Mạng lõi 5G ( 5GC ) là trái tim của hệ thống mạng di động 5G

Mạng lõi 5G

Mạng lõi 5G là gì

Mạng lõi 5G (5GC) hay còn gọi là 5G Core được xem là trái tim của mạng di động, xử lý các chức năng quan trọng để cung cấp kết nối và quản lý cho người dùng.

Mạng lõi 5G khác biệt so với các phiên bản trước đó bằng cách sử dụng các công nghệ hiện đại như ảo hóa, containerization và microservices để đảm bảo kết nối 5G cao cấp.

Thành phần của 5GC

Network Slicing

Network slicing là một khái niệm quan trọng trong mạng lõi 5G.

Nó cho phép tạo ra nhiều mạng ảo trên cơ sở hạ tầng mạng vật lý chung.

Mỗi mạng ảo này được gọi là slice và có thể được tùy chỉnh để phục vụ các yêu cầu cụ thể của ứng dụng hoặc người dùng.

Ví dụ: một slice có thể được tối ưu hóa để hỗ trợ truyền dữ liệu với tốc độ cao, trong khi slice khác có thể được tối ưu hóa để hỗ trợ các ứng dụng yêu cầu độ trễ thấp.

Cách hoạt động của Network Slicing

  • Khi một yêu cầu từ người dùng hoặc ứng dụng được gửi đến mạng lõi 5G, hệ thống quản lý mạng (Network Management System) sẽ xác định slice phù hợp để xử lý yêu cầu đó.
  • Mỗi slice có riêng một tập hợp các tài nguyên mạng như băng thông, độ trễ và khả năng xử lý.
  • Hệ thống quản lý mạng sẽ điều chỉnh việc sử dụng các tài nguyên này để đảm bảo chất lượng dịch vụ và hiệu suất tốt nhất cho slice được chọn.

Lợi ích của Network Slicing

  • Network slicing mang lại nhiều lợi ích cho mạng lõi 5G.
  • Đầu tiên, nó cho phép tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên mạng, giúp giảm thiểu lãng phí và tăng khả năng cung cấp dịch vụ cho nhiều ứng dụng và người dùng cùng một lúc.
  • Ngoài ra, network slicing cũng giúp cải thiện hiệu suất và chất lượng dịch vụ thông qua việc tùy chỉnh các thông số kỹ thuật của từng slice để đáp ứng yêu cầu cụ thể của ứng dụng hoặc người dùng.

Control Plane

Control plane là thành phần quan trọng trong mạng lõi 5G, nó quy định các quy tắc và chính sách xác định các hành vi của mạng, bao gồm cách điều hướng các gói tin dữ liệu và xử lý thông tin liên quan.

Control plane chịu trách nhiệm cho việc quản lý và điều khiển toàn bộ hệ thống.

Cách hoạt động của Control Plane

  • Khi một gói tin dữ liệu được gửi đến mạng lõi 5G, control plane sẽ xác định các quy tắc và chính sách liên quan để quyết định cách xử lý gói tin đó.
  • Nó sẽ xác định đường đi tốt nhất cho gói tin và chỉ đạo các thiết bị mạng để xử lý nó.
  • Control plane cũng có khả năng tự động điều chỉnh và thích ứng với các thay đổi trong môi trường mạng để đảm bảo hiệu suất và chất lượng dịch vụ.

Lợi ích của Control Plane

  • Control plane giúp quản lý và điều khiển toàn bộ hệ thống mạng lõi 5G.
  • Nó giúp tối ưu hóa việc điều hướng gói tin dữ liệu, từ đó cải thiện hiệu suất truyền thông và giảm độ trễ.
  • Ngoài ra, control plane cũng giúp đảm bảo an ninh và bảo mật của mạng bằng cách áp dụng các chính sách kiểm soát truy cập và xác thực người dùng.
Thành phần của mạng lõi 5G

Cross-network API Integration

Cross-network API integration là khả năng cho phép các ứng dụng quản lý trong một mạng truy cập hoặc sửa đổi dữ liệu trong một mạng khác.

