Home » Articole » RO » Afaceri » Comunicatii » Comunicații 5G – Arhitectura rețelei de bază

Comunicații 5G – Arhitectura rețelei de bază

postat în: 5G, Comunicatii 0

Una dintre cele mai importante inovații în arhitectura 5G este virtualizarea completă a rețelei de bază (5GCN). De exemplu, „softwarizarea” funcțiilor de rețea va permite o portabilitate mai ușoară și o flexibilitate mai mare a sistemelor și serviciilor de rețea (Separarea planului de control-utilizator, CUPS). Rețeaua definită de software (SDN) abstractizează funcționalități de rețea de nivel scăzut pentru a simplifica gestionarea rețelei. Virtualizarea funcției de rețea (NFV) oferă tehnologia de abilitare pentru plasarea diferitelor funcții de rețea în diferite componente de rețea pe baza nevoilor / cerințelor de performanță; și elimină nevoia de hardware specific funcției sau serviciului. SDN și NFV, completându-se reciproc, îmbunătățesc flexibilitatea rețelei, simplifică controlul și gestionarea rețelei, elimină bariera soluțiilor specifice furnizorului sau proprietății, și sunt astfel considerate extrem de importante pentru rețelele viitoare. Aceste noi tehnologii și concepte de rețea care se bazează în mare măsură pe „software” și virtualizarea funcțiilor de rețea vor introduce amenințări noi și complexe. Rețeaua centrală este partea centrală a infrastructurii 5G și permite toate funcțiile legate de tehnologiile multi-acces. Scopul său principal este de a furniza servicii pe toate tipurile de rețele (wireless, fixe, convergente).

Una peste alta, în noua specificație rețeaua de bază a fost modificată cu câteva funcții noi și câteva componente, în timp ce structura generală a rămas aproape neschimbată. Majoritatea funcțiilor adăugate sunt legate de probleme de localizare și implementarea serviciilor de localizare. În figura prezentată mai jos, aceste noi funcții au fost adăugate. În același timp, segmentarea a fost omisă în zoom-ul rețelei de bază, deoarece este inclusă într-un zoom specializat mai târziu în acest ghid. Rețeaua de bază a fost definită de 3GPP și structura sa este următoarea:

Comunicații 5G - Arhitectura rețelei de bază (Zoom-in arhitectura rețelei de bază)

Descrierea elementelor rețelei de bază 5G sunt după cum urmează:

