O que é o PLMN em LTE?

O PLMN (Public Land Mobile Network) é um conceito fundamental em redes móveis, especialmente dentro da arquitetura LTE (Long Term Evolution). O PLMN refere-se a uma rede de comunicação móvel pública que serve uma área geográfica específica, fornecendo conectividade para dispositivos móveis através de várias estações base e infraestrutura de comunicação. Dentro do contexto do LTE, o PLMN é uma rede que pode fornecer serviços como voz, dados, mensagens e outras funcionalidades essenciais para usuários móveis em uma área de cobertura específica. Com a evolução das redes móveis, o PLMN também se integra com tecnologias mais avançadas, incluindo o 5G, mantendo sua relevância e desempenhando um papel central no funcionamento das redes celulares modernas.

Um PLMN pode ser operado por uma única operadora de rede móvel ou pode envolver uma combinação de operadoras em um consórcio, dependendo da região e da estrutura de licenciamento. Ele é responsável por toda a infraestrutura de rede necessária para fornecer conectividade sem fio e garantir a comunicação de dados entre os dispositivos móveis e os sistemas de backhaul.

Como Funciona o PLMN em LTE?

Em redes LTE, o PLMN funciona como a interface principal entre o usuário final e a infraestrutura de rede, oferecendo conectividade de dados, sinalização e suporte para vários serviços. Cada PLMN é identificado de forma única por um código chamado MCC (Mobile Country Code) e MNC (Mobile Network Code). O MCC identifica o país onde a rede opera, enquanto o MNC identifica a operadora dentro desse país. Essa combinação única de MCC e MNC é usada para distinguir diferentes PLMNs em uma rede global, permitindo que dispositivos móveis se conectem à rede correta quando estão em roaming ou em operação local.

Em uma rede LTE, o PLMN é composto por vários componentes essenciais, incluindo:

eNB (evolved Node B): Esta é a estação base responsável por gerenciar a comunicação com os dispositivos móveis dentro de uma célula. O eNB se conecta à rede de core, permitindo a transferência de dados e serviços entre os dispositivos móveis e os sistemas de backhaul.
MME (Mobility Management Entity): O MME é responsável por gerenciar o controle de sinalização e a mobilidade dos usuários na rede. Ele lida com a autenticação, a atribuição de endereços IP e a gestão do processo de handover entre células ou PLMNs, garantindo que os dados sejam roteados corretamente entre as diferentes partes da rede.
SGW (Serving Gateway) e PGW (Packet Gateway): Esses gateways são responsáveis pela movimentação de pacotes de dados dentro da rede, com o SGW fornecendo a interface com a rede de acesso e o PGW garantindo a conexão com a internet e outras redes externas.

Identificação e Seleção de PLMN

A identificação e a seleção do PLMN por um dispositivo móvel são processos cruciais para garantir a conectividade correta. Quando um dispositivo é ligado ou entra em uma nova área geográfica, ele realiza uma busca ativa por PLMNs disponíveis na região. Isso é feito por meio da leitura das informações transmitidas pelas estações base (eNBs), que anunciam os PLMNs que estão disponíveis para a conexão. O dispositivo então seleciona o PLMN com base em fatores como sinal de força, qualidade de rede e, em alguns casos, as preferências do usuário ou do operador.

O processo de seleção pode ocorrer de duas maneiras:

Seleção Automática: O dispositivo móvel se conecta automaticamente ao PLMN com o sinal mais forte ou mais adequado, sem que o usuário precise tomar qualquer ação.
Seleção Manual: O usuário pode optar por selecionar manualmente o PLMN ao qual deseja se conectar, especialmente útil em situações de roaming internacional ou quando há várias opções de redes disponíveis.

