5G (Beşinci Nesil) kablosuz ağlar bağlamında NAS (Erişimsiz Katman), mobil cihazın kontrolü ve yönetimi ile ilgili temel işlevleri sağlayan, protokol yığınında önemli bir katmandır. NAS, sinyalleşme düzleminde çalışır ve radyo erişimi olmayan ağla ilgili prosedürlerin yönetilmesinden sorumludur. 5G’de NAS’ın ayrıntılarına bakalım:
- NAS’ın Tanımı ve Amacı:
- Tanım: Erişim Dışı Katman (NAS), radyo erişim ağının üzerinde bulunan ve radyo erişimiyle ilgili olmayan prosedürlerden sorumlu olan bir mobil ağın protokol yığınındaki bir katmandır. 5G’de NAS, ağın çekirdeğinde çalışır ve mobil cihaz (UE – Kullanıcı Ekipmanı) ile çekirdek ağ arasındaki iletişimi kolaylaştırır.
- Amaç: NAS’ın birincil amacı, mobil cihaz için kontrol düzlemi prosedürlerini, sinyalleşmeyi ve mobilite yönetimini yönetmektir. Temel radyo erişim teknolojisinden bağımsız işlevleri yönetir ve mobil cihaz ile çekirdek ağ arasında standartlaştırılmış bir arayüze olanak tanır.
- 5G’de NAS’ın Temel İşlevleri:
- Kayıt ve Kimlik Yönetimi:
- Ekleme ve Çıkarma Prosedürleri: NAS, takma ve ayırma prosedürlerini yöneterek bir mobil cihazın 5G ağına kaydolmasına veya bu ağdan ayrılmasına olanak tanır. Bu, UE ile çekirdek ağ arasındaki bağlantıların kurulması ve sonlandırılması için gereklidir.
- Kimlik Yönetimi: NAS, Geçici Mobil Abone Kimliği (TMSI), Uluslararası Mobil Abone Kimliği (IMSI) ve diğerleri dahil olmak üzere mobil cihazla ilişkili kimliklerin yönetimini yönetir.
- Bağlantı Kurulumu ve Yayınlanması:
- Hizmet Talebi ve Serbest Bırakma: NAS, hizmet isteklerinin başlatılmasını ve serbest bırakılmasını yöneterek sesli aramalar, veri oturumları ve mesajlaşma gibi hizmetler için bağlantıların kurulmasını ve sonlandırılmasını sağlar.
- PDN (Paket Veri Ağı) Bağlantısı: NAS, PDN’lere bağlantıların kurulmasını ve serbest bırakılmasını kolaylaştırarak mobil cihazın veri hizmetlerine ve uygulamalara erişmesine olanak tanır.
- Hareket Yönetimi:
- Konum Güncelleme ve Takip Alanı Güncellemesi: NAS, mobil cihazın konumunun güncellenmesi ve takip alanı bilgilerinin güncellenmesi ile ilgili prosedürleri yönetir. Bu, doğru ağ kaydını sürdürmek ve verimli mobilite yönetimini sağlamak için çok önemlidir.
- Handover Desteği: NAS, devir prosedürlerini destekleyerek mobil cihazın devam eden bir iletişim oturumunu sürdürürken farklı hücreler veya izleme alanları arasında sorunsuz bir şekilde geçiş yapmasına olanak tanır.
- Güvenlik ve Kimlik Doğrulama:
- Güvenlik Modu Kontrolü: NAS, mobil cihaz ile çekirdek ağ arasındaki iletişimin gizliliğini ve bütünlüğünü sağlayarak güvenlik modlarının oluşturulmasını ve kontrolünü yönetir.
- Kimlik Doğrulama ve Anahtar Anlaşması: NAS, mobil cihazın kimliğini doğrulamak ve güvenli iletişim kanalları oluşturmak için kimlik doğrulama ve anahtar anlaşması prosedürlerini yönetir.
- SMS (Kısa Mesaj Servisi) İşleme:
- SMS Desteği: NAS, SMS mesajlarının gönderilmesi, alınması ve saklanması prosedürleri de dahil olmak üzere kısa mesajların işlenmesine yönelik destek sağlar.
- Hücre Yayını: NAS, mesajların belirli bir hücre veya coğrafi alan içindeki birden fazla mobil cihaza yayınlanmasına olanak tanıyan hücre yayını hizmetlerini destekler.
- EPS (Gelişmiş Paket Sistemi) Taşıyıcı Yönetimi:
- Taşıyıcı Etkinleştirme ve Devre Dışı Bırakma: NAS, veri hizmetleri için iletişim kanallarını temsil eden EPS taşıyıcılarının etkinleştirilmesini ve devre dışı bırakılmasını yönetir. Bu, mobil cihazın veri gereksinimlerine göre taşıyıcıların oluşturulması, değiştirilmesi ve serbest bırakılmasına yönelik prosedürleri içerir.
