretto contatto con il 5G Core (5GC), creando una rete end-to-end che offre funzionalità avanzate di slicing di rete, bassa latenza e sicurezza migliorata. La flessibilità di NG-RAN e la sua capacità di interfacciarsi con il 5GC permettono di realizzare servizi personalizzati per diverse esigenze, dai device IoT alle comunicazioni mission-critical.

Integrazione con reti legacy e Multi-RAT

NG-RAN supporta meccanismi di inter-RAT handover per passare senza problemi da 5G a reti 4G LTE o anche 3G e 2G. Questo è fondamentale per garantire continuità del servizio, soprattutto in aree dove la copertura 5G non è completa. Inoltre, le architetture di rete moderne spesso prevedono coesistenza di più tecnologie per ottimizzare risorse e copertura.

Caratteristiche tecniche avanzate di NG-RAN

• Massive MIMO: l’uso di antenne multiple consente di aumentare la capacità di trasmissione e migliorare il segnale.
• Beamforming: tecnica che indirizza il segnale radio direttamente verso il dispositivo utente per una migliore qualità di ricezione.
• Supporto a frequenze millimetriche (mmWave): NG-RAN può operare su bande ad alta frequenza che garantiscono velocità elevate ma con copertura limitata.

Perché NG-RAN è la base delle reti 5G

Se vuoi davvero capire come funziona il 5G, devi conoscere bene NG-RAN, perché è l’elemento che gestisce la connessione radio e tutta la complessità legata all’accesso e alla mobilità dell’utente. La sua architettura modulare e l’integrazione con il 5G Core permettono di rispondere alle sfide delle reti moderne: alte prestazioni, bassa latenza e supporto a moltissimi dispositivi contemporaneamente.

Domani potremo approfondire il 5G Core e scoprire come insieme a NG-RAN crea un sistema altamente performante e flessibile per i servizi di nuova generazione.