NAS (Non-Access Stratum) in LTE verstehen
Bei Long-Term Evolution (LTE) spielt das Non-Access Stratum (NAS) eine entscheidende Rolle in der Gesamtarchitektur und Funktionalität des Netzwerks. NAS ist eine Schicht im LTE-Protokollstapel, die sich hauptsächlich mit der Signalisierung zwischen dem User Equipment (UE) und dem Evolved Packet Core (EPC) befasst. Lassen Sie uns in die Details des NAS und seiner Komponenten eintauchen.
1. NAS-Übersicht:
NAS ist für die Abwicklung verschiedener Verfahren im Zusammenhang mit der Einrichtung, Aufrechterhaltung und Freigabe von Signalverbindungen zwischen dem UE und dem Netzwerk verantwortlich. Es operiert über dem Access Stratum (AS), das für die Übertragung von Benutzerdaten zwischen dem UE und dem E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network) verantwortlich ist.
2. Komponenten von NAS:
2.1. Mobilitätsmanagement (MM):
Die MM-Unterschicht von NAS befasst sich mit mobilitätsbezogenen Funktionen. Dazu gehören Verfahren zum Anschließen und Trennen des UE vom Netzwerk, zum Aktualisieren des Standorts und zum Verwalten des Mobilitätsstatus des UE.
2.2. Sitzungsverwaltung (SM):
Die SM-Unterschicht konzentriert sich auf die Einrichtung, Änderung und Beendigung von Trägern. Träger sind logische Kanäle, die Benutzerdaten zwischen dem UE und dem EPC übertragen. Das Sitzungsmanagement ist für die effiziente Abwicklung der Kommunikationssitzungen des UE von entscheidender Bedeutung.
3. Wichtige NAS-Verfahren:
3.1. Verfahren zum Anhängen:
Wenn das UE eingeschaltet wird oder ein neues Netzwerk betritt, initiiert es den Verbindungsvorgang. Dazu gehört die Registrierung des UE beim Netzwerk, der Erhalt einer IP-Adresse und die Einrichtung des erforderlichen Sicherheitskontexts.
3.2. Trennvorgang:
Der Trennvorgang wird aktiviert, wenn das UE ausgeschaltet wird oder sich in einen Bereich außerhalb der Abdeckung des aktuellen Netzwerks bewegt. Dazu gehört die Benachrichtigung des Netzwerks über die Trennung, die Freigabe von Ressourcen und die Aktualisierung des UE-Status.
3.3. Sicherheitseinrichtung:
Sicherheit ist ein entscheidender Aspekt von NAS. Der Aufbau einer sicheren Verbindung umfasst Verfahren wie Authentifizierung und Schlüsselvereinbarung (AKA), die die Vertraulichkeit und Integrität der Signalisierungsnachrichten gewährleisten.
3.4. Inhabergründung:
NAS verwaltet die Einrichtung und Änderung von Trägern über die Sitzungsverwaltungs-Unterschicht. Dazu gehört die Zuweisung von Ressourcen und Parametern für die Datenübertragung.
4. NAS-Signalisierung:
Die NAS-Signalisierung umfasst Nachrichten, die während verschiedener Vorgänge zwischen dem UE und dem Netzwerk ausgetauscht werden. Diese Nachrichten enthalten Informationen zu Mobilität, Sicherheit und Sitzungsverwaltung.
5. Interaktionen mit unteren Schichten:
NAS interagiert mit den unteren Schichten, insbesondere dem AS, um den nahtlosen Austausch von Benutzerdaten und Signalinformationen sicherzustellen. Der AS kümmert sich um die Funkressourcenverwaltung und die Funktionalitäten der physikalischen Schicht.
6. NAS-Statusmodell:
NAS arbeitet in verschiedenen Zuständen, die jeweils einen bestimmten Zustand des UE darstellen. Zu den Zuständen gehören Leerlauf-, verbundene und inaktive Zustände, und Übergänge zwischen diesen Zuständen werden durch NAS-Prozeduren verwaltet.
7. Überlegungen zu Sicherheit und Datenschutz:
Sicherheitsmechanismen innerhalb des NAS sollen Benutzerinformationen schützen und unbefugten Zugriff verhindern. Datenschutzbedenken werden durch sichere Authentifizierungs- und Verschlüsselungsverfahren berücksichtigt.
Zusammenfassend ist NAS in LTE ein entscheidendes Element, das für die Verwaltung der Signalisierung zwischen dem UE und dem EPC verantwortlich ist. Es umfasst Mobilitätsmanagement, Sitzungsmanagement und verschiedene Verfahren, die für den Aufbau und die Aufrechterhaltung von Verbindungen entscheidend sind. Das Verständnis von NAS ist von grundlegender Bedeutung, um die komplexe Funktionsweise von LTE-Netzwerken zu verstehen.