Comparaison technique entre eNB et gNB en 5G

Comparaison technique entre eNB et gNB en 5G

Le passage de la 4G LTE à la 5G implique une transformation significative de l’architecture réseau. Deux entités clés sont au cœur de cette évolution : l’eNodeB (eNB) utilisé dans les réseaux LTE, et le gNodeB (gNB), introduit avec la 5G NR (New Radio). Comprendre les différences structurelles, fonctionnelles et opérationnelles entre ces deux entités est essentiel pour appréhender l’architecture globale des réseaux mobiles de nouvelle génération.

Définition des entités eNB et gNB

L’eNB est responsable de la communication entre l’UE (User Equipment) et le réseau central 4G, via l’EPC (Evolved Packet Core). Le gNB, quant à lui, prend en charge la couche radio 5G NR, avec des fonctions élargies adaptées aux exigences de la 5G, notamment l’ultra faible latence, la très haute capacité et la connectivité massive.

Architecture réseau : différences majeures

• Backhaul : L’eNB se connecte au EPC via les interfaces S1-MME et S1-U. Le gNB utilise les interfaces NG-C (vers l’AMF) et NG-U (vers l’UPF) pour interagir avec le 5G Core.
• Interface radio : L’eNB utilise LTE-Uu alors que le gNB fonctionne avec la nouvelle interface NR-Uu.
• Séparation du plan de contrôle et du plan utilisateur : Bien que déjà amorcée en 4G, cette séparation est plus clairement définie dans le gNB, avec la prise en charge native de la CUPS (Control and User Plane Separation).
• Support multi-RAT : Le gNB peut opérer avec des configurations non-standalone (NSA) ou standalone (SA), en cohabitation avec eNB dans certains cas.

Le gNB est souvent intégré dans une architecture dite en option 3x, où le eNB joue un rôle d’ancrage LTE et le gNB agit comme nœud secondaire NR. Cela permet une introduction progressive de la 5G sur des infrastructures existantes.

Fonctionnalités spécifiques du gNB par rapport à l’eNB

Exemple d’intégration hybride eNB/gNB

Dans un scénario typique NSA (Non-Standalone), un opérateur mobile peut utiliser un eNB existant comme ancrage principal pour la signalisation et le contrôle, tandis qu’un gNB est ajouté pour fournir des capacités NR. Par exemple, un utilisateur téléchargeant une vidéo bénéficiera d’un lien data haute capacité via le gNB (NR) tout en restant connecté au eNB pour le contrôle de session. Ce type de déploiement accélère l’introduction de la 5G sans nécessiter un remplacement immédiat des infrastructures existantes.

Comparaison des fonctionnalités logiques

1. Support du dual connectivity : Le gNB est nativement conçu pour la double connectivité NR-LTE, contrairement à l’eNB où ce support est optionnel et limité.
2. Gestion des slices : Le gNB permet la création et la gestion de réseaux virtuels indépendants (network slicing), ce qui est absent de l’eNB.
3. Interface avec le cœur : L’eNB interagit avec le EPC alors que le gNB fonctionne avec un cœur 5G basé sur une architecture de type service-based architecture (SBA).
4. Evolution logicielle : Le gNB est compatible avec les fonctions virtualisées (vRAN, cloud-native), ce qui le rend plus agile et évolutif.

Points clés de différenciation

• Technologie radio : NR vs LTE
• Interface réseau : NG vs S1
• Architecture : Cloud-native vs architecture classique
• Performances : Latence réduite, débit plus élevé, plus grande densité de connexion pour le gNB
• Support futur : Le gNB est indispensable pour des cas d’usage comme les véhicules autonomes, la robotique industrielle ou la réalité augmentée

Conclusion

Le gNB ne se contente pas d’être une version améliorée du eNB ; il est conçu pour répondre aux nouveaux paradigmes de la connectivité mobile. En intégrant des fonctions avancées de virtualisation, de découpage réseau et de gestion de la latence, le gNB est au cœur de l’écosystème 5G. À l’inverse, l’eNB reste pertinent dans les scénarios de transition où la couverture LTE est déjà bien établie. Comprendre ces différences est essentiel pour planifier, déployer et exploiter efficacement les réseaux mobiles de nouvelle génération.

Pour mieux appréhender la relation entre le gNB et le cœur 5G (5GC), il peut être utile d’explorer les protocoles NG-C et NG-U dans une prochaine analyse.