ETSI TS 129 255 V18.3.1 (2024-08)-2024
5G; Услуги поставщика услуг беспилотных воздушных систем (USS); Этап 3 (3GPP TS 29.255 версия 18.3.1 выпуск 18)
- Стандартный №
- ETSI TS 129 255 V18.3.1 (2024-08)-2024
- Дата публикации
- 2024
- Разместил
- European Telecommunications Standards Institute (ETSI)
- сфера применения
-
Обзор стандарта и техническая база
ETSI TS 129 255 V18.3.1 (2024-08) является стандартом третьей фазы для технической спецификации услуг поставщика услуг беспилотных воздушных систем (UAS) 5G (USS) в 3GPP Release 18. Этот стандарт определяет протокол фазы 3 на основе интерфейса и модель данных для услуг Naf, специфичных для UAS, предоставляя полную техническую структуру для аутентификации, авторизации и связи дронов в сетях 5G.
С быстрым развитием приложений дронов их все более широкое использование в логистике, картографии, сельском хозяйстве и других областях предъявляет более высокие требования к сетям связи. Высокая пропускная способность и низкая задержка сетей 5G делают их идеальным выбором для связи дронов, и этот стандарт разработан именно для регулирования взаимодействия между дронами и сетями 5G.
Основная архитектура и функции сервиса
Стандарт определяет сервис Naf_Authentication как ключевой сервис, предоставляемый USS через сервис Naf на основе интерфейса, который в основном включает две основные функции:
Функции сервиса Сценарии применения Технические характеристики Требования безопасности Сервис аутентификации и авторизации Процесс авторизации UUAA-MM, UUAA-SM и C2 Многораундовый обмен сообщениями, проверка информации о местоположении Шифрование TLS, авторизация OAuth2 Служба уведомлений Уведомления о повторной аутентификации, повторной авторизации и отзыве Асинхронный механизм уведомлений, URI обратного вызова Защита целостности уведомлений Архитектура сервиса основана на сервисной архитектуре (SBA), в которой AF выступает в качестве функции USS, а NEF — в качестве функции UAS-NF, взаимодействуя через опорную точку N33. Такая архитектура обеспечивает масштабируемость и гибкость системы.
Подробный механизм технической реализации
Процесс аутентификации и авторизации
Операции службы аутентификации и авторизации поддерживают три основных сценария:
- Процесс UUAA-MM: выполнение аутентификации и авторизации дрона во время регистрации 5GS
- Процесс UUAA-SM: выполнение аутентификации на уровне обслуживания во время установления сеанса PDU
- Авторизация C2: предоставление авторизации для связи C2 по интерфейсу Uu или интерфейсу PC5
Процесс аутентификации использует многораундовый механизм обмена сообщениями. Потребитель службы NF отправляет объект UAVAuthInfo ресурсу request-auth через запрос HTTP POST, который содержит ключевые данные, такие как GPSI, идентификация устройства на уровне обслуживания и информация о местоположении.
Проектирование модели данных
Стандарт определяет различные типы данных для поддержки процесса аутентификации и авторизации:
Тип данных Обязательные атрибуты Необязательные атрибуты Сценарии применения UAVAuthInfo gpsi, serviceLevelId notifyUri, authContainer, uavLocInfo Данные запроса аутентификации UAVAuthResponse gpsi authContainer, serviceLevelId, authSessAmbr Данные ответа аутентификации ReauthRevokeNotify gpsi, serviceLevelId, notifyType authContainer, notifyCorrId Уведомление о повторной аутентификации AuthContainer - authMsgType, authMsgPayload, authResult Контейнер сообщения аутентификации Модель данных использует формат JSON, который поддерживает гибкое расширение и при этом сохраняет обратную совместимость. Атрибут authMsg помечен как устаревший. Рекомендуется использовать новый атрибут authContainer для передачи данных аутентификации и авторизации.
Спецификация интерфейса API
API Naf_Authentication использует принципы проектирования RESTful и протокол HTTP/2. Корневой путь API: {apiRoot}/naf-auth/v1
Основные интерфейсы включают в себя:
- POST /request-auth: инициирование запроса аутентификации и авторизации дрона
- Интерфейс уведомлений об обратном вызове: получение уведомлений о повторной аутентификации, повторной авторизации или отзыве
API поддерживает механизм согласования функций, который согласовывает применимость дополнительных функций через информационный элемент SupportedFeatures, обеспечивая хорошую поддержку для будущего расширения функций.