Điều này cho phép tích hợp linh hoạt giữa các hệ thống và ứng dụng khác nhau trong mạng lõi 5G.

Cách hoạt động của Cross-network API Integration

  • Cross-network API integration được thực hiện thông qua việc sử dụng các giao diện lập trình ứng dụng (APIs) chuẩn để cho phép truyền thông thông qua các mạng khác nhau.
  • Các APIs này cung cấp các phương thức và quy tắc để cho phép ứng dụng gửi và nhận dữ liệu từ các mạng khác nhau.

Lợi ích của Cross-network API Integration

  • Cross-network API integration giúp giảm thiểu sự rời rạc giữa các hệ thống và ứng dụng trong mạng lõi 5G.
  • Nó mang lại tính linh hoạt và tích hợp cao, cho phép các ứng dụng làm việc cùng nhau và truyền thông qua các mạng khác nhau.
  • Điều này giúp tạo ra những giải pháp toàn diện và hiệu quả cho các ngành công nghiệp và ứng dụng khác nhau.

User or SIM Authentication

User or SIM authentication là quá trình xác minh rằng người dùng hoặc SIM card được phép truy cập vào mạng lõi 5G.

Điều này làm đảm bảo rằng chỉ những người dùng có quyền truy cập mới được kết nối vào mạng.

Cách hoạt động của User or SIM Authentication

  • Khi người dùng hoặc SIM card yêu cầu kết nối vào mạng, hệ thống sẽ yêu cầu xác minh danh tính của họ.
  • Quá trình xác minh có thể sử dụng các phương pháp như mã PIN, mã OTP (One-Time Password) hoặc chứng chỉ số.
  • Khi xác minh thành công, người dùng hoặc SIM card sẽ được kết nối vào mạng.

Lợi ích của User or SIM Authentication

  • User or SIM authentication giúp đảm bảo an ninh và bảo mật của mạng lõi 5G bằng cách kiểm soát quyền truy cập.
  • Chỉ có những người dùng được xác minh mới có thể kết nối vào mạng, từ đó ngăn chặn việc truy cập trái phép và bảo vệ thông tin cá nhân của người dùng.
  • Điều này rất quan trọng trong việc xây dựng một mạng lõi an toàn và tin cậy.
Lợi ích của mạng lõi 5G

Lợi ích của 5GC

Hiệu suất cao

Một trong những lợi ích quan trọng nhất của mạng lõi 5G là khả năng đạt được tốc độ kết nối di động 5G.

Không chỉ vậy, khả năng truyền dữ liệu của cả hai chức năng mặt điều khiển (CPF) và mặt người dùng (UPF) cũng sẽ đạt tới mức cao chưa từng có.

Ví dụ: Samsung đã đạt được tốc độ truyền dữ liệu UPF lên tới 1 Tbps.

Với hiệu suất cao như vậy, mạng lõi 5G giúp tăng cường trải nghiệm của người dùng với tốc độ kết nối nhanh hơn, thời gian phản hồi ngắn hơn và khả năng xử lý dữ liệu tăng cường.

Điều này tạo ra những tiềm năng mới cho các ứng dụng thương mại, công nghiệp và y tế.

Tiết kiệm năng lượng

Mạng lõi 5G giúp các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông (CoSPs) tăng cường hiệu suất sử dụng năng lượng, giúp giảm chi phí vận hành (OpEx) và đáp ứng mục tiêu bền vững về năng lượng.

Các khả năng như điều chỉnh công suất động có thể điều chỉnh chu kỳ công suất để đáp ứng được nhu cầu dự đoán trên mạng.

Ví dụ: SK Telecom đã giảm tiêu thụ năng lượng lên tới 30% vào giờ cao điểm.

