ترتيب استخدام بروتوكولات واجهة AMF (المصادقة والمكالمات) في الجيل الخامس

AMF (وظيفة إدارة الوصول والتنقل) هي وحدة وظيفية في مستوى التحكم (CU) في الشبكة الأساسية (CN) من الجيل الخامس (5G). تحتاج عناصر شبكة الراديو (gNodeBs) إلى الاتصال بـ AMF قبل أن تتمكن من الوصول إلى أي خدمة 5G. يظهر الاتصال بين AMF والوحدات الأخرى في نظام 5G في الشكل أدناه.

*الشكل 1. رسم تخطيطي لاتصال AMF وعناصر شبكة 5G (الخطوط الصلبة في الشكل تمثل الاتصالات المادية، والخطوط المتقطعة تمثل الاتصالات المنطقية)

أولاً: وظائف واجهة AMF

• N1[2]: تحصل AMF على جميع المعلومات المتعلقة بالاتصال والجلسة من UE من خلال واجهة N1.
• N2[3]: يتم إجراء الاتصال بين AMF و gNodeB المتعلق بـ UE، بالإضافة إلى الاتصال غير المتعلق بـ UE، من خلال هذه الواجهة.
• N8: يتم تخزين جميع قواعد سياسة المستخدم و UE المحددة، وبيانات الاشتراك المتعلقة بالجلسة، وبيانات المستخدم، وأي معلومات أخرى (مثل البيانات المعرضة لتطبيقات الطرف الثالث) في UDM، وتحصل AMF على هذه المعلومات من خلال واجهة N8.
• N11[4]: تمثل واجهة N11 المشغلات لـ AMF لإضافة أو تعديل أو حذف جلسات PDU على مستوى المستخدم.
• N12: تحاكي AMF AUSF داخل الشبكة الأساسية 5G وتوفر خدمات لـ AMF من خلال واجهة N12 المستندة إلى AUSF. تمثل شبكة 5G واجهة قائمة على الخدمة، مع التركيز على AUSF و AMF.
• N22: تختار AMF أفضل وظيفة شبكة (NF) في الشبكة باستخدام NSSF. يوفر NSSF معلومات موقع وظيفة الشبكة لـ AMF من خلال واجهة N22.
• SBI[8]: الواجهة القائمة على الخدمة هي اتصال قائم على واجهة برمجة التطبيقات (API) بين وظائف الشبكة.

ثانياً: بروتوكولات تطبيق AMF

• NAS[5]: في 5G، NAS (بروتوكول طبقة الوصول غير) هو بروتوكول مستوى التحكم على واجهة الراديو (واجهة N1) بين UE و AMF؛ وهي مسؤولة عن إدارة التنقل والسياق المتعلق بالجلسة داخل 5GS (نظام 5G).
• NGAP[6]: NGAP (بروتوكول تطبيق الجيل التالي) هو بروتوكول مستوى التحكم (CP) المستخدم لإشارات الاتصال بين gNB و AMF. وهي مسؤولة عن التعامل مع الخدمات المتعلقة بـ UE والخدمات غير المتعلقة بـ UE.
• SCTP[7]: يضمن بروتوكول التحكم في الإرسال (SCTP) إرسال رسائل الإشارات بين AMF وعقدة 5G-AN (واجهة N2).
• رسائل ITTI[9]: واجهة بين المهام تستخدم لإرسال الرسائل بين المهام.

ثالثاً: تدفق المكالمات - تسجيل UE وإلغاء التسجيل (الخطوات)

• تحتاج AMF أولاً إلى التسجيل لدى NRF لتحديد موقع وظيفة الشبكة والتواصل معها. عندما يتم تشغيل UE، فإنها تمر بعملية تسجيل. تعالج AMF التسجيل ثم تتلقى رسالة NAS UE الأولية وطلب التسجيل. تُستخدم هذه الرسالة لإنشاء هوية AMF لـ UE.
• بعد ذلك، تتحقق AMF من AMF التي سجلت فيها UE آخر مرة. إذا تم العثور على عنوان AMF القديم بنجاح، فستسترجع AMF الجديدة جميع سياقات UE وتبدأ إجراء إلغاء التسجيل لـ AMF القديمة. تطلب AMF القديمة تحرير سياق SM من SMF وسياق UE من gNB.

رابعاً: مصادقة المحطة الطرفية والترخيص

• إذا لم تكتشف AMF الجديدة أي أثر لـ AMF القديمة، فإنها تبدأ عملية الترخيص والمصادقة مع UE. تتعامل مع عملية التحقق من الهوية وتطلب متجه مصادقة من AMF. ثم ترسل طلب مصادقة إلى UE لتعيين مفتاح أمان وتحديد خوارزمية أمان للقناة، وبالتالي ضمان نقل البيانات بشكل آمن.
• تتحكم AMF في جميع قنوات الإرسال الهابط/الصاعد لـ NAS المستخدمة للاتصال.