En el contexto de las redes inalámbricas 5G (Quinta Generación), el NAS (Estrato de No Acceso) es una capa crucial en la pila de protocolos, que proporciona funcionalidades esenciales relacionadas con el control y la gestión del dispositivo móvil. NAS opera en el plano de señalización y es responsable de manejar los procedimientos no relacionados con la red de acceso de radio. Profundicemos en los detalles de NAS en 5G:
- Definición y propósito de NAS:
- Definición: El estrato sin acceso (NAS) es una capa en la pila de protocolos de una red móvil que reside por encima de la red de acceso por radio y es responsable de los procedimientos no relacionados con el acceso por radio. En 5G, el NAS opera en el núcleo de la red y facilita la comunicación entre el dispositivo móvil (UE – Equipo de Usuario) y la red central.
- Propósito: El propósito principal de NAS es gestionar los procedimientos del plano de control, la señalización y la gestión de movilidad para el dispositivo móvil. Maneja funciones que son independientes de la tecnología de acceso de radio subyacente, lo que permite una interfaz estandarizada entre el dispositivo móvil y la red central.
- Funciones clave del NAS en 5G:
- Registro y gestión de identidad:
- Procedimientos de conexión y desconexión: NAS gestiona los procedimientos de conexión y desconexión, lo que permite que un dispositivo móvil se registre o se desconecte de la red 5G. Esto es esencial para establecer y terminar conexiones entre el UE y la red central.
- Administración de identidad: NAS maneja la administración de identidades asociadas con el dispositivo móvil, incluida la identidad de suscriptor móvil temporal (TMSI), la identidad de suscriptor móvil internacional (IMSI) y otras.
- Establecimiento y liberación de conexión:
- Solicitud y liberación de servicio: NAS gestiona el inicio y la liberación de solicitudes de servicio, lo que permite el establecimiento y la terminación de conexiones para servicios como llamadas de voz, sesiones de datos y mensajería.
- Conectividad PDN (Packet Data Network): NAS facilita el establecimiento y liberación de conexiones a PDN, permitiendo que el dispositivo móvil acceda a servicios y aplicaciones de datos.
- Gestión de la movilidad:
- Actualización de ubicación y actualización del área de seguimiento: NAS maneja los procedimientos relacionados con la actualización de la ubicación del dispositivo móvil y la actualización de la información del área de seguimiento. Esto es crucial para mantener un registro de red preciso y garantizar una gestión de movilidad eficiente.
- Compatibilidad con transferencia: NAS admite procedimientos de transferencia, lo que permite que el dispositivo móvil realice una transición sin problemas entre diferentes celdas o áreas de seguimiento mientras mantiene una sesión de comunicación continua.
- Seguridad y autenticación:
- Control de modo de seguridad: NAS gestiona el establecimiento y control de modos de seguridad, garantizando la confidencialidad e integridad de la comunicación entre el dispositivo móvil y la red central.
- Autenticación y acuerdo de claves: NAS maneja los procedimientos de autenticación y acuerdo de claves para verificar la identidad del dispositivo móvil y establecer canales de comunicación seguros.
- Manejo de SMS (Servicio de mensajes cortos):
- Soporte de SMS: NAS brinda soporte para manejar mensajes cortos, incluidos procedimientos para enviar, recibir y almacenar mensajes SMS.
- Difusión celular: NAS admite servicios de transmisión celular, lo que permite la transmisión de mensajes a múltiples dispositivos móviles dentro de una celda o área geográfica específica.
- Gestión de portadores EPS (sistema de paquetes evolucionado):
- Activación y desactivación de portadores: NAS gestiona la activación y desactivación de los portadores EPS, que representan canales de comunicación para servicios de datos. Esto incluye procedimientos para establecer, modificar y liberar portadores según los requisitos de datos del dispositivo móvil.
- Registro y gestión de identidad:
- Protocolos e Interfaces en NAS:
- Protocolos: NAS utiliza varios protocolos para la comunicación entre el dispositivo móvil y la red central. Estos incluyen protocolos de señalización NAS como NAS Transport Layer Security (TLS) y NAS Application Protocol (NasP).
- Interfaces: La interfaz principal asociada con el NAS es la interfaz S1, que conecta el dispositivo móvil al NodoB evolucionado (eNB) en la red de acceso de radio. Además, la interfaz X2 puede participar en la señalización NAS para procedimientos relacionados con la comunicación entre eNB.
- Interfaces S1-MME y S1-U: Para la gestión de la movilidad y la conectividad de datos, el NAS se comunica con la Entidad de gestión de la movilidad (MME) y el Portal de servicio (SGW) a través de S1-MME y S1-U. interfaces U, respectivamente.
- Desafíos y consideraciones:
- Seguridad y privacidad: Proteger la seguridad y privacidad de los datos del usuario y la información de señalización es una consideración crítica para NAS. Es esencial contar con medidas de seguridad sólidas, incluido el cifrado y la autenticación, para protegerse contra ataques y accesos no autorizados.
- Gestión de latencia: dado que 5G tiene como objetivo ofrecer una latencia ultrabaja, la gestión eficiente de los procedimientos de señalización por parte del NAS es crucial. Minimizar los retrasos en la señalización durante eventos de movilidad y establecimiento de conexión contribuye a mejorar la experiencia del usuario.
- Interoperabilidad: Garantizar la interoperabilidad entre los equipos de red y los dispositivos móviles de diferentes proveedores es esencial para una comunicación fluida. Los esfuerzos de estandarización desempeñan un papel clave a la hora de lograr un marco común y promover la interoperabilidad.
- Evolución con Network Slicing: a medida que 5G introduce capacidades de corte de red, NAS debe adaptarse para admitir la creación y gestión de cortes de red personalizados que atiendan requisitos de servicio y casos de uso específicos.
- Evolución y consideraciones futuras:
- Integración con 6G: De cara al futuro, es probable que NAS evolucione para integrarse con posibles tecnologías y arquitecturas 6G. Anticipar los requisitos de las generaciones futuras garantiza la continua relevancia y adaptabilidad de NAS en redes en evolución.
- Mejoras para IoT: a medida que Internet de las cosas (IoT) se vuelve más frecuente, NAS puede ver mejoras para soportar mejor los diversos requisitos de los dispositivos IoT, incluidos bajo consumo, baja latencia y conectividad masiva de dispositivos.
- Soporte de servicio avanzado: Los avances futuros en NAS pueden incluir soporte adicional para servicios avanzados, como realidad aumentada (AR), realidad virtual (VR) y otras aplicaciones emergentes que exigen señalización y conectividad específicas. requisitos.
- Eficiencia y escalabilidad: los esfuerzos continuos de estandarización y optimización probablemente se centrarán en mejorar la eficiencia y escalabilidad de NAS, garantizando que pueda adaptarse al creciente número de dispositivos conectados y diversos escenarios de servicios.
En resumen, el estrato de no acceso (NAS) en 5G es una capa crítica responsable de gestionar los procedimientos del plano de control, la señalización y la gestión de la movilidad entre el dispositivo móvil y la red central. Sus funciones abarcan registro, establecimiento y liberación de conexión, gestión de movilidad, seguridad, manejo de SMS y gestión de portadores de EPS. A medida que 5G evolucione, NAS seguirá desempeñando un papel fundamental para garantizar una comunicación y gestión eficiente de los dispositivos móviles dentro de la red.