IMT ve 5G Ağ Yaşam Döngüsü: Mimari, Tasarım, Dağıtım ve Operasyonlar Eğitimi

1. Gün

1. Giriş ve Ekosistem Genel Bakışı

• 5G standardının çoklu açıdan ele alınması: İş, standardizasyon, uygulama, taşıyıcı, RAN, Çekirdek, DevOps.

• İlgili kavramların çözümlenmesi: 5G, IMT-2020, NG-RAN, NR, 5GC, 5GS.

• Mobil ağların kuşaklar arası sürekliliği: 3GPP Release 15–17 kapsamından 4.5G'den 5G'ye sorunsuz evrim.

2. IMT-2020 Vizyonu

• Değişimin sürücüsü ve yeni gereksinimlerin kaynağı olarak UE (Terminal Ekipmanı): UE tanımı genişletilerek IoT/mMTC (sensörler), RedCap cihazları (kamereler) ve UAV (insansız hava araçları) dahil edilmektedir.

• 4G/LTE'nin sınırlılıkları, EPC'nin esneklik eksikliği ve taşıyıcı ağ zorlukları.

• eMBB, URLLC ve mMTC'nin sınır gereksinimleri: Senaryolar ve bunların RAN ve Çekirdek üzerindeki etkileri.

• 5G ağını tanımlayan genel sistem gereksinimleri.

• Yarısı kesen yetenekler (Cross-cutting capabilities): Ağ Dilimleme (Network Slicing), 5QI, CUPS, Çoklu Erişim Kenar Hesaplama (MEC) ve Tasarımda Gizlilik (Privacy by Design).

3. UE'nin NG-RAN ile İletişiminin Fiziksel Temelleri

• Temel radyo kavramları: Hücre (Cell), Bant (Band), Kanal Genişliği.

• UE ağ erişiminin temelleri: Radyo protokol yığını, MIB/SIB, Hücre Seçme mekanizması ve Fiziksel Katman.

• Bağlantı başlatma: RACH (Msg 1-4), Sayfa çağrısı (Paging), RRC.

4. NG-RAN Mimarisi

• gNB'nin CU ve DU olarak mantıksal ayrılması.

• İşlevsel Ayrıştırma (Functional Split) seçenekleri ve etkileri.

• RAN uyumluluğu için alternatif/referans çerçeve ve standart olarak O-RAN.

• Kontrol Düzlemi (Control Plane) ve Kullanıcı Düzlemi'nin (User Plane) ayrılması.

• RRC protokolü ve NG-RAN'daki UE operasyonlarını koordine etme rolü ile NAS tünellemesi.

5. NG-RAN Mekanizmaları ve İşlemleri

• PDCP ve Radyo Taşıyıcıları (Radio Bearers).

• Ölçümler: Yapılandırma, raporlama ve diğer işlemlerde kullanım.

• Tüm NG-RAN operasyonları için ana işlem olan RRC Yeniden Yapılandırma.

• Taşıyıcı Agregasyonu (Carrier Aggregation) ve Bant Kombinasyonu.

• NG-RAN koordinasyonundaki AMF rolü, NGAP protokolü.

• Devir (Handover) işlemleri.

2. Gün

1. Taşıyıcı Ağı Temelleri

• Taşıyıcı mühendisliğinin karmaşıklığı ve "sadece kablolar" mitinin çözümlenmesi: Temel teknoloji olarak IP/MPLS.

• Fronthaul, Midhaul ve Backhaul olarak bölünme: Gereksinimler, beklentiler ve uygulamalar (eCPRI dahil).

• 5GS alanından IP yönlendirici QoS'ye 5QI eşlemesi.

• PTP (IEEE 1588) kullanarak radyo iletimi için zaman ve faz dağıtımı ve senkronizasyonu.

2. 5GC Temeli Olan SBA Mimarisinin İç Yapısı

• Klasik BT yığını: HTTP/2, JSON, OAuth2.

• Çekirdek Ağ İşlevi iletişim mekanizmaları: Request-Response vs. Subscribe-Notify.

• NG-RAN'dan erişim işleme ve trafik sonlandırma perspektifinden ana NF'ler: NRF, AMF, SMF, UPF.

• Temel koordinatör olarak NRF: Servis Kaydı (Service Registration), Servis Keşfi (Service Discovery).

• (Kavramsal Genel Bakış) Durumsuz (Stateless) mimari ve herhangi bir NF için durumun UDSF kullanılarak saklanması.

• (Kavramsal Genel Bakış) SCP üzerinden yük dengeleme ve vekil (proxy) mekanizmaları.

3. Veri Yolu ve Kullanıcı Düzlemi Ayrımı

• UE'den 5GC'ye veri akışı: NG-RAN arayüzlerinin (N2, N3) NF'lerle (AMF, SMF, UPF) ilişkilendirilmesi.

