Interfuncionamiento en 5G

Función de interfuncionamiento no 3GPP (N3IWF)

N3IWF permite que los dispositivos se conecten a la red troncal 5G con tecnologías de acceso que no se contemplan en los estándares 3GPP.

Algunos ejemplos de accesos al núcleo 5G:

• Redes no 3GPP de confianza: como p. ej. Wi-Fi, donde los operadores pueden definir ajustes de seguridad; el acceso al núcleo 5G se realiza a través de la red de acceso no 3GPP de confianza (TNAN).
• Redes no 3GPP no confiables: como p. ej. Wi-Fi, cuando los operadores no tienen control sobre los ajustes de seguridad; el acceso se realiza a través de la función de interfuncionamiento no 3GPP (N3IWF). En esta categoría se incluyen también las tecnologías de radio móvil terrestre (LMR, p. ej., TETRA o P25) para comunicaciones críticas (MCX) y DVB-S2X para la radiodifusión televisiva.
• Redes por cable: como p. ej. DSL o fibra óptica, que representan las tecnologías de base en la convergencia fijo/móvil (FMC).

Wi-Fi cuenta con la ventaja de su simplicidad, sobre todo en lo que respecta al acceso a la red. 5G, por otro lado, es muy flexible, especialmente en materia de asignación de recursos (scheduling), credenciales de seguridad y calidad de servicio. El principal objetivo del acceso no 3GPP consiste en combinar las ventajas de las redes Wi-Fi con las de 5G:

• mayor cantidad de servicios y casos de uso
• descarga de tráfico eficiente para aplicaciones que requieren gran ancho de banda
• gestión de movilidad y de calidad de servicio fluida para una experiencia de usuario mejorada

En el diseño de arquitectura de las redes 5G, los dispositivos se pueden conectar a las funciones de la red troncal 5G mediante una función de interfuncionamiento no 3GPP (N3IWF) o una red de acceso de confianza no 3GPP (TNAN). Estas funciones proporcionan un acceso seguro. Por ejemplo, pueden utilizar túneles IP seguros para mensajes de control de estrato sin acceso y datos de plano de usuario. Asimismo, se dispone de procedimientos de señalización para gestionar escenarios de acceso, autenticación y movilidad en las dos redes de acceso, que aprovechan además el control de flujo de calidad de servicio para los datos del plano de usuario.

Control, conmutación y división de tráfico de acceso (ATSSS)

La función ATSSS (por sus siglas en inglés: access traffic steering, switching and splitting) se sirve de la conectividad multicamino y pone a disposición mecanismos sofisticados que facilitan funciones y modos de control de las capas inferiores y superiores, utilizados en la conectividad simultánea para el acceso 3GPP y no 3GPP.

• Control: se selecciona una red de acceso para un flujo de datos nuevo, y el tráfico de este flujo de datos se transfiere a través de la red de acceso seleccionada.
• Conmutación: todo el tráfico de datos en curso de una red de acceso se traslada a otra red de acceso de tal modo que se mantiene la continuidad del flujo de datos.
• División: el tráfico de datos se divide entre varias redes de acceso para aprovechar las ventajas del acceso, bien por agregación de enlaces o redundancia

La función ATSSS se puede realizar por encima de la capa IP utilizando el protocolo de control de transmisión multicamino (MPTCP) o el protocolo de datagramas de usuario multicamino (MPQUIC). También puede realizarse por debajo de la capa IP utilizando la nueva función ATSSS de capa inferior para el control del tráfico, que permite PDU multiacceso. El control ATSSS se gestiona mediante la función de control de políticas (PCF) basada en las reglas de ATSSS definidas por el operador (reglas multiacceso, MAR) y una función de medida de rendimiento (PMF) en el lado del equipo de usuario (UE) y de la red.

Sus desafíos en las pruebas de interfuncionamiento de redes móviles y Wi-Fi

Algunos de los principales desafíos de las pruebas para garantizar el correcto interfuncionamiento entre redes 3GPP y no 3GPP son:

• pruebas de tecnologías de acceso radioeléctrico en modo de señalización
• verificación de funciones de interfuncionamiento y movilidad
• test de aplicación de servicios de audio y vídeo relevantes
• verificación de funciones del dispositivo bajo diferentes aspectos, como conformidad funcional, calidad de experiencia (QoE) o consumo de energía
• pruebas de rendimiento, es decir, evaluación de indicadores clave de rendimiento (KPI)
• localización de errores mejorada, con análisis detallados del flujo de señalización e intercambios de mensajes de capa 3 entre el equipo de usuario (UE) y la red

Para ello se necesita una configuración que admita toda la gama de tecnologías de acceso radioeléctrico.

Soluciones de alto rendimiento para pruebas de interfuncionamiento de redes móviles y Wi-Fi

Rohde & Schwarz lleva décadas suministrando soluciones para verificar la convergencia de redes Wi-Fi y de comunicaciones móviles. Un ejemplo de ello es nuestra acreditada solución de test de descarga de tráfico WLAN en LTE.

Nuestra solución de test de interfuncionamiento de redes móviles y WLAN se basaba inicialmente en el comprobador de comunicaciones inalámbricas R&S®CMW500. Con la llegada de 5G y Wi-Fi 7, la solución es totalmente compatible con el comprobador de señalización «todo en uno» para 5G R&S®CMX500.

El R&S®CMX500 ofrece un módulo de desvanecimiento integrado y facilita la configuración específica del usuario de anomalías de IP, como pérdidas de datos o alteración de los datos. Con la sofisticada visualización de analizador de mensajes, los usuarios pueden introducir detalles del flujo de señalización y emplear herramientas de usuario como filtros, puntos de interrupción o vistas por capas para una localización de errores detallada. Este comprobador «todo en uno» admite simultáneamente WLAN y 5G para análisis de procedimientos de protocolo y test de RF avanzados. Asimismo, incluye una aplicación de datos para pruebas de aplicaciones de datos de extremo a extremo.

La configuración ofrece una función N3IWF integrada para verificar el traspaso ininterrumpido de conectividad entre Wi-Fi y 5G. Para análisis más detallados de aplicaciones y de calidad de servicio (QoS) se puede medir el rendimiento en la capa IP. Un servidor con sistema de gestión integrado (IMS) permite la transferencia de llamadas de voz sobre NR (VoNR) a llamadas de voz por Wi-Fi, y realiza también un análisis de calidad de audio con el algoritmo PoLQA.