Thứ tự sử dụng các giao thức giao diện AMF (xác thực và cuộc gọi) trong 5G

AMF (Chức năng Quản lý Truy cập và Di động) là một đơn vị chức năng mặt phẳng điều khiển (CU) trong mạng lõi 5G (CN). Các thành phần mạng vô tuyến (gNodeBs) cần kết nối với AMF trước khi chúng có thể truy cập bất kỳ dịch vụ 5G nào. Kết nối giữa AMF và các đơn vị khác trong hệ thống 5G được hiển thị trong hình dưới đây.

*Hình 1. Sơ đồ kết nối AMF và thành phần mạng 5G (các đường liền nét trong hình biểu thị kết nối vật lý và các đường đứt nét biểu thị kết nối logic)

I. Chức năng Giao diện AMF

• N1[2]:AMF lấy tất cả thông tin liên quan đến kết nối và phiên từ UE thông qua giao diện N1.
• N2[3]:Giao tiếp giữa AMF và gNodeB liên quan đến UE, cũng như giao tiếp không liên quan đến UE, được thực hiện thông qua giao diện này.
• N8:Tất cả các quy tắc chính sách của người dùng và UE cụ thể, dữ liệu đăng ký liên quan đến phiên, dữ liệu người dùng và bất kỳ thông tin nào khác (chẳng hạn như dữ liệu được hiển thị cho các ứng dụng của bên thứ ba) đều được lưu trữ trong UDM và AMF lấy thông tin này thông qua giao diện N8.
• N11[4]:Giao diện N11 đại diện cho các trình kích hoạt để AMF thêm, sửa đổi hoặc xóa các phiên PDU trên mặt phẳng người dùng.
• N12:AMF mô phỏng một AUSF trong mạng lõi 5G và cung cấp dịch vụ cho AMF thông qua giao diện N12 dựa trên AUSF. Mạng 5G đại diện cho một giao diện dựa trên dịch vụ, tập trung vào AUSF và AMF.
• N22:AMF chọn chức năng mạng (NF) tốt nhất trong mạng bằng cách sử dụng NSSF. NSSF cung cấp thông tin vị trí chức năng mạng cho AMF thông qua giao diện N22.
• SBI[8]:Giao diện dựa trên dịch vụ là giao tiếp dựa trên API giữa các chức năng mạng.

II. Giao thức Ứng dụng AMF

• NAS[5]:Trong 5G, NAS (Giao thức Lớp Không Truy cập) là giao thức mặt phẳng điều khiển trên giao diện vô tuyến (giao diện N1) giữa UE và AMF; nó chịu trách nhiệm quản lý ngữ cảnh liên quan đến di động và phiên trong 5GS (hệ thống 5G).
• NGAP[6]:NGAP (Giao thức Ứng dụng Thế hệ Tiếp theo) là một giao thức mặt phẳng điều khiển (CP) được sử dụng để giao tiếp báo hiệu giữa gNB và AMF. Nó chịu trách nhiệm xử lý các dịch vụ liên quan đến UE và các dịch vụ không liên quan đến UE.
• SCTP[7]:Giao thức Truyền Điều khiển Luồng (SCTP) đảm bảo việc truyền các thông báo báo hiệu giữa AMF và nút 5G-AN (giao diện N2).
• Thông báo ITTI[9]:Giao diện giữa các tác vụ được sử dụng để gửi tin nhắn giữa các tác vụ.

III. Lưu đồ cuộc gọi - Đăng ký và Hủy đăng ký UE (Các bước)

• AMF trước tiên cần đăng ký với NRF để xác định và giao tiếp với Vị trí Chức năng Mạng. Khi UE bật nguồn, nó trải qua một quá trình đăng ký. AMF xử lý việc đăng ký và sau đó nhận được thông báo NAS UE ban đầu và yêu cầu đăng ký. Thông báo này được sử dụng để tạo một định danh AMF cho UE.
• Sau đó, AMF kiểm tra AMF mà UE đã đăng ký lần cuối. Nếu địa chỉ AMF cũ được tìm thấy thành công, AMF mới sẽ truy xuất tất cả ngữ cảnh UE và khởi tạo một quy trình hủy đăng ký cho AMF cũ. AMF cũ yêu cầu giải phóng ngữ cảnh SM khỏi SMF và ngữ cảnh UE khỏi gNB.

IV. Xác thực và Ủy quyền Thiết bị đầu cuối

• Nếu AMF mới không phát hiện bất kỳ dấu vết nào của AMF cũ, nó sẽ khởi tạo quá trình ủy quyền và xác thực với UE. Nó xử lý quá trình xác minh danh tính và yêu cầu một vectơ xác thực từ AMF. Sau đó, nó gửi yêu cầu xác thực đến UE để đặt khóa bảo mật và chọn một thuật toán bảo mật cho kênh, do đó đảm bảo truyền dữ liệu an toàn.
• AMF kiểm soát tất cả các kênh truyền tải đường xuống/đường lên NAS được sử dụng để giao tiếp.