5G CU – Central Unit : Fonction et Architecture

5G CU – Central Unit : Fonction et Architecture

Aujourd’hui on va voir le rôle et l’architecture de la 5G CU, ou Central Unit, un élément clé du réseau 5G qui permet la gestion centralisée des fonctions de contrôle et de gestion des données.

Qu’est-ce que la 5G CU ?

La 5G CU (Central Unit) est une composante fondamentale dans la division fonctionnelle du réseau 5G, notamment dans l’architecture découplée DU-CU. Elle prend en charge les fonctions haut niveau de traitement du protocole, en particulier les couches RRC (Radio Resource Control), PDCP (Packet Data Convergence Protocol) et SDAP (Service Data Adaptation Protocol).

Cette séparation vise à optimiser la flexibilité, la scalabilité et la performance du réseau, en dissociant la gestion des ressources radio (à la DU) des fonctions centrales.

Architecture de la 5G CU

La CU s’intègre dans l’architecture globale du gNodeB (gNB) 5G, où elle communique avec plusieurs entités :

• La DU (Distributed Unit), qui gère la couche physique et la couche MAC.
• Le Core Network (Nucleus 5G), avec lequel elle échange des informations de contrôle et de gestion.
• Les autres CUs dans le cas de déploiements multi-CU pour la répartition de charge.

La CU est elle-même divisée en deux parties fonctionnelles : CU-CP (Control Plane) et CU-UP (User Plane).

Fonctions de la CU-CP et CU-UP

1. CU-CP : Gère le plan de contrôle, c’est-à-dire la signalisation liée à la gestion des connexions, à la mobilité, au contrôle de la qualité de service (QoS) et à la sécurité.
2. CU-UP : Traite le plan utilisateur, en assurant la gestion et le transfert des paquets de données utilisateurs entre le réseau radio et le core 5G.

Cette séparation permet une meilleure indépendance fonctionnelle, facilitant la mise à jour et l’optimisation spécifique de chaque plan.

Interfaces et protocoles utilisés par la CU

La 5G CU utilise plusieurs interfaces normalisées pour communiquer :

• F1-C : Interface de contrôle entre CU et DU, pour la gestion de la configuration radio et la coordination.
• F1-U : Interface utilisateur entre CU et DU, pour le transfert des données utilisateurs.
• E1 : Interface entre CU-CP et CU-UP, permettant la coordination interne.
• NG-C : Interface de contrôle entre CU et le Core Network (AMF – Access and Mobility Management Function).
• NG-U : Interface utilisateur entre CU-UP et Core Network (UPF – User Plane Function).

Avantages de la 5G CU dans le réseau 5G

L’introduction de la CU dans l’architecture 5G apporte plusieurs bénéfices :

• Modularité : Les fonctions de contrôle et utilisateur peuvent évoluer indépendamment.
• Scalabilité : Permet d’adapter les ressources en fonction de la charge réseau sans impact sur les autres fonctions.
• Flexibilité : Facilite le déploiement multi-vendeurs et l’orchestration via des solutions cloud natives.
• Optimisation du plan utilisateur : Possibilité d’implémenter des fonctions avancées de routage, de QoS et de sécurité.

Exemple de déploiement de CU dans un réseau 5G

Dans un cas concret, la CU peut être déployée dans un datacenter régional, tandis que la DU est placée proche des antennes pour réduire la latence. La communication F1 entre CU et DU est alors optimisée pour garantir la réactivité du réseau. Le Core Network interagit avec la CU via NG interfaces pour assurer le contrôle global et la gestion des sessions utilisateurs.

Conclusion

La 5G CU est un élément central dans l’architecture 5G moderne, offrant une gestion optimisée du plan de contrôle et du plan utilisateur. Sa séparation avec la DU permet de mieux répondre aux exigences de performance, de flexibilité et de scalabilité des réseaux 5G. Comprendre son fonctionnement est essentiel pour maîtriser les technologies radio et réseaux de nouvelle génération.

Pour approfondir votre compréhension, vous pouvez explorer la notion de 5G DU et ses interactions avec la CU.