5G EN-DC : Fonctionnement de l’EUTRA-NR Dual Connectivity

5G EN-DC : Fonctionnement de l’EUTRA-NR Dual Connectivity

Aujourd’hui on va voir en détail ce qu’est le 5G EN-DC, ou EUTRA-NR Dual Connectivity, un mécanisme clé dans la phase de transition entre les réseaux LTE (4G) et 5G NR (New Radio). Ce dispositif permet d’associer simultanément les ressources radio de la 4G et de la 5G, afin de fournir une meilleure performance utilisateur et une couverture optimisée, tout en s’appuyant sur l’infrastructure existante.

Principe général de l’EN-DC

EN-DC permet à un terminal (UE – User Equipment) de se connecter simultanément à une station de base LTE (eNodeB) et à une station de base 5G NR (gNodeB), en combinant les ressources de chaque technologie pour améliorer le débit et la stabilité de la connexion. Cette approche repose sur la fonctionnalité Dual Connectivity (DC) définie dans la Release 15 du 3GPP.

• eNodeB maître (MeNB) : le point d’ancrage principal, généralement en LTE.
• gNodeB secondaire (SgNB) : la cellule NR utilisée pour la capacité additionnelle.

Le terminal reçoit les données simultanément depuis les deux points d’accès via deux liaisons radio distinctes, mais de manière coordonnée par le cœur réseau via l’interface X2 (ou NG dans certaines configurations évoluées).

Avantages opérationnels de l’EN-DC

• Déploiement progressif de la 5G : permet une extension rapide de la couverture 5G sans attendre le déploiement complet du cœur 5G (5GC).
• Réutilisation de l’infrastructure LTE existante : limite les coûts d’investissement initiaux.
• Amélioration de la qualité de service : agrégation de bande passante entre LTE et NR pour des débits accrus.
• Réduction du temps de latence perçue : certaines données peuvent transiter par la voie la plus rapide selon la disponibilité radio.

Architecture et interfaces réseau

Le déploiement de l’EN-DC repose sur un cœur EPC (Evolved Packet Core) auquel est connecté l’eNodeB. Le gNodeB, lui, se connecte à l’eNodeB via une interface X2 modifiée pour supporter la Dual Connectivity. Le schéma est le suivant :

• Interface S1 : entre eNodeB et EPC.
• Interface X2 : entre eNodeB et gNodeB pour la signalisation et le transfert de données utilisateur.

Dans ce mode, le terminal utilise une seule entité de gestion de mobilité (MME) et une seule session utilisateur PDN, avec le tunnel GTP-U partagé entre les deux stations de base.

Types de porteurs et de split

Dans EN-DC, les porteurs sont divisés selon leur rattachement :

1. Porteur maître (MCG – Master Cell Group) : LTE, géré par le MeNB.
2. Porteur secondaire (SCG – Secondary Cell Group) : NR, géré par le SgNB.

La répartition du trafic peut se faire selon différents types de split définis par le 3GPP, mais pour EN-DC, le type utilisé est principalement le Split 3C :

• Le plan de contrôle (signaling RRC) est ancré dans le MeNB (LTE).
• Le plan utilisateur peut être transmis via l’un ou l’autre des nœuds, ou les deux, selon l’allocation dynamique faite par le réseau.

Conditions pour l’établissement de l’EN-DC

Plusieurs conditions doivent être remplies pour qu’une connexion EN-DC soit possible :

• Le terminal doit être compatible EN-DC (catégorie de terminal supportant le dual connectivity).
• Le réseau doit disposer d’un eNodeB et d’un gNodeB interconnectés avec support X2.
• La configuration réseau (paramètres RRC, stratégie de sélection de cellule) doit autoriser le split entre les deux technologies.

Gestion de la mobilité en EN-DC

La mobilité en mode EN-DC est gérée principalement par le MeNB. Lorsqu’un terminal se déplace hors de la couverture NR, la connexion au SgNB est relâchée, et le terminal continue sa session uniquement via LTE. En revanche, lorsqu’un gNodeB devient disponible dans la zone de couverture, une procédure d’ajout SgNB est initiée.

La gestion des handovers peut être :

• Inter-eNB : entre deux eNodeB, avec ou sans NR associé.
• Intra-eNB : changement du gNodeB secondaire sans changer de MeNB.

Cas d’usage typiques de l’EN-DC

EN-DC est couramment utilisé dans les scénarios suivants :

• Amélioration de la bande passante en zone urbaine, où les fréquences 5G sont disponibles en complément de la couverture 4G.
• Fourniture de services critiques comme la vidéo en haute résolution ou les communications temps réel, nécessitant à la fois stabilité et débit.
• Support des premières phases de la 5G, avant la migration complète vers un cœur 5G (SA – Standalone).

Évolutions et perspectives

EN-DC représente une phase transitoire dans la migration vers la 5G pure. À terme, les réseaux migreront vers des architectures SA avec uniquement des gNodeB, mais EN-DC reste un mécanisme essentiel pour garantir une adoption rapide et fluide. Certains terminaux récents peuvent également supporter d’autres combinaisons DC comme NR-NR DC ou NR-LTE avec ancrage NR.

Pour aller plus loin, découvrez comment fonctionne le mode SA 5G et ce qu’il change en profondeur dans l’architecture réseau.