Sự hiệu quả về năng lượng của mạng lõi 5G không chỉ mang lại lợi ích kinh tế cho các CoSPs, mà còn có tác động tích cực đến môi trường.

Giảm tiêu thụ năng lượng cũng đồng nghĩa với việc giảm lượng khí thải carbon và giúp bảo vệ môi trường.

Tính linh hoạt

Trong các hệ thống truyền thống, các dịch vụ được liên kết với phần cứng được cố định và việc triển khai các dịch vụ mới đòi hỏi sự thay đổi cơ sở hạ tầng mà thường rất chậm chạp.

Tuy nhiên, với mạng lõi 5G, các tính năng hoặc dịch vụ mới được tách rời khỏi phần cứng cơ bản và triển khai nhanh chóng bằng cách sử dụng các công cụ điện toán đám mây như các container và Kubernetes.

Tính linh hoạt của mạng lõi 5G cho phép CoSPs triển khai và quản lý các dịch vụ mới một cách dễ dàng và linh hoạt hơn.

Điều này mang lại khả năng thích ứng nhanh chóng với yêu cầu của thị trường và khả năng triển khai các dịch vụ mới trong thời gian ngắn hơn.

Sự bền vững

Dịch vụ được đóng gói trong các container không chỉ giúp giảm sự phụ thuộc và tăng tính cô lập, mà còn giúp tăng tính chịu lỗi cho toàn bộ mạng.

Các dịch vụ được đóng gói trong container đi kèm với tất cả những gì cần thiết để hoạt động, giảm sự phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài.

Điều này giúp giảm thiểu rủi ro và tạo ra một môi trường hoạt động an toàn và tin cậy cho toàn bộ hệ thống.

Sự bền vững của mạng lõi 5G không chỉ liên quan đến khả năng chịu lỗi, mà còn liên quan đến khả năng tự phục hồi sau sự cố.

Với kiến trúc linh hoạt và sự tự động hóa, mạng lõi 5G có khả năng tự điều chỉnh để khắc phục sự cố và duy trì hoạt động liên tục của toàn bộ hệ thống.

Mô hình triển khai mạng lõi 5G

Mô hình triển khai 5GC

Phân loại mô hình triển khai

Mô hình 5G Stand-Alone (SA)

  • Mô hình 5G Stand-Alone (SA) là một kiến trúc hoàn toàn mới, được xây dựng từ đầu để hỗ trợ các tính năng và yêu cầu của mạng 5G.
  • SA Core yêu cầu phần cứng và phần mềm chạy trên nền tảng cloud-native, có khả năng phân tán chức năng và kiến trúc dựa trên dịch vụ.
  • Các ứng dụng yêu cầu độ trễ thấp và mật độ thiết bị cao, như các thành phố thông minh và nhà máy thông minh, sẽ cần mô hình 5G SA để đáp ứng yêu cầu của chúng.
  • Mô hình cung cấp tốc độ cao và độ tin cậy cao, giúp cho việc triển khai các dịch vụ mới và sử dụng các công nghệ như Internet of Things (IoT) và trí tuệ nhân tạo (AI).

Mô hình 5G Non-Stand-Alone (NSA)

  • Mô hình 5G Non-Stand-Alone (NSA) là một phương pháp triển khai mạng lõi 5G dựa trên cơ sở hạ tầng 4G LTE hiện có.
  • Với phương pháp này, các nhà cung cấp dịch vụ di động (CoSPs) có thể xây dựng mạng lõi 5G trên nền tảng hạ tầng 4G LTE hiện có mà không cần thay đổi quá nhiều.
  • Triển khai mô hình 5G NSA giúp giảm bớt sự rối loạn và chi phí trong quá trình chuyển đổi từ 4G LTE sang 5G.
  • Tuy nhiên, mô hình 5G NSA có giới hạn về độ trễ và chức năng so với mô hình 5G SA.
  • Nó không thể đáp ứng yêu cầu của các ứng dụng đòi hỏi độ trễ thấp và tốc độ cao như mạng lõi 5G SA.