• Kontrol Düzlemi için giriş kapısı olarak AMF (NAS ve NGAP sinyalleşmesinin sonlandırılması ve demultiplexing).

• Kullanıcı Düzlemi çekirdeği olarak UPF: Kullanıcı verisi yönlendirme uygulaması ve GTP-U türel kapsama (encapsulation).

• PDU Oturumu Kurulumu çağrı akışı: QoS Akışı tahsisatı dahil Uçtan uca Çağrı Akışı.

• N4 arayüzü (PFCP protokolü), TEID tahsisi ve radyo trafiğini harici Veri Ağlarına (DN) bağlayan kurallar (PDR, FAR).

4. Abonelik Yönetimi, Kimlik ve Servis Politikaları

• Veritabanları: Yapılandırılmış veriler için UDR ve abonelik işleme mantığı için UDM.

• AUSF, NAS anahtar değişimi ve SUCI mekanizmasını içeren 5G-AKA kimlik doğrulama süreci.

• Politika yöneticisi ve dağıtıcısı olarak PCF: Oturum, mobilite ve SLA politikaları.

• BSF aracılığıyla PDU oturumlarını PCF örneklerine bağlama — IMS/VoNR için ana bir özellik.

5. Ağ Dilimleme (Network Slicing)

• Ağ Dilimleme'ye giriş, S-NSSAI parametre tanımlayıcı kurulumu.

• Servis profili temelinde NSSF üzerinden AMF ve SMF örnek seçme mekanizmaları.

• MEC'ye giriş, UPF'de Upstream Classifier (UL CL) / Branching Point.

6. Harici 5GC Maruz Bırakma ve API'ler

• Roaming trafiğini güvence altına almak için SEPP.

• 3GPP dışı erişim: NG-RAN dışından kaynaklanan abonelik trafiği N3IWF üzerinden.

• NEF üzerinden harici Uygulama Fonksiyonları (AF) ile entegrasyon ve maruz bırakma.

7. Seçili Uçtan Uca Senaryoların Analizi

• İlk Kayıt ve PDU Oturumu Kurulumu: NRF sorgusu, AUSF kimlik bilgileri, UDM'den abonelik ve PCF'den politikaların alınması.

• Aktif oturumlar sırasında Inter-gNB devri sırasında Yol Değiştirme Talebi (Path Switch Request) ve UPF taşıma işlemi.

• MEC senaryoları ve Yerel Breakout (LBO) yönlendirmesi için UPF ve SMF seviyelerinde Upstream Classifier (UL CL) mekanizması.

• Aşağı akış (downlink) trafiğine yanıt olarak UPF girişimiyle UE'yi uyandıran Sayfa çağrısı (Paging) ve Ağ Tetikleyimli Servis Talebi.

3. Gün

1. Geçiş Mimarisi

• EPC ve E-UTRAN mimarilerinin genel bakışı.

• 5G dağıtım seçenekleri (Standalone SA ve Non-Standalone EN-DC).

2. 5GS ve EPS Birlikte Yaşamı

• EPS Fallback ve Yönlendirme (Redirect) mekanizmaları.

• Melez uygulamalar (PGW-C+SMF ve PGW-U+UPF).

• MME ve AMF arasında Sistemler Arası Devir işlemleri için N26 arayüzü.

• MR-DC (Multi-RAT Dual Connectivity) için baskın varyant olarak EN-DC analizi.

• Spektrum paylaşım mekanizması olarak DSS (Dynamic Spectrum Sharing).

3. Telemetri, Sayıcılar ve Veri Korelasyonu

• Sayıcılar (Counters) aracılığıyla olayların izlenmesi ve bunların KPI'lere toplanması.

• İşlem doğruluğunu değerlendirme yaklaşımları: Başarı Oranı, Başarısızlık Oranı, mutlak ve yüzde değerleri.

• Olay korelasyonu: Özel sayıcıları olmayan karmaşık işlemlerin izlenmesi.

• Veri normalizasyonu ve büyüklük sıralarında daha geniş bir bakış açısı.

4. Anomali Tanılaması ve Günlük (Log) Analizi

• Yazılım veya yapılandırma hatalarına işaret eden sorunların (ör. "Uyuyan Hücre") tanımlanması.

• İstatistiksel sapmalar ve arıza kök nedenlerini belirlemek için 3GPP protokollerindeki Neden Değerlerini (Cause Values) eşleme.

5. Kaos Mühendisliği ve Sorun Giderme

• Dev/bulut ortamında açık kaynak kodlu bir 5GC uygulamasının yönetilmesinin temelleri.

• Bulut- Yerel (Cloud-Native) paradigmayı test etme: Operasyonları kesintiye uğratmadan çekirdek microservice öğelerinin değiştirilmesi.

• Bilerek hata enjeksiyonu ve devralma (failover) davranışının gözlemlenmesi.

• NG-RAN bozulmasının simülasyonu ve AMF tarafında günlüklerin korelasyonu.