  • Element
    • Scurtă descriere
  • Funcția de acces și gestionare a mobilității (AMF)
    • (Așa cum este definit în 3GPP TS23.501 Secțiunea 6.2.117)
    • AMF poate include următoarele funcționalități:
      • Terminarea interfeței RAN CP;
      • Terminarea NAS, cifrarea NAS și protecția integrității;
      • Managementul înregistrării;
      • Managementul conexiunii;
      • Managementul accesibilității;
      • Managementul mobilității; Furnizarea transportului pentru mesajele SM între UE și SMF;
      • Proxy transparent pentru rutarea mesajelor SM;
      • Autentificare acces;
      • Autorizație de acces.
      • Furnizare transportul mesajelor SMS între UE și SMSF;
      • Funcționalitatea ancorei de securitate;
      • Gestionarea serviciilor de localizare pentru servicii de reglementare;
      • Furnizare transport pentru mesajele Serviciilor de localizare între UE și LMF, precum și între RAN și LMF;
      • Alocarea ID-ului purtătorului EPS pentru inter-lucru cu EPS; Notificarea evenimentului de mobilitate UE;
      • Suport pentru optimizarea controlului / planului utilizatorului IoT celular (CIoT);
      • Suport pentru autentificare și autorizare specifice rețelelor.
  • Funcția de gestionare a sesiunii (SMF)
    • (Așa cum este definită în 3GPP TS23.501 secțiunea 6.2.2)
    • SMF poate include următoarele funcționalități:
      • Gestionarea sesiunii; Alocarea și gestionarea adreselor IP UE (funcții DHCPv4 și v6 (server și client));
      • Răspunde solicitărilor Protocolului de rezoluție a adreselor (ARP) și / sau solicitărilor vecinilor IPv6;
      • Selectarea și controlul funcției UP, inclusiv controlul UPF către proxy ARP sau IPv6 Neighbor Discovery;
      • Selectarea și controlul funcției UP;
      • Configurează direcția de trafic la UPF pentru a direcționa traficul către destinația corespunzătoare;
      • Închiderea interfețelor către funcțiile de control al politicii; Colectarea datelor de încărcare și suportul interfețelor de încărcare;
      • Controlul și coordonarea colectării datelor de încărcare la UPF;
      • Terminarea părților de gestionare a sesiunii din mesajele NAS;
      • Notificare date legătură descendentă;
      • Determinare modul sesiunii și continuitatea serviciului unei sesiuni.
      • Suport pentru optimizarea planului de control CIoT
      • Suport pentru compresia antetului;
      • Furnizarea de parametri externi (parametri de comportament UE așteptați sau parametri de configurare a rețelei);
      • Sprijină descoperirea Proxy-CSCF pentru serviciile IP Multimedia Subsystem (IMS);
      • Funcționalitate în roaming;
      • Gestionarea aplicării locale pentru aplicarea SLA-urilor QoS (VPLMN);
      • Colectarea datelor de încărcare și interfața de încărcare
    • (NOTĂ: Nu toate funcționalitățile trebuie să fie acceptate într-o instanță a unei secțiuni de rețea. În plus față de funcționalitățile SMF descrise mai sus, SMF poate include funcționalități legate de politici, așa cum este descris în clauza 6.2.2 din TS 23.50318)
  • Funcția planului utilizatorilor (UPF)
    • UPF suportă:
      • Direcționarea și redirecționarea pachetelor;
      • Inspecția pachetelor;
      • Manipularea QoS;
      • Interceptare legală (colecție UP);
      • Raportarea utilizării traficului;
      • Acționează ca punct de sesiune PDU extern de interconectare la rețeaua de date (DN);
      • Este un punct de ancorare pentru mobilitatea intra și inter-RAT;
      • Funcționalitate pentru a răspunde la solicitările Protocolului de rezoluție a adreselor (ARP) și / sau la solicitările de solicitare a vecinilor IPv6 pe baza informațiilor cache locale pentru PDU-urile Ethernet;
      • Funcționalitatea translatorului în rețea sensibil la timp (TSN);
      • Comunicare cu latență ridicată, vezi clauza;
      • Accesare funcționalitatea de direcționare, comutare și divizare a traficului (ATSSS) pentru a direcționa traficul sesiunii PDU cu acces multiplu;
      • Funcționalitatea Inter PLMN UP Security (IPUPS).
  • Funcția de control al politicii (PCF)
    • PCF suportă:
      • Cadrul de politici unificat;
      • Regulile de politică pentru funcțiile CP și
      • Accesarea informațiilor de abonament pentru deciziile de politică în UDR.
  • Funcția de expunere în rețea (NEF)
    • NEF suportă:
      • Expunerea capabilităților și evenimentelor;
      • Furnizarea sigură de informații din aplicația externă către rețeaua 3GPP;
      • Traducerea informațiilor interne / externe;
      • NEF poate suporta, de asemenea, o funcție de gestionare a grupului 5GLAN: Funcția de gestionare a grupului 5GLAN din NEF poate stoca informațiile despre grupul 5GLAN în UDR prin UDM, așa cum este descris în TS 23.50219;
      • Expunerea analizelor;
      • Suport pentru livrarea de date non-IP;
      • Când UE este capabil să comute între EPC și 5GC, un SCEF + NEF este utilizat pentru expunerea la serviciu.
  • Funcția de depozitare a rețelei (NRF)
    • NRF suportă funcția de descoperire a serviciilor și menține profilul NF și instanțele NF disponibile.
      • Suportă descoperirea Proxy-CSCF pentru serviciile IP Multimedia Subsystem (IMS);
      • Suportă descoperirea Serviciului de comunicare proxy (SCP) și menține profilul SCP al instanțelor SCP disponibile;
