ترتیب استفاده از پروتکل‌های رابط AMF (احراز هویت و تماس) در 5G

AMF (عملکرد مدیریت دسترسی و تحرک) یک واحد عملکردی صفحه کنترل (CU) در شبکه اصلی 5G (CN) است. عناصر شبکه رادیویی (gNodeBs) قبل از اینکه بتوانند به هر سرویس 5G دسترسی داشته باشند، باید به AMF متصل شوند. اتصال بین AMF و سایر واحدها در سیستم 5G در شکل زیر نشان داده شده است.

*شکل 1. نمودار شماتیک اتصال AMF و عنصر شبکه 5G (خطوط توپر در شکل نشان دهنده اتصالات فیزیکی و خطوط نقطه چین نشان دهنده اتصالات منطقی هستند)

I. عملکردهای رابط AMF

• N1[2]: AMF تمام اطلاعات مربوط به اتصال و جلسه را از طریق رابط N1 از UE دریافت می کند.
• N2[3]: ارتباط بین AMF و gNodeB مربوط به UE، و همچنین ارتباط غیرمرتبط با UE، از طریق این رابط انجام می شود.
• N8: تمام قوانین سیاست کاربر و UE خاص، داده های اشتراک مرتبط با جلسه، داده های کاربر و هر اطلاعات دیگری (مانند داده های در معرض دید برنامه های شخص ثالث) در UDM ذخیره می شوند و AMF این اطلاعات را از طریق رابط N8 دریافت می کند.
• N11[4]: رابط N11 نشان دهنده محرک هایی برای AMF برای افزودن، اصلاح یا حذف جلسات PDU در صفحه کاربر است.
• N12: AMF یک AUSF را در شبکه اصلی 5G شبیه سازی می کند و خدمات را از طریق رابط N12 مبتنی بر AUSF به AMF ارائه می دهد. شبکه 5G یک رابط مبتنی بر سرویس را نشان می دهد که بر AUSF و AMF متمرکز است.
• N22: AMF بهترین عملکرد شبکه (NF) را در شبکه با استفاده از NSSF انتخاب می کند. NSSF اطلاعات مکان عملکرد شبکه را از طریق رابط N22 به AMF ارائه می دهد.
• SBI[8]: رابط مبتنی بر سرویس، ارتباط مبتنی بر API بین عملکردهای شبکه است.

II. پروتکل های کاربردی AMF

• NAS[5]: در 5G، NAS (پروتکل لایه غیر دسترسی) پروتکل صفحه کنترل در رابط رادیویی (رابط N1) بین UE و AMF است. این مسئول مدیریت تحرک و زمینه مرتبط با جلسه در داخل 5GS (سیستم 5G) است.
• NGAP[6]: NGAP (پروتکل کاربردی نسل بعدی) یک پروتکل صفحه کنترل (CP) است که برای ارتباط سیگنالینگ بین gNB و AMF استفاده می شود. این مسئول رسیدگی به خدمات مرتبط با UE و خدمات غیر مرتبط با UE است.
• SCTP[7]: پروتکل انتقال کنترل جریان (SCTP) انتقال پیام های سیگنالینگ بین AMF و گره 5G-AN (رابط N2) را تضمین می کند.
• پیام های ITTI[9]: رابط بین وظیفه ای که برای ارسال پیام بین وظایف استفاده می شود.

III. جریان تماس - ثبت نام و لغو ثبت نام UE (مراحل)

• AMF ابتدا باید با NRF ثبت نام کند تا مکان عملکرد شبکه را شناسایی و با آن ارتباط برقرار کند. هنگامی که UE روشن می شود، یک فرآیند ثبت نام را طی می کند. AMF ثبت نام را پردازش می کند و سپس پیام اولیه NAS UE و درخواست ثبت نام را دریافت می کند. از این پیام برای ایجاد یک هویت AMF برای UE استفاده می شود.
• سپس، AMF بررسی می کند که UE آخرین بار با کدام AMF ثبت نام کرده است. اگر آدرس AMF قدیمی با موفقیت یافت شود، AMF جدید تمام زمینه های UE را بازیابی می کند و یک روش لغو ثبت نام را برای AMF قدیمی آغاز می کند. AMF قدیمی درخواست می کند که زمینه SM از SMF و زمینه UE از gNB آزاد شود.

IV. احراز هویت و مجوز ترمینال

• اگر AMF جدید هیچ اثری از AMF قدیمی را تشخیص ندهد، فرآیند مجوز و احراز هویت را با UE آغاز می کند. این فرآیند تأیید هویت را انجام می دهد و یک بردار احراز هویت را از AMF درخواست می کند. سپس یک درخواست احراز هویت را به UE ارسال می کند تا یک کلید امنیتی تنظیم کند و یک الگوریتم امنیتی را برای کانال انتخاب کند، در نتیجه انتقال داده های ایمن را تضمین می کند.
• AMF تمام کانال های انتقال NAS downlink/uplink را که برای ارتباط استفاده می شوند، کنترل می کند.