Rețele de comunicații 5G

Datorită impactului său așteptat în economie și societate, a cincea generație de telecomunicații mobile (5G) este una dintre cele mai importante inovații ale timpului nostru. Așteptările cresc cu capacitățile de bandă largă ale 5G, accesibile tuturor și peste tot, la o calitate și fiabilitate mai bune. Dintr-o perspectivă conceptuală, tehnologia 5G promite să ofere latență scăzută, viteză mare și conexiuni mai fiabile la noile generații de sisteme autonome și dispozitive de ultimă generație, acoperind atât comunicațiile masive, cât și cele critice de tip mașină.

În plus, tehnologia 5G este implicată în cazuri de utilizare cu o gamă largă de cerințe. Una dintre primele oferte comerciale așteptate este accesul fix wireless (FWA) pentru zonele urbane dense. Alte cazuri de utilizare, precum cele care solicită o acoperire dedicată, soluții verticale (adică vehicule conectate), producție, Industrie 4.0, IoT (Internet of things), energie și asistență medicală, vor veni într-o etapă ulterioară. Experții sunt de acord că aplicațiile pe verticală vor fi principala forță motrice în implementările viitoare ale rețelelor 5G. Acestea vor juca un rol esențial în strategiile de investiții ale operatorilor de rețele mobile ale operatorilor de rețea.

Pe măsură ce rețelele și aplicațiile evoluează în continuare, vor exista și mai multe oportunități de a îmbunătăți cazurile de utilizare existente, pe lângă faptul că mai multe aplicații verticale vor deveni parte a infrastructurii 5G. De exemplu, 5G va fi extrem de benefic pentru cazurile de utilizare industrială care necesită rate de date mai mari și o latență mai mică, cum ar fi realitatea augmentată (AR) și aplicațiile bazate pe inteligența artificială AI. Capacitățile semnificative ale lățimii de bandă vor asigura consistența imaginilor de înaltă rezoluție și a fluxului video, similar cu mediile bogate în senzori, cu densitate mare a conexiunii.

Pe tărâmul acestei tranziții, industria a prognozat 1,5 miliarde de utilizatori abonați la o rețea 5G, și acoperirea va ajunge la peste 40% din populația lumii până în 2024. Potrivit Observatorului European 5G, cetățenii ar trebui să aibă acces 5G până în 2020. (3) În ceea ce privește acoperirea geografică, se așteaptă ca 5G să fie dezvoltată mai întâi în zonele urbane dense și mai târziu, în zonele suburbane și rurale mai puțin populate.

Sistemele de comunicații mobile au fost predispuse la vulnerabilități de securitate încă de la începuturile lor. În prima generație (1G) de rețele mobile, telefoanele mobile și canalele wireless au devenit o țintă pentru clonarea și mascararea ilegală. În a doua generație (2G), spamming-ul mesajelor a devenit obișnuit, nu numai pentru atacurile omniprezente, ci și pentru injectarea de informații false sau difuzarea informațiilor de marketing nedorite. În a treia generație (3G), comunicațiile bazate pe IP au permis migrarea vulnerabilităților și amenințărilor de securitate pe internet în domeniul wireless. Cu o cerere tot mai mare de comunicații bazate pe IP, a patra generație (4G) a permis proliferarea dispozitivelor inteligente, a traficului multimedia și a serviciilor noi în domeniul mobil. Această dezvoltare a condus la un peisaj de amenințări mai complex și mai dinamic.

Odată cu apariția celei de-a cincea generații (5G) de rețele mobile, vectorii de amenințare pentru securitate se vor extinde, în special cu expunerea noilor industrii conectate (Industry4.0) și a serviciilor critice (vehicule conectate, orașe inteligente etc.). Revoluția 3G, introducând conectivitatea la internet în infrastructura rețelei mobile, este reprodusă în servicii conectate 5G și infrastructuri verticale. Integrarea și expunerea la rețeaua de date este chiar mai răspândită în rețeaua 5G.

Preocupările crescânde cu privire la disponibilitatea și protecția datelor utilizatorilor și a confidențialității se vor exacerba cu provocările de securitate introduse 5G. Prin urmare, cele mai critice provocări se referă la rezistența rețelei și la protecția conținutului și a metadatelor comunicațiilor 5G.

