No 5G, o Non-Access Stratum (NAS) desempenha um papel crucial nas funções de sinalização e controle da rede. Está dividido em dois componentes principais: Estrato de Acesso (AS) e Estrato de Não Acesso (NAS). Aqui, nos aprofundaremos nas especificidades do NAS 5G, com foco em seu aspecto de estrato de não acesso.
1. Definição de NAS:
- Estrato de não acesso (NAS): NAS representa as funções do plano de sinalização e controle em 5G que são independentes da rede de acesso de rádio. Ele trata dos procedimentos relacionados ao estabelecimento, modificação e liberação da conexão do UE (Equipamento do Usuário) com a rede principal 5G.
2. Principais componentes do NAS (estrato de não acesso):
- Gerenciamento de mobilidade (MM):
- Registro e gerenciamento de conexão: o NAS é responsável pelos procedimentos relacionados ao registro do UE e à conexão à rede, garantindo que a rede esteja ciente da localização e disponibilidade do UE.
- Autenticação e segurança: o NAS lida com procedimentos de autenticação para garantir acesso e comunicação seguros entre o UE e a rede principal 5G.
- Gerenciamento de sessão (SM):
- Estabelecimento de Sessão UE: NAS gerencia o estabelecimento, modificação e liberação de sessões de usuário, facilitando a conexão do UE a vários serviços na rede principal.
- Estabelecimento de sessões de PDU: para serviços como banda larga móvel aprimorada (eMBB) e comunicações ultraconfiáveis de baixa latência (URLLC), o NAS está envolvido no estabelecimento de sessões de unidades de dados de pacotes (PDU).
- EMM (Gerenciamento de Mobilidade EPS):
- Manipulação de mobilidade no modo inativo: quando o UE está em estado inativo, o NAS lida com procedimentos de mobilidade, garantindo transições suaves entre diferentes estados e locais.
- Manipulação de mobilidade no modo de conexão: durante uma conexão ativa, o NAS gerencia procedimentos de mobilidade para oferecer suporte a transferências contínuas e continuidade de sessão.
- ESM (Gerenciamento de Sessões EPS):
- Manuseio de portador: ESM dentro do NAS gerencia o estabelecimento, modificação e liberação de portadores para suportar diferentes serviços e requisitos de qualidade de serviço (QoS).
- Negociação de QoS: o NAS negocia parâmetros de QoS entre o UE e a rede principal para garantir a qualidade de serviço desejada.
- SMS (serviço de mensagens curtas):
- Tratamento de procedimentos de SMS: NAS supervisiona os procedimentos de sinalização relacionados ao serviço de mensagens curtas (SMS) em 5G.
- Gerenciamento de acessibilidade da UE:
- Manipulação de paginação e notificação do UE: o NAS está envolvido no tratamento de procedimentos relacionados à paginação e notificação ao UE sobre dados ou sinalização recebidos.
3. Fluxos de sinalização no NAS:
- Registro inicial e anexação: quando um UE se conecta inicialmente à rede 5G ou se reconecta, o NAS gerencia os procedimentos de registro e anexação, garantindo que o UE seja autenticado e autorizado para acesso à rede.
- Procedimentos de transferência: Durante as transferências, o NAS desempenha um papel crucial na sinalização para garantir a mobilidade contínua do UE entre diferentes células e tecnologias de acesso de rádio.
- Tratamento de identidade UE: NAS gerencia o tratamento e atualização de informações de identidade UE dentro da rede.
- Solicitação e liberação de serviço: para serviços como SMS ou sessões de dados específicas, o NAS lida com o início, modificação e liberação desses serviços com base nos requisitos do UE e da rede.
4. Aspectos de segurança do NAS:
- Acordo de autenticação e chave (AKA): NAS é responsável por iniciar os procedimentos AKA para autenticar o UE e estabelecer material de chave seguro para comunicação criptografada.
- Proteção de integridade e cifragem: NAS garante a integridade e a confidencialidade das mensagens de sinalização aplicando proteção de integridade e mecanismos de cifragem.
- Gerenciamento do Contexto de Segurança: NAS gerencia o contexto de segurança do UE, mantendo as informações necessárias para a comunicação segura com a rede.
5. Interações com estrato de acesso (AS):
- Separação do plano de controle: NAS e AS operam de forma independente, mas são estreitamente coordenados. AS lida com funções específicas de rádio, enquanto NAS gerencia sinalização e procedimentos relacionados à rede principal.
- Interface AS-NAS: A interface AS-NAS facilita a comunicação e a coordenação entre os componentes Access Stratum e Non-Access Stratum.
6. Evolução das gerações anteriores:
- Aprimoramentos no NAS 5G: O NAS 5G apresenta melhorias em comparação com as gerações anteriores, suportando novos serviços, mecanismos de segurança aprimorados e procedimentos de sinalização otimizados.
7. Evolução para suportar novos serviços:
- Suporte a URLLC e mMTC: o NAS em 5G foi projetado para oferecer suporte aos requisitos exclusivos de serviços como comunicações ultraconfiáveis de baixa latência (URLLC) e comunicações massivas do tipo máquina (mMTC).
8. Interações com funções principais da rede:
- Integração com funções principais 5G: o NAS faz interface com diversas funções dentro da rede principal 5G, incluindo AMF (função de gerenciamento de acesso e mobilidade), SMF (função de gerenciamento de sessão) e UDM (função de dados unificados). Gestão).
Em resumo, 5G NAS (Non-Access Stratum) é um componente crítico da arquitetura 5G, lidando com funções de sinalização e plano de controle que são independentes da rede de acesso de rádio. Desempenha um papel fundamental na gestão do registo da UE, da mobilidade, do estabelecimento de sessões e dos procedimentos de segurança, garantindo o funcionamento eficiente e seguro das redes 5G.