5G MN : Fonctionnement et rôle du Master Node

5G MN : Fonctionnement et rôle du Master Node

Aujourd’hui on va voir ce que signifie réellement le terme 5G MN (Master Node) dans l’architecture de la 5G, et comment ce composant s’intègre dans la gestion des connexions et des ressources radio. La compréhension du MN est essentielle pour décrypter le fonctionnement du mode non autonome (NSA) de la 5G, encore très répandu dans les déploiements initiaux.

Architecture dual-connectivity : rôle du MN

Le Master Node (MN) est un élément clé de l’architecture Dual Connectivity utilisée dans la 5G NSA. Cette architecture permet à un terminal (UE – User Equipment) de se connecter simultanément à deux stations de base : le MN (généralement un eNodeB 4G LTE) et un Secondary Node (SN), souvent un gNodeB 5G NR.

Le MN est responsable de la signalisation principale entre le terminal et le cœur du réseau. Il contrôle également la gestion de session initiale, la mobilité inter-cellulaire, et agit comme point d’ancrage pour le plan de contrôle.

• Le MN gère l’établissement et la libération des connexions Dual Connectivity.
• Il conserve la maîtrise des échanges NAS (Non-Access Stratum) entre l’UE et l’AMF (Access and Mobility Management Function).
• Le SN est ajouté pour fournir un complément de capacité via le plan utilisateur (User Plane).

Procédure d’ajout d’un SN par le MN

Une fois que l’UE est connecté au MN, ce dernier peut initier l’ajout d’un SN. Ce processus est connu sous le nom de Secondary Node Addition. Le MN évalue les conditions radio, la charge réseau et les capacités du terminal avant de prendre cette décision.

1. Le MN initie une requête de configuration X2 (ou Xn en 5G) vers le SN.
2. Le SN configure ses ressources radio et prépare l’ajout.
3. Le MN informe l’UE via le RRC (Radio Resource Control).
4. Une fois que l’UE est connecté au SN, le plan utilisateur peut être réparti sur les deux nœuds.

Ce mécanisme améliore considérablement le débit global et la fiabilité, tout en maintenant la compatibilité avec les infrastructures 4G existantes.

Interfaces réseau associées au Master Node

Le MN interagit avec d’autres composants réseau via plusieurs interfaces :

• S1-MME : Interface entre le MN (eNodeB) et le cœur 4G (MME).
• X2 : Interface entre le MN et le SN (lien eNodeB-gNodeB).
• NG-C (si le MN est un gNodeB) : Interface de signalisation avec le cœur 5G.

Dans un déploiement NSA typique, l’interface S1-MME reste active pour la signalisation LTE, tandis que les flux utilisateurs peuvent passer par la 5G grâce à l’ajout du SN.

Avantages opérationnels du modèle MN-SN

Le modèle MN-SN permet un déploiement progressif de la 5G, sans migration immédiate vers un cœur 5G complet. Cela présente plusieurs avantages :

• Réduction des coûts grâce à la réutilisation du réseau LTE existant.
• Amélioration du débit utilisateur par agrégation des porteuses LTE et NR.
• Fiabilité assurée par le fallback automatique vers le MN en cas de défaillance du SN.

Le MN reste donc le point central de coordination dans les réseaux hybrides 4G/5G, jusqu’à l’adoption complète du mode autonome (SA), où le gNodeB gère à la fois le plan de contrôle et le plan utilisateur.

Limites et évolution vers l’architecture 5G autonome

Malgré ses avantages, le modèle MN-SN présente des limites :

• Latence accrue due au passage par le MN pour la signalisation.
• Complexité dans la gestion conjointe des ressources LTE et NR.
• Capacité limitée à supporter certains cas d’usage avancés de la 5G (slicing, URLLC).

C’est pourquoi les opérateurs évoluent progressivement vers une architecture SA (Standalone), dans laquelle le MN n’est plus nécessaire. Le gNodeB devient autonome, avec une interface directe NG-C et NG-U vers le cœur 5G (5GC), permettant un véritable découplage du réseau.

Cette transition repose néanmoins sur une mise à jour de l’infrastructure, tant au niveau radio qu’au niveau cœur, ainsi que sur une adoption progressive par les terminaux compatibles SA.

Le Master Node (5G MN) reste donc une composante incontournable pour le support des architectures hybrides, et joue un rôle déterminant dans l’adoption à grande échelle de la 5G en mode NSA.

Si vous souhaitez mieux comprendre le rôle du Secondary Node dans cette architecture, ne manquez pas notre article dédié au 5G SN.