Mobilfunkkerne

Mobilfunkkerne, auch Core-Netze genannt, bilden den zentralen Bestandteil der Mobilfunkinfrastruktur. Sie steuern Verbindungen, Authentifizierung, Mobility Management, Routing von Nutzdaten und Abrechnung und vermitteln zwischen Endgerät, Funkzugang und externen Netzwerken. Moderne Core-Netze trennen Kontrollpfade von Signalisierung und Nutzdatenpfad, um Skalierbarkeit, Sicherheit und Flexibilität zu erhöhen.

Historisch entwickelte sich der Kern eines Mobilfunknetzes von sprachorientierten, fest verbundenen Architekturen hin zu paketorientierten Strukturen. Mit dem LTE-Evolved Packet Core (EPC) wurde die Architektur vereinfacht: Der MME übernimmt Signalisierung und Mobilität, SGW leitet Nutzdaten weiter und PGW verbindet mit dem Internet oder anderen Netzen. HSS verwaltet Abonnenteninformationen, PCRF regelt QoS und Abrechnung. Diese Trennung von Kontroll- und Nutzdaten hat die Datenübertragung effizienter gestaltet.

Der 5G Core (5GC) setzt auf eine serviceorientierte Architektur. Zentrale Bausteine sind AMF (Zugangs- und Mobilitätsmanagement), SMF (Sitzungsmanagement) und UPF (Nutzerpfad). Ergänzend liefern AUSF, UDM/UDR sowie PCF Authentifizierung, Policy-Control und Datenverwaltung. NRF, NSSF, NEF und NWDAF unterstützen Service-Discovery, Slice-Bestimmung, Exposition von Diensten und Analytik. Das 5GC kann Standalone betrieben werden oder im Non-Standalone-Betrieb mit 4G, und ermöglicht Networking Slicing für unterschiedliche Dienste.

Praxis: Core-Netze werden in Rechenzentren oder Edge-Cloud-Umgebungen betrieben und sind geografisch verteilt. Interworking mit anderen Netzen, Roaming, Sicherheits- und Abrechnungsmechanismen sowie dynamische Ressourcenverwaltung gehören zu ihren Kernaufgaben. Mit der Weiterentwicklung zu offenen, softwaredefinierten Architekturen ändern sich Betrieb, Sicherheit und Skalierbarkeit der Core-Netze fortlaufend.