Lợi ích và hạn chế của mô hình 5G Stand-Alone

Lợi ích của mô hình 5G SA

Tốc độ cao:

  • Mô hình 5G SA có thể cung cấp tốc độ truyền tải dữ liệu rất nhanh, giúp cho việc truyền thông liên tục của các dịch vụ và ứng dụng yêu cầu băng thông cao.

Độ trễ thấp:

  • Mô hình 5G SA giảm thiểu độ trễ trong quá trình truyền thông, cho phép các ứng dụng yêu cầu độ trễ thấp như xe tự lái và các hệ thống kiểm soát tự động hoạt động một cách hiệu quả.

Khả năng kết nối hàng ngàn thiết bị:

  • Mô hình 5G SA hỗ trợ kết nối hàng ngàn thiết bị cùng một lúc, cho phép triển khai các dịch vụ IoT quy mô lớn.

Kiến trúc dựa trên dịch vụ:

  • Mô hình 5G SA sử dụng kiến trúc dựa trên dịch vụ, cho phép triển khai linh hoạt các dịch vụ mới và tận dụng các công nghệ mới như AI và IoT.

Hạn chế của mô hình 5G SA

Một số hạn chế của mô hình bao gồm:

Chi phí:

  • Triển khai mô hình 5G SA yêu cầu đầu tư vào phần cứng và phần mềm mới, điều này có thể tạo ra áp lực tài chính cho các nhà cung cấp dịch vụ di động.

Thời gian triển khai:

  • Việc triển khai mô hình 5G SA có thể mất thời gian do yêu cầu xây dựng lại toàn bộ hệ thống từ đầu.

Độ tin cậy:

  • Mô hình 5G SA đòi hỏi phải có phần cứng và phần mềm cloud-native mới nhất để đảm bảo tính tin cậy và khả năng hoạt động liên tục.

Lợi ích và hạn chế của mô hình 5G Non-Stand-Alone

Lợi ích của mô hình 5G NSA

 Sự tương thích:

Triển khai nhanh chóng:

  • Việc triển khai mô hình 5G NSA không yêu cầu xây dựng lại toàn bộ hệ thống từ đầu, giúp tiết kiệm thời gian triển khai.

Hỗ trợ cho các thiết bị không hỗ trợ 5G:

  • Mô hình 5G NSA cho phép các thiết bị không hỗ trợ 5G vẫn có thể kết nối và sử dụng các dịch vụ di động thông qua LTE.

Hạn chế của mô hình 5G NSA

Giới hạn về tốc độ:

  • Vì thiết bị LTE hiện có không được thiết kế để hỗ trợ tốc độ cao của mạng lõi 5G, do đó NSA không thể đáp ứng được yêu cầu về tốc độ của các dịch vụ mới.

Độ trễ cao:

  • Mô hình 5G NSA không giảm được độ trễ so với LTE hiện có, do đó không thể đáp ứng yêu cầu của các ứng dụng yêu cầu độ trễ thấp.

Không tận dụng được các công nghệ mới:

  • Với kiến trúc không phải cloud-native, mô hình 5G NSA không thể tận dụn được các công nghệ mới như AI và IoT.

Có thể bạn quan tâm

Trụ sở chính công ty Comlink

Liên hệ

Comlink_Adress_Logo

Địa chỉ

Tầng 3 Toà nhà VNCC 243A Đê La Thành Str Q. Đống Đa-TP. Hà Nội
Comlink_Workingtime_Logo

Giờ làm việc

Thứ Hai đến Thứ Sáu Từ 8:00 đến 17:30 Hỗ trợ trực tuyến: 24/7
Comlink_Email_Logo

E-mail

info@comlink.com.vn
Comlink_Phone_Logo

Phone

+84 98 58 58 247

Tư vấn

Please enable JavaScript in your browser to complete this form.