Interoperabilidade do 5G

Função de interoperabilidade para tecnologias não pertencentes à 3GPP (N3IWF)

A N3IWF permite que os dispositivos se conectem à rede central 5G com tecnologias de acesso que não existem nos padrões da 3GPP.

Exemplos de acesso à rede central 5G incluem:

• Redes confiáveis não pertencentes à 3GPP: assim como o Wi-Fi, em que as operadoras podem definir configurações de segurança, o acesso à rede central 5G é facilitado por meio da rede de acesso confiável não pertencente à 3GPP (TNAN).
• Redes não confiáveis não pertencentes à 3GPP: assim como o Wi-Fi, em que as operadoras não têm controle sobre as configurações de segurança, o acesso é facilitado pela função de interoperabilidade para tecnologias não pertencentes à 3GPP (N3IWF). Essa categoria também engloba tecnologias de comunicações móveis terrestres (LMR) — por exemplo, TETRA ou P25 — para comunicações de missão crítica (MCX) e DVB-S2X para radiodifusão de televisão.
• Redes cabeadas: como o DSL ou fibra óptica, que representam as tecnologias subjacentes na convergência móvel fixa (FMC).

O Wi-Fi tem a vantagem da simplicidade, principalmente em termos de acesso à rede. O 5G, por outro lado, é muito flexível, especialmente quando se trata de agendamento, credenciais de segurança e qualidade do serviço. O principal objetivo do acesso a redes não pertencentes à 3GPP é combinar as vantagens do Wi-Fi com as do 5G:

• Maior variedade de serviços e casos de uso
• Descarregamento eficiente de tráfego para aplicações com uso intensivo de largura de banda
• Mobilidade contínua e gerenciamento da qualidade do serviço para aprimorar a experiência do usuário

No design arquitetônico das redes 5G, os dispositivos podem se conectar às funções da rede central 5G por meio de uma função de interoperabilidade para tecnologias não pertencentes à 3GPP (N3IWF) ou de uma rede de acesso confiável não pertencente à 3GPP (TNAN). Essas funções permitem um acesso seguro. Por exemplo, eles podem utilizar túneis IP seguros para mensagens de controle de estrato sem acesso e dados do plano de usuário. Além disso, os procedimentos de sinalização estão em vigor para gerenciar cenários de mobilidade, autenticação e acesso em ambas as redes de acesso, além de aproveitar o controle de fluxo de qualidade do serviço para os dados do plano de usuário.

Comutação, direcionamento e divisão de tráfego de acesso (ATSSS)

A ATSSS aproveita a conectividade multicaminho e fornece mecanismos sofisticados para dar suporte a modos e funcionalidades de direcionamento de camadas inferiores e superiores, que são usados na conectividade simultânea para acesso não pertencentes à 3GPP e a tecnologias da 3GPP.

• Direcionamento: uma rede de acesso é selecionada para o novo fluxo de dados, e o tráfego desse fluxo de dados é transferido pela rede de acesso selecionada.
• Comutação: todo o tráfego de dados em andamento de uma rede de acesso é transferido para outra rede de acesso, de modo que a continuidade do fluxo de dados seja mantida.
• Divisão: o tráfego de dados é dividido em várias redes de acesso para se beneficiar do acesso com o objetivo de lograr a redundância ou agregação de links

A ATSSS pode ser implementada acima da camada IP usando o protocolo de controle de transmissão multicaminho (MPTCP) ou o protocolo de datagrama de usuário multicaminho (MPQUIC) . Ela também pode ser implementada abaixo da camada IP, usando a nova função de camada inferior ATSSS para direcionar o tráfego, permitindo PDUs multiacesso. O controle de ATSSS é gerenciado pela função de controle de políticas (PCF) com base nas regras de ATSSS definidas pelo operador (regras de multiacesso MAR) e uma função de medição de desempenho (PMF) no equipamento do usuário (UE) e no lado da rede.

Seus desafios de teste de interoperabilidade entre Wi-Fi e redes celulares

Os principais desafios de teste para a interoperabilidade bem-sucedida entre redes da 3GPP e não pertencentes à 3GPP incluem:

• Teste de tecnologias de acesso via rádio no modo de sinalização
• Teste das funções de interoperabilidade e mobilidade
• Teste de aplicação de serviços de áudio e vídeo relevantes
• Teste das funcionalidades do dispositivo sob diferentes aspectos, como conformidade funcional, qualidade de experiência (QoE) ou consumo de energia
• Teste de desempenho, ou seja, avaliação dos principais indicadores de desempenho (KPI)
• Solução de problemas aprimorada, ou seja, análise detalhada do fluxo de sinalização e trocas de mensagens da camada 3 entre o dispositivo do usuário e a rede

Isso requer uma configuração de teste que ofereça suporte a toda a variedade de tecnologias de acesso via rádio.

Soluções de alto desempenho para testes de interoperabilidade entre Wi-Fi e redes celulares

Por décadas, a Rohde & Schwarz tem oferecido soluções de teste para convergência de redes celulares e Wi-Fi. Um exemplo disso é a nossa bem estabelecida solução de teste para descarga de tráfego WLAN em LTE.

Nossa solução de teste de interoperabilidade entre WLAN e redes celulares foi inicialmente baseada no testador de comunicações móveis R&S®CMW500. Com o advento do 5G e do Wi-Fi 7, a solução agora é totalmente compatível com o testador de sinalização 5G em um único instrumento R&S®CMX500.

O CMX500 é compatível com um módulo de desvanecimento embutido e permite a configuração específica do usuário de problemas de IP, como perda de dados ou desordem de dados. Com a sofisticada visualização do analisador de mensagens, os usuários podem inserir detalhes do fluxo de sinalização e ferramentas de usuário, como filtros, pontos de interrupção ou visualizações em camadas, para obter uma solução de problemas aprofundada. Esse testador em um único instrumento oferece suporte simultaneamente a WLAN e 5G para análise sofisticada de procedimentos de protocolo e testes de RF. Ele também inclui uma aplicação de dados para o teste de aplicação de dados de ponta a ponta.

A configuração de teste oferece uma função N3IWF integrada para testar a transferência de conectividade contínua entre Wi-Fi e 5G. Para uma análise aprimorada da qualidade do serviço (QoS) e da aplicação, a taxa de transferência pode ser medida na camada IP. Um servidor de sistema de gerenciamento integrado (IMS) permite a transferência de chamadas «voice over NR» (VoNR) para chamadas de voz Wi-Fi. Ele também realiza a análise da qualidade do áudio com o algoritmo PoLQA.