Bij 5G speelt de Non-Access Stratum (NAS) een cruciale rol bij netwerksignalering en besturingsfuncties. Het is verdeeld in twee hoofdcomponenten: Access Stratum (AS) en Non-Access Stratum (NAS). Hier zullen we dieper ingaan op de specifieke kenmerken van 5G NAS, waarbij we ons concentreren op het niet-toegangsstratum-aspect.
1.Definitie van NAS:
- Niet-toegangsstratum (NAS):NAS vertegenwoordigt de signalerings- en besturingsvlakfuncties in 5G die onafhankelijk zijn van het radiotoegangsnetwerk. Het behandelt procedures met betrekking tot het tot stand brengen, wijzigen en vrijgeven van de UE-verbinding (User Equipment) met het 5G-kernnetwerk.
2.Belangrijkste componenten van NAS (niet-toegangsstratum):
- Mobiliteitsmanagement (MM):
- Registratie- en verbindingsbeheer: NAS is verantwoordelijk voor procedures met betrekking tot UE-registratie en verbinding met het netwerk, zodat het netwerk op de hoogte is van de locatie en beschikbaarheid van de UE.
- Authenticatie en beveiliging: NAS verwerkt authenticatieprocedures om veilige toegang en communicatie tussen de UE en het 5G-kernnetwerk te garanderen.
- Sessiebeheer (SM):
- UE Session Establishment: NAS beheert het opzetten, wijzigen en vrijgeven van gebruikerssessies, waardoor de verbinding van de UE met verschillende diensten in het kernnetwerk wordt vergemakkelijkt.
- PDU-sessie tot stand brengen: Voor diensten zoals Enhanced Mobile Broadband (eMBB) en Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC) is NAS betrokken bij het opzetten van Packet Data Unit (PDU)-sessies.
- EMM (EPS-mobiliteitsbeheer):
- Mobiliteitsafhandeling bij inactieve modus: Wanneer de UE inactief is, handelt NAS de mobiliteitsprocedures af, waardoor soepele overgangen tussen verschillende statussen en locaties worden gegarandeerd.
- Verbindingsmodus Mobiliteitsafhandeling: Tijdens een actieve verbinding beheert NAS de mobiliteitsprocedures om naadloze overdrachten en sessiecontinuïteit te ondersteunen.
- ESM (EPS-sessiebeheer):
- Behandeling van dragers: ESM binnen NAS beheert de oprichting, wijziging en vrijgave van dragers om verschillende diensten en Quality of Service (QoS)-vereisten te ondersteunen.
- QoS-onderhandeling: NAS onderhandelt over QoS-parameters tussen de UE en het kernnetwerk om de gewenste servicekwaliteit te garanderen.
- SMS (korteberichtenservice):
- Afhandeling van SMS-procedures: NAS houdt toezicht op de signaleringsprocedures met betrekking tot Short Message Service (SMS) in 5G.
- UE-bereikbaarheidsbeheer:
- UE-oproep- en meldingsafhandeling: NAS is betrokken bij de afhandeling van procedures met betrekking tot paging en het informeren van de UE over inkomende gegevens of signalering.
3.Signaleringsstromen in NAS:
- Eerste registratie en bijlage:Wanneer een UE voor het eerst verbinding maakt met het 5G-netwerk of opnieuw verbinding maakt, beheert NAS de registratie- en verbindingsprocedures, zodat de UE wordt geverifieerd en geautoriseerd voor netwerktoegang.
- Overdrachtsprocedures:Tijdens overdrachten speelt NAS een cruciale rol bij de signalering om een naadloze mobiliteit van de UE tussen verschillende cellen en radiotoegangstechnologieën te garanderen.
- UE-identiteitsafhandeling:NAS beheert de verwerking en het bijwerken van UE-identiteitsinformatie binnen het netwerk.
- Serviceverzoek en vrijgave:Voor diensten zoals SMS of specifieke datasessies zorgt NAS voor het initiëren, wijzigen en vrijgeven van deze diensten op basis van UE- en netwerkvereisten.
4.Beveiligingsaspecten van NAS:
- Authenticatie en sleutelovereenkomst (AKA):NAS is verantwoordelijk voor het initiëren van de AKA-procedures om de UE te authenticeren en veilig sleutelmateriaal voor gecodeerde communicatie tot stand te brengen.
- Integriteitsbescherming en codering:NAS garandeert de integriteit en vertrouwelijkheid van signaleringsberichten door integriteitsbescherming en coderingsmechanismen toe te passen.
- Beheer van beveiligingscontext:NAS beheert de beveiligingscontext voor de UE en onderhoudt de informatie die nodig is voor veilige communicatie met het netwerk.
5.Interacties met Access Stratum (AS):
- Controlevlakscheiding:NAS en AS opereren onafhankelijk, maar zijn nauw gecoördineerd. AS verwerkt radiospecifieke functies, terwijl NAS de kernnetwerkgerelateerde signalering en procedures beheert.
- AS-NAS-interface:De AS-NAS-interface vergemakkelijkt de communicatie en coördinatie tussen de Access Stratum- en Non-Access Stratum-componenten.
6.Evolutie van vorige generaties:
- Verbeteringen in 5G NAS:5G NAS introduceert verbeteringen ten opzichte van eerdere generaties, ondersteunt nieuwe services, verbeterde beveiligingsmechanismen en geoptimaliseerde signaleringsprocedures.
7.Evolutie ter ondersteuning van nieuwe services:
- URLLC- en mMTC-ondersteuning:NAS in 5G is ontworpen om de unieke vereisten van diensten zoals Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC) en Massive Machine-Type Communications (mMTC) te ondersteunen.
8.Interacties met kernnetwerkfuncties:
- Integratie met 5G-kernfuncties:NAS communiceert met verschillende functies binnen het 5G-kernnetwerk, waaronder de AMF (Access and Mobility Management Function), SMF (Session Management Function) en UDM (Unified Data Management).
Samenvattend is 5G NAS (Non-Access Stratum) een cruciaal onderdeel van de 5G-architectuur, die signalerings- en besturingsvlakfuncties verwerkt die onafhankelijk zijn van het radiotoegangsnetwerk. Het speelt een sleutelrol bij het beheren van UE-registratie, mobiliteit, het opzetten van sessies en beveiligingsprocedures, waardoor de efficiënte en veilige werking van 5G-netwerken wordt gegarandeerd.