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O que é sinalização NAS em 5G?

Nas redes 5G (Quinta Geração), a sinalização NAS (Non-Access Stratum) desempenha um papel crucial no estabelecimento e gestão da ligação entre o equipamento do utilizador (UE) e a rede central 5G. A sinalização NAS é responsável por lidar com procedimentos relacionados ao acesso à rede, gerenciamento de mobilidade e gerenciamento de sessões. Ele opera no plano de controle da pilha de protocolos e é distinto dos procedimentos de acesso de rádio da camada inferior.

Aqui estão informações detalhadas sobre a sinalização NAS em 5G:

1. Definição de NAS:

  • Estrato de Não Acesso (NAS): O Estrato de Não Acesso representa a parte da pilha de protocolos que trata da sinalização e dos procedimentos relacionados ao plano de controle, excluindo os procedimentos de acesso de rádio. O NAS é responsável pela comunicação entre o UE e a rede central 5G, lidando com aspectos como registro, autenticação e gerenciamento de mobilidade.

2. Principais procedimentos NAS em 5G:

  • Procedimentos de registro:
    • Procedimento de Anexação: Quando um UE se conecta inicialmente à rede 5G ou restabelece a conexão após estar em modo inativo, ele passa pelo procedimento de anexação. Durante este procedimento, o UE regista a sua presença na rede.
    • Procedimento de desconexão: O procedimento de desconexão ocorre quando o UE está saindo da rede ou desligando. Ele garante o término tranquilo da associação do UE com a rede.
  • Procedimentos de gerenciamento de mobilidade:
    • Atualização de localização: a sinalização NAS gerencia o procedimento de atualização de localização, que envolve a atualização da rede sobre a localização atual do UE.
    • Atualização da área de rastreamento: Em cenários onde o UE se move para uma nova área de rastreamento, o procedimento de atualização da área de rastreamento é acionado para informar a rede sobre a mudança.
  • Procedimentos de gerenciamento de sessão:
    • Solicitação de Serviço: O procedimento de solicitação de serviço permite que o UE solicite serviços específicos ou inicie a comunicação com a rede.
    • Lançamento de serviço: Quando o UE conclui um determinado serviço ou comunicação, o procedimento de liberação de serviço é invocado para liberar recursos e informar a rede.
  • Procedimentos de segurança:
    • Autenticação e acordo de chave (AKA): a sinalização NAS gerencia os procedimentos de autenticação e acordo de chave para garantir a comunicação segura entre o UE e a rede.
    • Controle do modo de segurança: O procedimento de controle do modo de segurança é responsável por estabelecer os mecanismos de segurança necessários para uma comunicação segura.

3. Pilha de protocolos NAS:

  • Camada NAS: A camada NAS reside acima dos protocolos de acesso de rádio e faz interface com a rede principal 5G. Inclui vários protocolos, como segurança NAS, gerenciamento de mobilidade, gerenciamento de sessões e registro.
  • Integração com camadas inferiores: a sinalização NAS interage com as camadas inferiores da pilha de protocolos, incluindo a camada de controle de recursos de rádio (RRC), responsável pelos procedimentos de controle de acesso de rádio.

4. Máquina de estado NAS:

  • Transições de Estado: A sinalização NAS no UE e na rede passa por transições de estado com base nos diferentes procedimentos e eventos. A máquina de estado governa estas transições, garantindo a coordenação adequada entre o UE e a rede.

5. Segurança NAS:

  • Autenticação: a sinalização NAS incorpora procedimentos de autenticação para verificar a identidade do UE e garantir acesso seguro à rede.
  • Criptografia e proteção de integridade: para salvaguardar a confidencialidade e a integridade dos dados do usuário, a sinalização NAS utiliza mecanismos de criptografia e proteção de integridade.

6. Manipulação de mobilidade NAS:

  • Procedimentos de transferência: a sinalização NAS está envolvida nos procedimentos de transferência quando um UE se move de uma célula para outra, garantindo a continuidade da sessão de comunicação.
  • Transferência Inter-RAT (tecnologia de acesso por rádio): para cenários que envolvem transferência entre diferentes tecnologias de acesso por rádio, como 5G para LTE, a sinalização NAS gerencia a transição.

7. Interação de função de rede:

  • Interação com funções principais da rede: a sinalização NAS interage com funções principais da rede, incluindo AMF (Função de gerenciamento de acesso e mobilidade) e SMF (Função de gerenciamento de sessão), garantindo a coordenação das funções do plano de controle.

8. Impacto na indústria:

  • Estabelecimento eficiente de conexões: a sinalização NAS contribui para o estabelecimento eficiente de conexões, gerenciamento de mobilidade e gerenciamento de sessões em redes 5G, fornecendo uma base para experiências de usuário seguras e contínuas.

9. Desafios e considerações:

  • Escalabilidade: como as redes 5G suportam um grande número de dispositivos conectados, a sinalização NAS enfrenta desafios relacionados à escalabilidade e ao tratamento eficiente do tráfego de sinalização.
  • Otimização de transferência: garantir procedimentos de transferência otimizados é fundamental, especialmente em cenários com alta mobilidade ou áreas de implantação densas.

Em resumo, a sinalização NAS em 5G é um componente crítico para gerenciar procedimentos de plano de controle relacionados ao acesso à rede, gerenciamento de mobilidade, gerenciamento de sessões e segurança. Garante uma comunicação eficiente entre o UE e a rede central 5G, contribuindo para a funcionalidade geral e o desempenho das redes 5G.

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