5G에서 AMF 인터페이스 프로토콜 사용 순서 (인증 및 통화)

AMF (Access and Mobility Management Function)는 5G 코어 네트워크(CN)의 제어 평면(CU) 기능 유닛입니다. 무선 네트워크 요소(gNodeB)는 5G 서비스를 이용하기 전에 AMF에 연결해야 합니다. AMF와 5G 시스템의 다른 유닛 간의 연결은 아래 그림에 나와 있습니다.

*그림 1. AMF 및 5G 네트워크 요소 연결의 개략도 (그림의 실선은 물리적 연결을 나타내고, 점선은 논리적 연결을 나타냄)

I. AMF 인터페이스 기능

• N1[2]: AMF는 N1 인터페이스를 통해 UE로부터 모든 연결 및 세션 관련 정보를 얻습니다.
• N2[3]: AMF와 UE 관련 gNodeB 간의 통신, 그리고 UE와 관련 없는 통신은 이 인터페이스를 통해 수행됩니다.
• N8: 모든 사용자 및 특정 UE 정책 규칙, 세션 관련 가입 데이터, 사용자 데이터 및 기타 정보(예: 타사 애플리케이션에 노출된 데이터)는 UDM에 저장되며, AMF는 N8 인터페이스를 통해 이 정보를 얻습니다.
• N11[4]: N11 인터페이스는 AMF가 사용자 평면에서 PDU 세션을 추가, 수정 또는 삭제하기 위한 트리거를 나타냅니다.
• N12: AMF는 5G 코어 네트워크 내에서 AUSF를 시뮬레이션하고 AUSF 기반 N12 인터페이스를 통해 AMF에 서비스를 제공합니다. 5G 네트워크는 서비스 기반 인터페이스를 나타내며, AUSF와 AMF에 중점을 둡니다.
• N22: AMF는 NSSF를 사용하여 네트워크에서 최상의 네트워크 기능(NF)을 선택합니다. NSSF는 N22 인터페이스를 통해 AMF에 네트워크 기능 위치 정보를 제공합니다.
• SBI[8]: 서비스 기반 인터페이스는 네트워크 기능 간의 API 기반 통신입니다.

II. AMF 애플리케이션 프로토콜

• NAS[5]: 5G에서 NAS(Non-Access Layer Protocol)는 UE와 AMF 간의 무선 인터페이스(N1 인터페이스)에서 제어 평면 프로토콜이며, 5GS(5G 시스템) 내에서 이동성 및 세션 관련 컨텍스트를 관리합니다.
• NGAP[6]: NGAP(Next Generation Application Protocol)는 gNB와 AMF 간의 시그널링 통신에 사용되는 제어 평면(CP) 프로토콜입니다. UE 관련 서비스 및 UE와 관련 없는 서비스를 처리합니다.
• SCTP[7]: Flow Control Transmission Protocol(SCTP)은 AMF와 5G-AN 노드 간의 시그널링 메시지 전송을 보장합니다(N2 인터페이스).
• ITTI 메시지[9]: 작업 간 인터페이스는 작업 간에 메시지를 보내는 데 사용됩니다.

III. 호출 흐름 - UE 등록 및 등록 해제 (단계)

• AMF는 먼저 네트워크 기능 위치를 식별하고 통신하기 위해 NRF에 등록해야 합니다. UE가 전원을 켜면 등록 프로세스를 거칩니다. AMF는 등록을 처리한 다음 초기 NAS UE 메시지 및 등록 요청을 받습니다. 이 메시지는 UE에 대한 AMF ID를 생성하는 데 사용됩니다.
• 그런 다음 AMF는 UE가 마지막으로 등록한 AMF를 확인합니다. 이전 AMF 주소를 성공적으로 찾으면 새 AMF는 모든 UE 컨텍스트를 검색하고 이전 AMF에 대한 등록 해제 절차를 시작합니다. 이전 AMF는 SMF에서 SM 컨텍스트를 해제하고 gNB에서 UE 컨텍스트를 해제하도록 요청합니다.

IV. 단말 인증 및 권한 부여

• 새 AMF가 이전 AMF의 흔적을 감지하지 못하면 UE와 함께 권한 부여 및 인증 프로세스를 시작합니다. ID 확인 프로세스를 처리하고 AMF에서 인증 벡터를 요청합니다. 그런 다음 보안 키를 설정하고 채널에 대한 보안 알고리즘을 선택하기 위해 UE에 인증 요청을 보내 안전한 데이터 전송을 보장합니다.
• AMF는 통신에 사용되는 모든 NAS 다운링크/업링크 전송 채널을 제어합니다.