Nelle reti 5G (quinta generazione), la segnalazione NAS (Non-Access Stratum) svolge un ruolo cruciale nello stabilire e gestire la connessione tra l’apparecchiatura utente (UE) e la rete principale 5G. La segnalazione NAS è responsabile della gestione delle procedure relative all’accesso alla rete, alla gestione della mobilità e alla gestione delle sessioni. Opera nel piano di controllo dello stack di protocolli ed è distinto dalle procedure di accesso radio di livello inferiore.
Ecco alcuni approfondimenti dettagliati sulla segnalazione NAS nel 5G:
1. Definizione di NAS:
- Non-Access Stratum (NAS): Il Non-Access Stratum rappresenta la porzione dello stack di protocolli che gestisce la segnalazione e le procedure relative al piano di controllo, escluse le procedure di accesso radio. Il NAS è responsabile della comunicazione tra l’UE e la rete centrale 5G, occupandosi di aspetti quali la registrazione, l’autenticazione e la gestione della mobilità.
2. Procedure NAS chiave nel 5G:
- Procedure di registrazione:
- Procedura di collegamento: quando un UE si connette inizialmente alla rete 5G o ristabilisce la connessione dopo essere stato in modalità inattiva, viene sottoposto alla procedura di collegamento. Durante questa procedura, l’UE registra la sua presenza nella rete.
- Procedura di disconnessione: la procedura di disconnessione avviene quando l’UE lascia la rete o si spegne. Garantisce la terminazione regolare dell’associazione dell’UE con la rete.
- Procedure di gestione della mobilità:
- Aggiornamento della posizione: la segnalazione NAS gestisce la procedura di aggiornamento della posizione, che prevede l’aggiornamento della rete sulla posizione corrente dell’UE.
- Aggiornamento dell’area di tracciamento: negli scenari in cui l’UE si sposta in una nuova area di tracciamento, viene attivata la procedura di aggiornamento dell’area di tracciamento per informare la rete del cambiamento.
- Procedure di gestione delle sessioni:
- Richiesta di servizio: la procedura di richiesta di servizio consente all’UE di richiedere servizi specifici o avviare la comunicazione con la rete.
- Rilascio del servizio: quando l’UE conclude un particolare servizio o comunicazione, viene richiamata la procedura di rilascio del servizio per rilasciare risorse e informare la rete.
- Procedure di sicurezza:
- Authentication and Key Agreement (AKA): la segnalazione NAS gestisce le procedure di autenticazione e accordo chiave per garantire una comunicazione sicura tra l’UE e la rete.
- Controllo della modalità di sicurezza: la procedura di controllo della modalità di sicurezza è responsabile di stabilire i meccanismi di sicurezza necessari per una comunicazione sicura.
3. Stack di protocolli NAS:
- Livello NAS: Il livello NAS risiede sopra i protocolli di accesso radio e si interfaccia con la rete principale 5G. Include vari protocolli come sicurezza NAS, gestione della mobilità, gestione delle sessioni e registrazione.
- Integrazione con livelli inferiori: La segnalazione NAS interagisce con i livelli inferiori dello stack di protocolli, incluso il livello di controllo delle risorse radio (RRC) responsabile delle procedure di controllo dell’accesso radio.
4. Macchina a stati NAS:
- Transizioni di stato: La segnalazione NAS nell’UE e nella rete subisce transizioni di stato in base a diverse procedure ed eventi. La macchina a stati governa queste transizioni, garantendo il corretto coordinamento tra l’UE e la rete.
5. Sicurezza NAS:
- Autenticazione: La segnalazione NAS incorpora procedure di autenticazione per verificare l’identità dell’UE e garantire un accesso sicuro alla rete.
- Cifratura e protezione dell’integrità: Per salvaguardare la riservatezza e l’integrità dei dati utente, la segnalazione NAS utilizza meccanismi di crittografia e protezione dell’integrità.
6. Gestione della mobilità NAS:
- Procedure di trasferimento: La segnalazione NAS è coinvolta nelle procedure di trasferimento quando un UE si sposta da una cella all’altra, garantendo la continuità della sessione di comunicazione.
- Handover Inter-RAT (Radio Access Technology): Per scenari che prevedono il passaggio tra diverse tecnologie di accesso radio, come da 5G a LTE, la segnalazione NAS gestisce la transizione.
7. Interazione con le funzioni di rete:
- Interazione con le funzioni principali della rete: La segnalazione NAS interagisce con le funzioni principali della rete, tra cui AMF (funzione di gestione dell’accesso e della mobilità) e SMF (funzione di gestione delle sessioni), garantendo il coordinamento per le funzioni del piano di controllo.
8. Impatto sul settore:
- Stabilimento efficiente della connessione: la segnalazione NAS contribuisce allo stabilimento efficiente di connessioni, gestione della mobilità e gestione delle sessioni nelle reti 5G, fornendo una base per esperienze utente sicure e senza interruzioni.
9. Sfide e considerazioni:
- Scalabilità: poiché le reti 5G supportano un numero enorme di dispositivi connessi, la segnalazione NAS deve affrontare sfide legate alla scalabilità e alla gestione efficiente del traffico di segnalazione.
- Ottimizzazione della consegna: Garantire procedure di consegna ottimizzate è fondamentale, soprattutto in scenari con elevata mobilità o aree di distribuzione dense.
In sintesi, la segnalazione NAS nel 5G è un componente fondamentale per la gestione delle procedure del piano di controllo relative all’accesso alla rete, alla gestione della mobilità, alla gestione delle sessioni e alla sicurezza. Garantisce una comunicazione efficiente tra l’UE e la rete centrale 5G, contribuendo alla funzionalità e alle prestazioni complessive delle reti 5G.