Механизм безопасности и гарантии
Стандарт реализует многоуровневые меры защиты безопасности:
- Безопасность передачи: шифрование TLS используется для обеспечения безопасности связи между NEF и AF
- Управление доступом: механизм авторизации учетных данных клиента на основе протокола OAuth2
- Целостность данных: защита целостности всей конфиденциальной информации
- Обработка ошибок: комплексный механизм обработки ошибок, включая возврат подробного сообщения об ошибке
При сбое аутентификации система возвращает код состояния 403 Forbidden и предоставляет подробные причины ошибок и рекомендации по их устранению через структуру данных ProblemDetailsAuthenticateAuthorize.
Развитие технологий и разработка стандартов
Этот стандарт основан на Технические характеристики 3GPP Release 18 отражают новейшие возможности поддержки сетей 5G для приложений дронов. По сравнению с предыдущей версией основные технические изменения включают в себя:
- Внедрение структуры данных authContainer для замены исходного атрибута authMsg, что обеспечивает более гибкую пропускную способность сообщений аутентификации
- Расширенная поддержка служб информации о местоположении для лучшего удовлетворения потребностей в динамическом управлении местоположением дронов
- Улучшенные механизмы уведомлений для поддержки более сложных сценариев повторной аутентификации и авторизации
- Усиленные механизмы безопасности для адаптации к высоким требованиям безопасности приложений дронов
Тенденция развития стандарта показывает, что в будущем поддержка прямой связи C2 через интерфейс PC5 будет и дальше улучшаться, а также будут предоставляться более богатые функции управления службами дронов.
Рекомендации по внедрению и передовой опыт
Рекомендации по развертыванию системы
При внедрении этого стандарта рекомендуются следующие стратегии развертывания:
- Проектирование многоуровневой архитектуры: Отделение функций USS от основных сетевых функций для обеспечения масштабируемости и удобства обслуживания системы
- Избыточное развертывание: Резервное развертывание ключевых компонентов для повышения доступности системы
- Мониторинг и оповещение: Создание комплексного механизма мониторинга и оповещения для оперативного обнаружения и обработки нештатных ситуаций
Рекомендации по внедрению безопасности
Внедрение безопасности должно быть сосредоточено на следующих аспектах:
- Принятие надежной политики паролей и регулярного механизма ротации ключей
- Внедрение строгой политики контроля доступа и соблюдение принципа наименьших привилегий
- Проведение аудитов безопасности и уязвимостей Регулярно сканируйте
- Создайте механизм реагирования на чрезвычайные ситуации, связанные с безопасностью
Рекомендации по оптимизации производительности
Для удовлетворения требований к низкой задержке связи с помощью дронов рекомендуются следующие рекомендации:
- Оптимизируйте топологию сети для сокращения количества переходов связи
- Используйте функцию мультиплексирования протокола HTTP/2 для повышения эффективности передачи
- Внедрите управление пулом соединений для снижения накладных расходов на установление соединения
- Используйте эффективные форматы сериализации данных для сокращения объема передаваемых данных
Следуя этим рекомендациям по внедрению, система может обеспечить высокопроизводительные и высокодоступные услуги связи с помощью дронов, отвечая при этом стандартным требованиям.
Краткое содержание и перспективы
ETSI TS 129 255 V18.3.1 предоставляет полную техническую спецификацию для связи с помощью дронов в сетях 5G, охватывающую ключевые аспекты Такие как аутентификация и авторизация, сервисные интерфейсы, модели данных и механизмы безопасности. Внедрение этого стандарта значительно ускорит применение и разработку дронов в сетях 5G и обеспечит надежную техническую основу для приложений в различных отраслях.
С развитием технологий 5G-Advanced и 6G в будущем появится больше возможностей и проблем в области связи с использованием дронов. Будучи важной технической спецификацией на текущем этапе, этот стандарт заложил прочную основу для дальнейшего технологического развития. В то же время он также нуждается в постоянном обновлении и совершенствовании для адаптации к новым техническим требованиям и сценариям применения.
