Dans la 5G, la couche de non-accès (NAS) joue un rôle crucial dans les fonctions de signalisation et de contrôle du réseau. Il est divisé en deux composantes principales : la couche d’accès (AS) et la couche de non-accès (NAS). Ici, nous approfondirons les spécificités du NAS 5G, en nous concentrant sur son aspect Non-Access Stratum.
1. Définition du NAS :
- Strate de non-accès (NAS) : le NAS représente les fonctions de plan de signalisation et de contrôle dans la 5G qui sont indépendantes du réseau d’accès radio. Il gère les procédures liées à l’établissement, à la modification et à la libération de la connexion UE (User Equipment) avec le réseau central 5G.
2. Composants clés du NAS (strate sans accès) :
- Gestion de la mobilité (MM) :
- Gestion de l’enregistrement et de la connexion : le NAS est responsable des procédures liées à l’enregistrement de l’UE et à la connexion au réseau, garantissant que le réseau connaît l’emplacement et la disponibilité de l’UE.
- Authentification et sécurité : le NAS gère les procédures d’authentification pour garantir un accès et une communication sécurisés entre l’UE et le réseau central 5G.
- Gestion des sessions (SM) :
- Établissement de session UE : le NAS gère l’établissement, la modification et la libération des sessions utilisateur, facilitant ainsi la connexion de l’UE à divers services du réseau principal.
- Établissement de sessions PDU : pour des services tels que le haut débit mobile amélioré (eMBB) et les communications ultra-reliables à faible latence (URLLC), le NAS participe à l’établissement de sessions PDU (Packet Data Unit).
- EMM (EPS Mobility Management) :
- Gestion de la mobilité en mode inactif : lorsque l’UE est dans un état inactif, le NAS gère les procédures de mobilité, garantissant ainsi des transitions fluides entre les différents états et emplacements.
- Gestion de la mobilité en mode connexion : lors d’une connexion active, le NAS gère les procédures de mobilité pour prendre en charge des transferts transparents et la continuité des sessions.
- ESM (gestion de session EPS) :
- Gestion des supports : ESM au sein du NAS gère l’établissement, la modification et la libération des supports pour prendre en charge différents services et exigences de qualité de service (QoS).
- Négociation QoS : le NAS négocie les paramètres QoS entre l’UE et le réseau central pour garantir la qualité de service souhaitée.
- SMS (service de messages courts) :
- Traitement des procédures SMS : NAS supervise les procédures de signalisation liées au service de messages courts (SMS) dans la 5G.
- Gestion de l’accessibilité de l’UE :
- Gestion de la radiomessagerie et des notifications de l’UE : le NAS est impliqué dans la gestion des procédures liées à la radiomessagerie et à la notification à l’UE des données ou de la signalisation entrantes.
3. Flux de signalisation dans le NAS :
- Enregistrement initial et attachement : lorsqu’un UE se connecte initialement au réseau 5G ou se reconnecte, le NAS gère les procédures d’enregistrement et d’attachement, garantissant que l’UE est authentifié et autorisé à accéder au réseau.
- Procédures de transfert : lors des transferts, le NAS joue un rôle crucial dans la signalisation pour garantir une mobilité transparente de l’UE entre les différentes cellules et technologies d’accès radio.
- Gestion de l’identité de l’UE : le NAS gère la gestion et la mise à jour des informations d’identité de l’UE au sein du réseau.
- Demande et libération de service : pour des services tels que les SMS ou des sessions de données spécifiques, le NAS gère le lancement, la modification et la libération de ces services en fonction des exigences de l’UE et du réseau.
4. Aspects de sécurité du NAS :
- Authentification et accord de clé (AKA) : le NAS est responsable du lancement des procédures AKA pour authentifier l’UE et établir des clés sécurisées pour les communications cryptées.
- Protection de l’intégrité et chiffrement : le NAS garantit l’intégrité et la confidentialité des messages de signalisation en appliquant des mécanismes de protection de l’intégrité et de chiffrement.
- Gestion du contexte de sécurité : le NAS gère le contexte de sécurité de l’UE, en conservant les informations requises pour une communication sécurisée avec le réseau.
5. Interactions avec la strate d’accès (AS) :
- Séparation du plan de contrôle : le NAS et l’AS fonctionnent indépendamment mais sont étroitement coordonnés. AS gère les fonctions spécifiques à la radio, tandis que NAS gère la signalisation et les procédures liées au réseau central.
- Interface AS-NAS : l’interface AS-NAS facilite la communication et la coordination entre les composants de la strate d’accès et de la strate de non-accès.
6. Évolution par rapport aux générations précédentes :
- Améliorations du NAS 5G : le NAS 5G introduit des améliorations par rapport aux générations précédentes, prenant en charge de nouveaux services, des mécanismes de sécurité améliorés et des procédures de signalisation optimisées.
7. Évolution pour prendre en charge de nouveaux services :
- Prise en charge des URLLC et mMTC : le NAS en 5G est conçu pour prendre en charge les exigences uniques de services tels que les communications ultra-fiables à faible latence (URLLC) et les communications massives de type machine (mMTC).
8. Interactions avec les fonctions du réseau central :
- Intégration avec les fonctions principales de la 5G : le NAS s’interface avec diverses fonctions au sein du réseau central 5G, notamment l’AMF (fonction de gestion de l’accès et de la mobilité), la SMF (fonction de gestion de session) et l’UDM (fonction de gestion des données unifiées). Gestion).
En résumé, le NAS 5G (Non-Access Stratum) est un composant essentiel de l’architecture 5G, gérant les fonctions de signalisation et de plan de contrôle indépendantes du réseau d’accès radio. Il joue un rôle clé dans la gestion de l’enregistrement de l’UE, de la mobilité, de l’établissement de session et des procédures de sécurité, garantissant ainsi le fonctionnement efficace et sécurisé des réseaux 5G.