- Kayıt ve Kimlik Yönetimi:
- NAS’taki Protokoller ve Arayüzler:
- Protokoller: NAS, mobil cihaz ile çekirdek ağ arasındaki iletişim için çeşitli protokoller kullanır. Bunlar, NAS Aktarım Katmanı Güvenliği (TLS) ve NAS Uygulama Protokolü (NasP) gibi NAS sinyalleşme protokollerini içerir.
- Arayüzler: NAS ile ilişkili birincil arayüz, mobil cihazı radyo erişim ağındaki gelişmiş NodeB’ye (eNB) bağlayan S1 arayüzüdür. Ek olarak X2 arayüzü, eNB’ler arası iletişimle ilgili prosedürler için NAS sinyallemesine dahil olabilir.
- S1-MME ve S1-U Arayüzleri: Mobilite yönetimi ve veri bağlantısı için NAS, sırasıyla S1-MME ve S1-U arayüzleri aracılığıyla Mobilite Yönetimi Varlığı (MME) ve Hizmet Ağ Geçidi (SGW) ile iletişim kurar.
- Zorluklar ve Dikkat Edilmesi Gerekenler:
- Güvenlik ve Gizlilik: Kullanıcı verilerinin ve sinyal bilgilerinin güvenliğini ve gizliliğini korumak, NAS için kritik bir husustur. Yetkisiz erişime ve saldırılara karşı koruma sağlamak için şifreleme ve kimlik doğrulamayı da içeren güçlü güvenlik önlemleri çok önemlidir.
- Gecikme Yönetimi: 5G ultra düşük gecikme süresi sunmayı amaçladığından, sinyalizasyon prosedürlerinin NAS tarafından verimli şekilde yönetilmesi çok önemlidir. Mobilite etkinlikleri ve bağlantı kurulumu sırasında sinyal gecikmelerinin en aza indirilmesi, kullanıcı deneyiminin iyileştirilmesine katkıda bulunur.
- Birlikte Çalışabilirlik: Farklı satıcıların ağ ekipmanları ve mobil cihazları arasında birlikte çalışabilirliğin sağlanması, kesintisiz iletişim için çok önemlidir. Standardizasyon çabaları, ortak bir çerçeveye ulaşmada ve birlikte çalışabilirliği teşvik etmede önemli bir rol oynamaktadır.
- Ağ Dilimleme ile Evrim: 5G, ağ dilimleme yeteneklerini sunduğundan, NAS’ın, belirli hizmet gereksinimlerine ve kullanım durumlarına göre özelleştirilmiş ağ dilimlerinin oluşturulmasını ve yönetimini destekleyecek şekilde uyum sağlaması gerekir.
- Evrim ve Gelecekle İlgili Hususlar:
- 6G ile entegrasyon: İleriye baktığımızda, NAS’ın potansiyel 6G teknolojileri ve mimarileriyle entegre olacak şekilde gelişmesi muhtemeldir. Gelecek nesillerin gereksinimlerini öngörmek, NAS’ın gelişen ağlarda sürekli geçerliliğini ve uyarlanabilirliğini sağlar.
- IoT için Geliştirmeler: Nesnelerin İnterneti (IoT) daha yaygın hale geldikçe NAS, düşük güç, düşük gecikme ve büyük cihaz bağlantısı dahil olmak üzere IoT cihazlarının çeşitli gereksinimlerini daha iyi destekleyecek geliştirmeler görebilir.
- Gelişmiş Hizmet Desteği: NAS’ta gelecekteki gelişmeler, artırılmış gerçeklik (AR), sanal gerçeklik (VR) gibi gelişmiş hizmetler ve belirli sinyal ve bağlantı gereksinimleri gerektiren diğer yeni ortaya çıkan uygulamalar için ek destek içerebilir.
- Verimlilik ve Ölçeklenebilirlik: Standardizasyon ve optimizasyon konusunda devam eden çabalar büyük olasılıkla NAS’ın verimliliğini ve ölçeklenebilirliğini artırmaya odaklanacak ve NAS’ın artan sayıda bağlı cihaza ve çeşitli hizmet senaryolarına uyum sağlayabilmesini sağlayacaktır.
Özetle, 5G’deki Erişimsiz Katman (NAS), mobil cihaz ile çekirdek ağ arasındaki kontrol düzlemi prosedürlerini, sinyalleşmeyi ve mobilite yönetimini yönetmekten sorumlu kritik bir katmandır. İşlevleri arasında kayıt, bağlantı kurulumu ve serbest bırakılması, mobilite yönetimi, güvenlik, SMS yönetimi ve EPS taşıyıcı yönetimi yer alır. 5G geliştikçe NAS, ağ içindeki mobil cihazların verimli iletişimini ve yönetimini sağlamada önemli bir rol oynamaya devam edecek.