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O que é estrato de não acesso NAS 5G?

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.

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