Ordem de uso dos protocolos de interface AMF (autenticação e chamada) em 5G

AMF (Função de Gerenciamento de Acesso e Mobilidade) é uma unidade funcional do plano de controle (CU) na rede central 5G (CN). Os elementos da rede de rádio (gNodeBs) precisam se conectar ao AMF antes de poderem acessar qualquer serviço 5G. A conexão entre o AMF e outras unidades no sistema 5G é mostrada na figura abaixo.

*Figura 1. Diagrama esquemático da conexão AMF e elemento de rede 5G (linhas contínuas na figura representam conexões físicas e linhas tracejadas representam conexões lógicas)

I. Funções de Interface AMF

• N1[2]:O AMF obtém todas as informações relacionadas à conexão e sessão do UE através da interface N1.
• N2[3]:A comunicação entre o AMF e o gNodeB relacionada ao UE, bem como a comunicação não relacionada ao UE, é conduzida através desta interface.
• N8:Todas as regras de política do usuário e específicas do UE, dados de assinatura relacionados à sessão, dados do usuário e qualquer outra informação (como dados expostos a aplicativos de terceiros) são armazenados no UDM, e o AMF obtém esta informação através da interface N8.
• N11[4]:A interface N11 representa os gatilhos para o AMF adicionar, modificar ou excluir sessões PDU no plano do usuário.
• N12:O AMF simula um AUSF dentro da rede central 5G e fornece serviços ao AMF através da interface N12 baseada em AUSF. A rede 5G representa uma interface baseada em serviço, focando no AUSF e no AMF.
• N22:O AMF seleciona a melhor função de rede (NF) na rede usando o NSSF. O NSSF fornece informações de localização da função de rede ao AMF através da interface N22.
• SBI[8]:A interface baseada em serviço é uma comunicação baseada em API entre funções de rede.

II. Protocolos de Aplicação AMF

• NAS[5]:Em 5G, NAS (Protocolo da Camada Não-Acesso) é o protocolo do plano de controle na interface de rádio (interface N1) entre o UE e o AMF; ele é responsável por gerenciar o contexto relacionado à mobilidade e à sessão dentro do 5GS (sistema 5G).
• NGAP[6]:NGAP (Next Generation Application Protocol) é um protocolo do plano de controle (CP) usado para comunicação de sinalização entre o gNB e o AMF. Ele é responsável por lidar com serviços relacionados ao UE e serviços não relacionados ao UE.
• SCTP[7]:O Protocolo de Transmissão de Controle de Fluxo (SCTP) garante a transmissão de mensagens de sinalização entre o AMF e o nó 5G-AN (interface N2).
• Mensagens ITTI[9]:Interface entre tarefas usada para enviar mensagens entre tarefas.

III. Fluxo de Chamada - Registro e Desregistro do UE (Etapas)

• O AMF primeiro precisa se registrar no NRF para identificar e se comunicar com a Localização da Função de Rede. Quando o UE é ligado, ele passa por um processo de registro. O AMF processa o registro e, em seguida, recebe a mensagem NAS UE inicial e a solicitação de registro. Esta mensagem é usada para criar uma identidade AMF para o UE.
• Em seguida, o AMF verifica o AMF com o qual o UE se registrou por último. Se o endereço AMF antigo for encontrado com sucesso, o novo AMF recuperará todos os contextos do UE e iniciará um procedimento de desregistro para o AMF antigo. O AMF antigo solicita a liberação do contexto SM do SMF e do contexto UE do gNB.

IV. Autenticação e Autorização do Terminal

• Se o novo AMF não detectar nenhum vestígio do AMF antigo, ele inicia o processo de autorização e autenticação com o UE. Ele lida com o processo de verificação de identidade e solicita um vetor de autenticação do AMF. Em seguida, envia uma solicitação de autenticação ao UE para definir uma chave de segurança e selecionar um algoritmo de segurança para o canal, garantindo assim a transmissão segura de dados.
• O AMF controla todos os canais de transmissão downlink/uplink NAS usados para comunicação.