Protokół Non-Access Stratum (NAS) w LTE (Long-Term Evolution) jest kluczowym elementem ogólnej architektury protokołu LTE. Odpowiada za obsługę procedur sygnalizacyjnych i kontrolnych niezależnych od technologii dostępu radiowego. Protokół NAS działa na wyższej warstwie w porównaniu do warstwy dostępu (AS) i jest niezbędny do ustanawiania, zarządzania i udostępniania połączeń pomiędzy sprzętem użytkownika (UE) a rdzeniem Evolved Packet Core (EPC) w sieciach LTE.
Protokół NAS w LTE:
Stos protokołów:
Protokół NAS jest częścią warstwowego stosu protokołów w LTE. Stos protokołów zawiera:
- Non-Access Stratum (NAS): Zarządza procedurami sygnalizacyjnymi i kontrolnymi niezależnie od technologii radiowej.
- Kontrola zasobów radiowych (RRC): Obsługuje procedury sterowania i sygnalizację specyficzne dla radia.
- Packet Data Convergence Protocol (PDCP): Zapewnia niezawodne, sekwencyjne dostarczanie pakietów IP.
- Kontrola łącza radiowego (RLC): Zarządza niezawodnym dostarczaniem danych przez interfejs radiowy.
- Medium Access Control (MAC): Kontroluje zasoby radiowe i dostęp do warstwy fizycznej.
Interakcja z AS:
Protokół NAS komunikuje się z warstwą Access Stratum (AS), gdy wymagane są procedury specyficzne dla radia. Na przykład, gdy warstwa NAS musi ustanowić nośnik radiowy do transmisji danych użytkownika, instruuje warstwę AS, aby wykonała niezbędne działania specyficzne dla radia.
Funkcje protokołu NAS:
Procedury dołączania i odłączania:
Protokół NAS zarządza procedurami związanymi z podłączaniem i odłączaniem UE do i od sieci LTE. Podczas procedury przyłączania UE dostarcza informacji umożliwiających nawiązanie połączenia z siecią. Procedury odłączania obejmują zakończenie skojarzenia UE z siecią.
Funkcje bezpieczeństwa:
Funkcje związane z bezpieczeństwem protokołu NAS są kluczowe dla zapewnienia poufności i integralności transmisji danych. NAS zarządza procedurami bezpieczeństwa, takimi jak ustanawianie kluczy i szyfrowanie, aby zabezpieczyć kanały komunikacji.
Zarządzanie sesją:
Protokół NAS jest odpowiedzialny za zarządzanie sesjami, co obejmuje konfigurację, modyfikację i wydawanie nośników EPS (Evolved Packet System). Nośniki te są niezbędne do transmisji danych użytkownika w sieciach LTE.
Aktualizacja lokalizacji:
Dostarczanie informacji o lokalizacji UE do sieci to kolejna funkcja protokołu NAS. Procedury aktualizacji lokalizacji pomagają sieci śledzić lokalizację UE w obszarze zasięgu LTE.
Sygnalizacja NAS:
Przepływ sygnalizacji:
Sygnalizacja NAS obejmuje wymianę komunikatów pomiędzy UE a komponentami EPC, takimi jak jednostka zarządzająca mobilnością (MME). Różne typy komunikatów NAS są wymieniane w celu ułatwienia procedur, takich jak podłączanie, odłączanie, negocjowanie zabezpieczeń i zarządzanie sesją.
Typy wiadomości:
Wiadomości NAS można podzielić na różne typy w zależności od ich funkcji. Typowe typy komunikatów NAS obejmują komunikaty o dołączaniu i odłączaniu, komunikaty sterujące trybem zabezpieczeń, komunikaty dotyczące zarządzania sesją i komunikaty o aktualizacji lokalizacji.
Znaczenie protokołu NAS:
Dostęp do sieci:
Protokół NAS ma fundamentalne znaczenie dla umożliwienia UE dostępu do sieci LTE. Podczas procedury przyłączania UE dostarcza informacji niezbędnych do ustanowienia połączenia z siecią.
Organ ochrony:
Procedury związane z bezpieczeństwem zarządzane przez protokół NAS przyczyniają się do ustanowienia bezpiecznych kanałów komunikacyjnych pomiędzy UE a siecią, zapewniając poufność i integralność transmisji danych.
Zarządzanie sesją:
Protokół NAS odpowiada za zarządzanie sesjami, ułatwiając konfigurację, modyfikację i wydawanie nośników EPS w celu wydajnej transmisji danych.
Wniosek:
Podsumowując, protokół Non-Access Stratum (NAS) w LTE jest krytycznym elementem zarządzającym procedurami sygnalizacyjnymi i kontrolnymi niezależnymi od technologii dostępu radiowego. Odgrywa kluczową rolę w ustanawianiu, zarządzaniu i udostępnianiu połączeń pomiędzy Sprzętem Użytkownika a Evolved Packet Core, zapewniając efektywne działanie sieci LTE. Protokół NAS jest niezbędny do zapewnienia niezawodnej, bezpiecznej i bezproblemowej komunikacji w LTE.