 

CUPRINS:

Rezumat
– Referințe
Introducere
– Rețele 5G
– – Domenii de aplicare
– Performanţa
– – Viteza
– – Latența
– – Rata de eroare
– – Gama
– Standarde
– – 5G NR
– – Implementări pre-standard
– – Internetul Lucrurilor
– Implementare
– – Spectru
– Dispozitive 5G
– Tehnologie
– – Frecvențe New Radio
– – – Gama de frecvență 1 (< 6 GHz)
– – – Gama de frecvență 2 (24–54 GHz)
– – MIMO masiv
– – Sistem periferic (Edge computing)
– – Celulă mică
– – Filtrarea spațială (Beamforming)
– – Convergența dintre Wi-Fi și celular
– – NOMA (acces multiplu non-ortogonal)
– – SDN/NFV
– – Codarea canalului
– – Funcționare în spectru fără licență
– – 5G-Advanced
– Referințe
Acronime și abrevieri
1. Provocări
2. Participanți 5G
– Referințe
3. Proiectarea și arhitectura de rețea 5G
– 3.1 Cazuri de utilizare 5G
– 3.2 Arhitectura 5G generică
– 3.3 Arhitectura rețelei de bază (Zoom-in)
– – 3.3.1 Elemente de noutate în versiunea 16
– – 3.3.2 Considerații de securitate
– – – Arhitectură bazată pe servicii
– – – Nerespectarea cerințelor generale de asigurare a securității
– – – Stivă de protocol pe bază de IP
– 3.4 Segmentarea rețelei (Zoom-in)
– – 3.4.1 Elemente de noutate
– – 3.4.2 Considerații de securitate
– – – Securitate-ca-serviciu
– – – Securitate end-to-end
– – – Izolarea resurselor
– – – Management și orchestrare securizate
– – – Model de încredere
– 3.5 Orchestrator de management și rețea (MANO) (Zoom-In)
– 3.6 Rețeaua de acces radio (RAN) (Zoom-In)
– – 3.6.1 Elemente de noutate
– – – Acces integrat și backhaul (IAB)
– – – Îmbunătățiri cu intrări multiple și ieșiri multiple (MIMO)
– – – Procedură simplificată de acces aleatoriu
– – – Suport pentru rețea privată pentru NG-RAN
– – – Economisire energie UE
– – – Acces bazat pe NR la spectrul fără licență
– – – Rețea sensibilă la timp (TSN)
– – – Geolocalizare de precizie
– – 3.6.2 Considerații de securitate
– – – Securitatea comunicării ultra-fiabile cu latență scăzută (URLLC)
– – – Securitatea accesului integrat NR și backhaul
– – – Vulnerabilitate la bruierea radio
– – – Nerespectarea cerințelor generale de asigurare a securității
– 3.7 Virtualizarea funcției de rețea (NFV) – MANO (Zoom-in)
– – 3.7.1 Elemente de noutate (Versiunea 4)
– – 3.7.2 Considerații de securitate
– – – Virtualizarea
– – – Interfețe de gestionare / API-uri
– – – Localizarea funcțiilor
– 3.8 Rețea definită de software (SDN) (Zoom-in)
– – 3.8.1 Elemente de noutate
– – 3.8.2 Considerații de securitate
– – – Planul de control
– – – Planul de date
– – – Interfețe programabile (API) / Limbaje de programare SDN
– – – Virtualizare
– 3.9 Multi-Acces Edge Computing (MEC) (Zoom-in)
– – 3.9.1 Elemente de noutate
– – 3.9.2 Considerații de securitate
– – – Virtualizare și containerizare
– – – Securitatea fizică
– – – Interfețe de programare a aplicațiilor (API)
– – – Probleme de reglementare
– 3.10 Arhitectura de securitate (SA) (Zoom-in)
– – 3.10.1 Elemente de noutate
– – 3.10.2 Considerații de securitate
– 3.11 Infrastructura fizică 5G (Zoom-in)
– – 3.11.1 Elemente de noutate
– – 3.11.2 Considerații de securitate
– – – Impactul virtualizării
– – – Considerații generale de securitate fizică
– – – Amenințări la adresa resurselor de cloud computing de vârf
– – – Vulnerabilitatea interfeței aeriene la atacurile de bruiaj
– 3.12 Opțiuni de implemenare / Căi de migrare (Zoom-in)
– – 3.12.1 Considerente de securitate
– – – Riscuri legate de tehnologiile moștenite
– – – Predarea INTER-RAT (Tehnologii de acces radio).
– – – Roaming
– – – Nerespectarea cerințelor generale de asigurare a securității
– 3.13 Harta proceselor
– – 3.13.1 Procesele ciclului de viață al MNO
– – 3.13.2 Procese de dezvoltare a ciclului de viață al furnizorului și al produsului
– – 3.13.3 Procesele de asigurarea calității
– Referințe
Recomandări
– Referințe
Preocupări
– Preocupările legate de securitate
– Interferențe electromagnetice
– – Prognozele meteorologice
– – Aviaţie
– – – Sateliți
– – – Wi-Fi
– – Referințe
Informări eronate și controverse
– Sănătate
– Teoriile conspirației COVID-19
– Referințe
Despre autor
– Nicolae Sfetcu
– – Contact
Editura
– MultiMedia Publishing

MultiMedia Publishing
– Digital: EPUB (ISBN 978-606-033-634-1), Kindle (ISBN 978-606-033-635-8), PDF (ISBN 978-606-033-636-5)
– Tipărit: Format B5 210 x 148 x 6 mm, 248 g, 123 pagini) ISBN 978-606-033-633-4