Após a seleção, o dispositivo móvel estabelece uma conexão com a rede do PLMN, realizando um processo de registro para autenticar o usuário e garantir a disponibilidade de serviços como voz, dados e mensagens. Essa autenticação e autorização são feitas através de interações com componentes de rede como o HSS (Home Subscriber Server) e o PCRF (Policy and Charging Rules Function), que verificam se o usuário tem permissões para acessar os serviços e quais são as suas limitações de uso.

PLMN em Roaming

O PLMN também desempenha um papel crítico no processo de roaming, que ocorre quando um usuário móvel se desloca para fora da área de cobertura de sua operadora original e se conecta a uma rede de outra operadora. Durante o roaming, o dispositivo móvel se conecta a um PLMN diferente, mas ainda consegue acessar os serviços fornecidos pela operadora original, embora com algumas diferenças nas condições de tarifação e nas características da rede.

O roaming pode ser tanto nacional quanto internacional. No caso do roaming internacional, o dispositivo móvel se conecta a um PLMN de uma operadora estrangeira, que estabelece uma conexão com o PLMN da operadora original por meio de acordos de roaming. Esse processo envolve o uso de um sistema chamado HLR (Home Location Register) para gerenciar a localização do usuário e os detalhes da autenticação, permitindo que ele utilize os serviços móveis no exterior da mesma forma que em sua rede original.

Segurança no PLMN

Segurança é uma consideração crucial em qualquer rede móvel, e o PLMN não é exceção. Existem várias medidas de segurança implementadas para proteger a integridade da comunicação dentro de um PLMN, incluindo:

Criptografia: A criptografia de dados é utilizada para proteger a comunicação entre o dispositivo móvel e a infraestrutura de rede. No LTE, são utilizadas técnicas avançadas de criptografia, como o AES (Advanced Encryption Standard), para garantir que os dados transmitidos pela rede sejam protegidos contra interceptação e adulteração.
Autenticação: O processo de autenticação envolve a verificação da identidade do usuário e do dispositivo móvel, utilizando mecanismos como o SIM (Subscriber Identity Module) e o USIM (Universal Subscriber Identity Module), que armazenam as chaves criptográficas necessárias para autenticar a conexão do usuário à rede.
Controle de Acesso: O PLMN implementa controles rigorosos de acesso para garantir que apenas usuários autorizados possam acessar os serviços da rede. Esses controles podem incluir autenticação baseada em SIM ou mecanismos de autorização adicionais para dispositivos que não estão registrados.

Diferença entre PLMN e Outras Redes

Embora o PLMN seja uma rede pública para dispositivos móveis, existem outras redes de comunicação que podem ser confundidas com o PLMN, como as redes privadas ou redes de área local. A principal diferença entre um PLMN e essas redes é que o PLMN é uma rede pública que oferece cobertura para uma área geograficamente grande, enquanto as redes privadas ou de área local são limitadas em termos de cobertura e serviços.

Além disso, enquanto o PLMN tem um foco claro na comunicação móvel e na conectividade sem fio, outras redes, como as LANs (Local Area Networks) e WANs (Wide Area Networks), podem ser usadas para fornecer conectividade entre dispositivos em um ambiente fixo, como um escritório ou uma empresa. O PLMN, por sua vez, lida com a mobilidade e a cobertura de usuários móveis em larga escala.

O PLMN (Public Land Mobile Network) é uma parte essencial da infraestrutura de redes móveis, permitindo a conectividade sem fio entre os dispositivos móveis e a rede pública. Em LTE, o PLMN não só oferece serviços de dados, voz e mensagens, como também facilita o processo de roaming e garante que os usuários tenham acesso contínuo aos serviços, independentemente de sua localização. A gestão eficiente do PLMN, que envolve a autenticação, o roteamento de tráfego e a segurança, é fundamental para o sucesso das redes móveis modernas. Com a constante evolução das tecnologias móveis, o PLMN continua a desempenhar um papel fundamental no fornecimento de serviços de comunicação móvel de alta qualidade, incluindo a transição para as redes 5G.