      • Notifică instanțele NF și SCP înregistrate / actualizate / radiate și menține starea de sănătate a NF și SCP.
  • Managementul unfificat al datelor (UDM)
    • UDM suportă:
      • Generarea de acreditări de autentificare și acord cheie (AKA);
      • Manipularea identificării utilizatorului;
      • Autorizație de acces;
      • Gestionarea abonamentelor;
      • Gestionarea managementului grupului 5GLAN;
      • Suport pentru aprovizionarea parametrilor externi.
  • Funcția de server de autentificare (AUSF)
    • AUF suportă autentificarea pentru acces 3GPP și acces non-3GPP de încredere.
  • Funcția aplicației (AF)
    • AF interacționează cu rețeaua de bază pentru a furniza servicii, de exemplu pentru a suporta următoarele:
      • Influența aplicației asupra rutei de trafic;
      • Accesarea funcției de expunere la rețea;
      • Interacțiunea cu cadrul politic pentru controlul politicilor.
      • Interacțiunile subsistemului multimedia IP (IMS) cu 5G Core
  • Depozitarea unificată a datelor (UDR)
    • UDR suportă următoarele funcționalități:
      • Stocarea și recuperarea datelor de abonament de către UDM;
      • Stocarea și recuperarea datelor de politică de către PCF;
      • Stocarea și recuperarea datelor structurate pentru expunere;
      • Datele aplicației (inclusiv descrierile fluxului de pachete (PFDs) pentru detectarea aplicației;
      • Informații despre cererea AF pentru mai multe UE), de către NEF.
    • (A se vedea, de asemenea, 3GPP TS23.501 secțiunea 6.2.11)
      • Stocarea și recuperarea ID-ului grupului NF corespunzător identificatorului abonatului (de ex. IMPI, IMPU, SUPI);
  • Funcția de stocare a datelor nestructurate (UDSF)
    • UDSF este o funcție opțională care acceptă stocarea și recuperarea informațiilor ca date nestructurate de către orice NF.
  • Funcția de selectare a segmentării de rețea (NSSF)
    • NSSF oferă servicii către AMF și NSSF într-un PLMN diferit prin intermediul interfeței bazate pe servicii Nnssf (consultați 3GPP TS 23.501 și 3GPP TS 23.502).
  • Centrul de locație mobilă a porții de acces (GMLC) 20
    • GMLC conține funcționalități necesare pentru a sprijini serviciile de localizare (LCS). Într-un singur PLMN, pot exista mai multe GMLC.
    • Un GMLC este primul nod pe care un client LCS extern îl accesează într-un PLMN. AF-urile și NF-urile pot accesa GMLC direct sau prin NEF.
    • După efectuarea autorizării unui client LCS extern sau AF și verificarea confidențialității UE țintă, un GMLC transmite o cerere de localizare fie către un AMF care servește, fie către un GMLC într-un alt PLMN în cazul unui UE în roaming.
  • Funcția de gestionare a localizării (LMF)
    • LMF gestionează coordonarea generală și programarea resurselor necesare pentru locația unui UE care este înregistrat cu sau care accesează 5GCN. De asemenea, calculează sau verifică o locație finală și orice estimare a vitezei și poate estima acuratețea obținută. LMF primește cereri de localizare pentru un UE țintă de la AMF de servire utilizând interfața Nlmf. LMF interacționează cu UE pentru a schimba informații de localizare aplicabile metodelor de poziție asistate de UE și bazate pe UE și interacționează cu NG-RAN, N3IWF sau TNAN pentru a obține informații de localizare.
  • Serviciul de comunicare proxy (SCP)
    • Un serviciu NF este un tip de capacitate expus de un NF (producător de servicii NF) altui NF autorizat (consumator de servicii NF) printr-o interfață bazată pe servicii. Serviciile NF pot comunica direct sau indirect printr-un SCP.
    • Astfel cum este definit în 3GPP TS 23.501, Clauza 6.2.19, Serviciul de comunicare proxy (SCP) include una sau mai multe dintre următoarele funcționalități:
      • Comunicare indirectă;
      • Descoperire delegată;
      • Redirecționarea mesajelor și rutare către serviciul de destinație NF / NF;
      • Redirecționarea mesajelor și rutare către un următor SCP hop;
      • Securitatea comunicării (de exemplu, autorizarea consumatorului de servicii NF pentru a accesa API-ul producătorului de servicii NF), echilibrarea încărcării, monitorizarea, controlul supraîncărcării etc.
  • Funcția de gestionare a capacității radio UE (UCMF)
    • UCMF este utilizat pentru stocarea intrărilor de dicționar corespunzătoare ID-urilor de capacitate radio UE atribuite fie PLMN, fie atribuite de producător.
    • Un AMF se poate abona cu UCMF pentru a obține de la UCMF noi valori ale ID-ului de capacitate radio UE pe care UCMF le atribuie în scopul memorării în cache a acestora local.
  • Funcția de autentificare și autorizare specifică segmentului de rețea (NSSAAF)
    • Funcția de autentificare și autorizare specifică a segmentului de rețea (NSSAAF) oferă suport pentru autentificare și autorizare specifice segmentării rețelei, așa cum este specificat în TS 23.502 cu un server de autentificare, autorizare și acces (AAA-S).
  • Nausf, Nnrf, Nudm, Nnef, Namf, Nmssf, Nsmf, Npcf, Naf, Nlmf, Ngmlc, Nssaaf, Nucmf
    • Acestea sunt interfețe bazate pe servicii prezentate de funcțiile planului de control 5G Core.
  • N1
    • Punct de referință între UE și AMF.
  • N2
    • Punct de referință între RAN și AMF.
  • N3
    • Punct de referință între RAN și UPF.
  • N6
    • Punct de referință între UPF și o rețea de date.

