5G (Beşinci Nesil) ağlarda, NAS (Erişimsiz Katman) sinyalizasyonu, kullanıcı ekipmanı (UE) ile 5G çekirdek ağı arasındaki bağlantının kurulmasında ve yönetilmesinde çok önemli bir rol oynar. NAS sinyallemesi, ağ erişimi, mobilite yönetimi ve oturum yönetimiyle ilgili prosedürlerin yönetilmesinden sorumludur. Protokol yığınının kontrol düzleminde çalışır ve alt katman radyo erişim prosedürlerinden farklıdır.
İşte 5G’de NAS sinyallemesine ilişkin ayrıntılı bilgiler:
1. NAS’ın tanımı:
- Erişimsiz Tabaka (NAS): Erişimsiz Tabaka, protokol yığınının, radyo erişim prosedürleri hariç, kontrol düzlemiyle ilgili sinyalleri ve prosedürleri yöneten kısmını temsil eder. NAS, kayıt, kimlik doğrulama ve mobilite yönetimi gibi konularla ilgilenen UE ile 5G çekirdek ağı arasındaki iletişimden sorumludur.
2. 5G’de Temel NAS Prosedürleri:
- Kayıt İşlemleri:
- Ekleme Prosedürü: Bir UE, 5G ağına ilk kez bağlandığında veya boş modda kaldıktan sonra bağlantıyı yeniden kurduğunda, ekleme prosedüründen geçer. Bu prosedür sırasında UE, ağdaki varlığını kaydeder.
- Ayırma Prosedürü: Ayırma prosedürü, UE ağdan ayrıldığında veya kapandığında gerçekleşir. UE’nin ağ ile ilişkisinin sorunsuz bir şekilde sonlandırılmasını sağlar.
- Hareketlilik Yönetimi Prosedürleri:
- Konum Güncelleme: NAS sinyali, UE’nin mevcut konumu hakkında ağın güncellenmesini içeren konum güncelleme prosedürünü yönetir.
- İzleme Alanı Güncellemesi: UE’nin yeni bir izleme alanına geçtiği senaryolarda, ağı değişiklik hakkında bilgilendirmek için izleme alanı güncelleme prosedürü tetiklenir.
- Oturum Yönetimi Prosedürleri:
- Hizmet Talebi: Hizmet talebi prosedürü, UE’nin belirli hizmetleri talep etmesine veya ağ ile iletişim başlatmasına olanak tanır.
- Hizmet Sürümü: UE belirli bir hizmeti veya iletişimi sonlandırdığında, kaynakları serbest bırakmak ve ağı bilgilendirmek için hizmet sürüm prosedürü başlatılır.
- Güvenlik prosedürleri:
- Kimlik Doğrulama ve Anahtar Anlaşması (AKA): NAS sinyali, UE ile ağ arasında güvenli iletişim sağlamak için kimlik doğrulama ve anahtar anlaşması prosedürlerini yönetir.
- Güvenlik Modu Kontrolü: Güvenlik modu kontrol prosedürü, güvenli iletişim için gereken güvenlik mekanizmalarının kurulmasından sorumludur.
3. NAS Protokol Yığını:
- NAS Katmanı: NAS katmanı, radyo erişim protokollerinin üzerinde bulunur ve 5G çekirdek ağıyla arayüz oluşturur. NAS güvenliği, mobilite yönetimi, oturum yönetimi ve kayıt gibi çeşitli protokolleri içerir.
- Alt Katmanlarla Entegrasyon: NAS sinyallemesi, radyo erişim kontrol prosedürlerinden sorumlu radyo kaynak kontrolü (RRC) katmanı da dahil olmak üzere, protokol yığınının alt katmanlarıyla etkileşime girer.
4. NAS Durum Makinesi:
- Durum Geçişleri: UE’deki ve ağdaki NAS sinyallemesi, farklı prosedürlere ve olaylara dayalı olarak durum geçişlerine uğrar. Durum makinesi bu geçişleri yöneterek UE ile ağ arasında uygun koordinasyonu sağlar.
5. NAS Güvenliği:
- Kimlik Doğrulama: NAS sinyalizasyonu, UE’nin kimliğini doğrulamak ve ağa güvenli erişim sağlamak için kimlik doğrulama prosedürlerini içerir.
- Şifreleme ve Bütünlük Koruması: Kullanıcı verilerinin gizliliğini ve bütünlüğünü korumak için NAS sinyalizasyonu, şifreleme ve bütünlük koruma mekanizmalarını kullanır.
6. NAS Mobilite Yönetimi:
- Devir Prosedürleri: NAS sinyallemesi, bir UE bir hücreden diğerine hareket ettiğinde, iletişim oturumunun sürekliliğini sağlayarak devir prosedürlerine dahil olur.
- RAT Arası (Radyo Erişim Teknolojisi) Aktarma: 5G’den LTE’ye gibi farklı radyo erişim teknolojileri arasındaki aktarımı içeren senaryolarda, NAS sinyalizasyonu geçişi yönetir.
7. Ağ İşlev Etkileşimi:
- Çekirdek Ağ İşlevleriyle Etkileşim: NAS sinyallemesi, AMF (Erişim ve Mobilite Yönetimi İşlevi) ve SMF (Oturum Yönetimi İşlevi) dahil olmak üzere çekirdek ağ işlevleriyle etkileşime girerek kontrol düzlemi işlevleri için koordinasyon sağlar.
8. Endüstri Etkisi:
- Verimli Bağlantı Kurulumu: NAS sinyallemesi, 5G ağlarında bağlantıların, mobilite yönetiminin ve oturum yönetiminin verimli bir şekilde kurulmasına katkıda bulunarak kesintisiz ve güvenli kullanıcı deneyimleri için bir temel sağlar.
9. Zorluklar ve Dikkat Edilmesi Gerekenler:
- Ölçeklenebilirlik: 5G ağları çok sayıda bağlı cihazı desteklediğinden, NAS sinyalizasyonu ölçeklenebilirlik ve sinyal trafiğinin verimli bir şekilde yönetilmesiyle ilgili zorluklarla karşı karşıyadır.
- Devir Optimizasyonu: Optimize edilmiş devir teslim prosedürlerini sağlamak, özellikle yüksek mobilite veya yoğun dağıtım alanlarına sahip senaryolarda kritik öneme sahiptir.
Özetle, 5G’deki NAS sinyalizasyonu, ağ erişimi, mobilite yönetimi, oturum yönetimi ve güvenlikle ilgili kontrol düzlemi prosedürlerini yönetmek için kritik bir bileşendir. UE ile 5G çekirdek ağı arasında verimli iletişim sağlayarak 5G ağlarının genel işlevselliğine ve performansına katkıda bulunur.