5G AS – Fonctionnement de l’Access Stratum

5G AS – Fonctionnement de l’Access Stratum

Aujourd’hui on va voir en détail comment l’Access Stratum (AS) intervient dans l’architecture 5G pour gérer l’accès radio entre l’UE (User Equipment) et le réseau RAN (Radio Access Network).

Définition et rôle de l’Access Stratum en 5G

L’Access Stratum est la couche fonctionnelle située entre la couche physique (PHY) et le Non-Access Stratum (NAS). Il a pour objectif principal d’assurer la transmission efficace des données sur l’interface radio et d’implémenter les fonctions de gestion de liaison radio entre l’UE et la station de base (gNB).

• Il traite les messages de signalisation AS et NAS.
• Il gère l’établissement, le maintien et la libération des connexions RRC.
• Il contrôle les ressources radio via la gestion des canaux logiques, transport et physiques.

Composants fonctionnels de l’AS en 5G

Dans l’architecture 5G NR, l’Access Stratum englobe plusieurs sous-couches :

1. RRC (Radio Resource Control) : responsable de la configuration des connexions radio, de la mobilité, du chiffrement et de l’authentification AS.
2. PDCP (Packet Data Convergence Protocol) : traite la compression d’en-têtes, l’intégrité et la sécurité des paquets.
3. RLC (Radio Link Control) : gère la segmentation et la retransmission des données.
4. MAC (Medium Access Control) : alloue dynamiquement les ressources radio.
5. PHY (Physical Layer) : convertit les données en signaux physiques transmis sur la radio.

Fonctions assurées par l’Access Stratum

L’AS assure un ensemble de fonctions critiques dans le système 5G :

• Gestion de la connexion RRC : contrôle la transition entre les états RRC_IDLE, RRC_INACTIVE et RRC_CONNECTED.
• Sécurité AS : activation du chiffrement et de l’intégrité après l’authentification NAS réussie.
• QoS (Quality of Service) : mappage des flots QoS vers les Data Radio Bearers (DRB).
• Handover : prise en charge de la mobilité inter-cellulaire avec ou sans interruption.
• Rapports de mesure : collecte des mesures radio pour déclencher des procédures RRM (Radio Resource Management).

Interaction entre AS et NAS

Le NAS (Non-Access Stratum) est responsable de la signalisation entre l’UE et le Core Network, tandis que l’AS gère le transport de cette signalisation sur l’interface radio. Le protocole RRC joue le rôle d’interface entre ces deux couches, encapsulant les messages NAS dans des messages RRC pour leur transmission.

Exemple de procédure RRC

Lors d’un attachement initial au réseau, l’UE émet une requête RRC Connection Request. Si la demande est acceptée, le gNB envoie un RRC Connection Setup contenant la configuration des couches PDCP, RLC et MAC. L’UE répond ensuite avec un RRC Connection Setup Complete qui contient le message NAS d’attach, encapsulé dans le message RRC.

Résumé des responsabilités de l’AS

Maîtriser l’Access Stratum est essentiel pour comprendre les mécanismes de contrôle et de transport en 5G NR. Pour aller plus loin, découvrez comment le NAS gère l’enregistrement et la session dans le cœur réseau 5G.