Note

17 3GPP TS 23.501 V16.6.0 (2020-09) Technical Specification 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; System architecture for the 5G System (5GS); Stage 2 (Release 16), https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/33_series/33.501/33501-g40.zip, accesat octombrie 2020.

18 https://portal.3gpp.org/desktopmodules/Specifications/SpecificationDetails.aspx?specificationId=3334, accessed October 2020.

19 3GPP TS 23.502 V16.6.0 (2020-09) Technical Specification 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Procedures for the 5G System (5GS); Stage 2 (Release 16), https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/33_series/33.501/33501-g40.zip, accesat octombrie 2020.

20 3GPP TS 23.273 V16.4.0 (2020-07) Technical Specification 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; 5G System (5GS) Location Services (LCS); Stage 2 (Release 16), https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/33_series/33.501/33501-g40.zip, accesat octombrie 2020.

Sursa: Enisa Threat Landscape for 5G Network – Threat assessment for the fifth generation of mobile telecommunications networks (5G), November 2019. © European Union Agency for Cybersecurity (ENISA), 2019. Traducere și adaptare independente de Nicolae Sfetcu

© 2021 MultiMedia Publishing, Rețele de comunicații 5G, Volumul 1

Proiectarea, dezvoltarea şi întreţinerea siturilor web
Proiectarea, dezvoltarea şi întreţinerea siturilor web

Un ghid pentru dezvoltatorii web, cu accent pe HTML, XML, JavaScript, SQL, tehnologii web, software web, software pentru dezvoltare web, aplicaţii web, şabloane pentru aplicaţii web, AJAX, servicii web, sindicalizarea web, web design, situri web, găzduirea web, analiza siturilor web, … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $2,99$11,97 Selectează opțiunile
PowerPoint - Ghid pentru începători
PowerPoint – Ghid pentru începători

PowerPoint este un instrument excelent pentru prezentări de orice fel, fie în clasă, fie în cadrul unei conferințe. O prezentare PowerPoint este formată dintr-o serie de diapozitive care pot fi proiectate (afișate electronic) sau tipărite într-o varietate de formate de … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $0,00 Selectează opțiunile
Facebook pentru afaceri şi utilizatori
Facebook pentru afaceri şi utilizatori

Ediția a doua (revăzută și îmbunătățită) Un ghid pentru dezvoltarea profilului propriu al utilizatorilor Facebook, şi pentru promovarea imaginii, produselor şi serviciilor firmei prin paginile de Facebook. Include volumele Ghid Facebook pentru utilizatori și Ghid pagini Facebook – Campanii de … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $4,99$7,18 Selectează opțiunile

Faci un comentariu sau dai un răspuns?

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *