Interfuncionamiento en redes 5G

Función de interfuncionamiento con redes no 3GPP (N3IWF)

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

Algunos ejemplos de acceso al núcleo de la red 5G son:

• Redes no 3GPP confiables: como Wi-Fi, donde los operadores pueden definir las configuraciones de seguridad. Se facilita el acceso al núcleo de la red 5G por medio de la red confiable de acceso no 3GPP (TNAN).
• Redes no 3GPP no confiables: como Wi-Fi, donde los operadores carecen de control sobre la configuración de seguridad. El acceso se facilita por medio de la función de interfuncionamiento de redes no 3GPP (N3IWF). Esta categoría también abarca las tecnologías LMR (radio móvil terrestre), por ejemplo, TETRA (radiocomunicaciones terrenales con concentración de enlaces) o P25 para MCX (comunicaciones de misión crítica) y DVB-S2X para broadcasting.
• Redes inalámbricas: como DSL (línea de abonado digital) o fibra óptica, las cuales representan las tecnologías subyacentes en las redes FMC (convergencia fijo-móvil).

Wi-Fi tiene la ventaja de la simplicidad, sobre todo en lo que respecta al acceso a la red. La red 5G, por otro lado, es muy flexible, especialmente cuando se trata de programación, credenciales de seguridad y QoS (calidad de servicio). El objetivo principal del acceso no 3GPP es combinar las ventajas de la red Wi-Fi con las de la 5G:

• gama más amplia de servicios y casos de uso
• descarga eficiente del tráfico para aplicaciones de ancho de banda intenso, es decir, que consumen mucho ancho de banda
• movilidad sin interrupciones y gestión de la QoS para una experiencia de usuario mejorada

En el diseño de la arquitectura de las redes 5G, los dispositivos pueden conectarse a las funciones de la red principal 5G por medio de una función N3IWF o una TNAN. Estas funciones permiten un acceso seguro. Por ejemplo, pueden utilizarse túneles IP seguros para los mensajes de control de estrato sin acceso, así como los datos del plano de usuario. Además, existen procedimientos de señalización para gestionar los escenarios de acceso, autentificación, así como de movilidad en ambas redes de acceso, al tiempo que se aprovecha el control de flujo de la QoS para los datos del plano de usuario.

Dirección, conmutación y división del tráfico de acceso (ATSSS)

La ATSSS aprovecha la conectividad multitrayecto y proporciona mecanismos sofisticados para admitir funcionalidades y modos de dirección de capa superior e inferior, las cuales se utilizan en la conectividad para el acceso 3GPP y no 3GPP.

• Dirección: se selecciona una red de acceso para el nuevo flujo de datos, y el tráfico de estos 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 manera que se mantenga la continuidad del flujo de datos.
• División: el tráfico de datos se divide entre varias redes acceso para aprovechar el acceso con el propósito de agregación o redundancia de enlaces

La ATSSS puede realizarse sobre la capa IP por medio del protocolo MPTCP (protocolo de control de transmisión multitrayecto ) o del protocolo MPQUIC (protocolo de datagramas de usuario multitrayecto). También puede realizarse por debajo de la capa IP, por medio de la nueva función de capa inferior ATSSS para direccionar el tráfico, lo que permite PDU multiacceso. La función PCF (función de control de políticas) gestiona el control de la ATSSS en función de las reglas ATSSS definidas por el operador (reglas multiacceso MAR), así como en una función PMF (función de medición de rendimiento en el UE (equipo de usuario) y en lado de la red.

Sus desafíos en pruebas de interfuncionamiento celular y Wi-Fi

Entre los principales desafíos para el éxito del interfuncionamiento entre redes 3GPP y no GPP se incluyen:

• Pruebas de las tecnologías de acceso radioeléctrico en modo de señalización
• Pruebas de las funciones de interfuncionamiento y movilidad
• Pruebas de aplicación de los servicios de audio y video relevantes
• Pruebas de las funcionalidades del dispositivo bajo diferentes aspectos, como la conformidad funcional, la calidad de experiencia (QoE) o el consumo de energía
• Pruebas de rendimiento, es decir, evaluar los KPI (indicadores clave de desempeño)
• Depuración mejorada, es decir, análisis detallado del flujo de señalización, así como de los intercambios de mensajes de la capa 3 entre el equipo de usuario y la red

Esto requiere de una configuración que admita toda la gama de tecnologías de acceso radioeléctrico.

Soluciones de T&M de alto rendimiento para pruebas de interfuncionamiento celular y Wi-Fi

Por décadas, Rohde & Schwarz viene ofreciendo soluciones de T&M para la convergencia Wi-Fi y celular. Un ejemplo de ello es nuestra reconocida solución de T&M de desvío de tráfico de redes celulares hacia las redes WLAN en LTE.

Nuestra solución de pruebas de interfuncionamiento celular y WLAN inicialmente se basó en el probador de radiocomunicaciones R&S®CMW500. Con la llegada de las tecnologías 5G y Wi-Fi 7, la solución es ahora completamente compatible con el probador de señalización 5G «todo en uno» R&S®CMX500.

El R&S®CMX500 admite un módulo de desvanecimiento integrado y permite realizar configuraciones de impedimentos IP específicas del usuario, como pérdidas de datos o datos desordenados. Con su sofisticada vista de analizador de mensajes, los usuarios pueden ingresar detalles del flujo de señalización y utilizar herramientas como filtros, puntos de quiebre o vistas por capas para identificar un problema y encontrar la solución de manera detallada. Este probador «todo en uno» admite en simultáneo redes WLAN y 5G para realizar análisis de procedimientos de protocolo y mediciones en RF sofisticadas. También incluye una aplicación de datos hasta para pruebas de aplicaciones de datos de extremo a extremo.

Esta configuración ofrece una función N3IWF integrada para probar la transferencia de conectividad sin interrupciones entre Wi-Fi y 5G. A fin de mejorar el análisis tanto de la aplicación como de la calidad e servicio (QoS), el rendimiento puede medirse en la capa IP. Un servidor de sistema IMS (sistema de gestión integrado) permite la transferencia VoNR (voz sobre NR) a llamada de voz Wi-Fi. También realiza el análisis de calidad de audio con el algoritmo PoLQA.