Eine kurze Einführung in die Funktionen und Schnittstellen des 5G-Systems AMF

Die Access and Mobility Management Function (AMF) ist eine Control Plane (CU) Einheit im 5G-Kernnetz (CN). In einem drahtlosen Netzwerk muss sich ein gNodeB mit der AMF verbinden, bevor er auf 5G-Dienste zugreifen kann. Die AMF ist auch die einzige Network Functional Unit (NF) (ausgenommen Interaktionen mit der User Plane Function (UPF) während der PDU-Sitzungseinrichtung), die es dem gNodeB ermöglicht, mit dem 5G-Kernnetz zu kommunizieren.

I. Erweiterte MME AMF: Die AMF in 5G führt die meisten Funktionen der MME (Mobility Management Entity) in 4G aus. Die Einrichtung der Terminal (UE) PDU-Sitzung wird von der Session Management Function (SMF) Einheit durchgeführt, während Authentifizierungs- und sicherheitsbezogene Funktionen von der Authentication Server Function (AUSF) in 5G durchgeführt werden; wodurch die Trennung der Control Plane und User Plane in der 5G-Architektur erreicht wird.

II. AMF-Funktionen: Ihre Funktionen sind in den relevanten 3GPP-Protokollen wie folgt definiert:

1. Registrierungsmanagement – ​​Die AMF verwaltet die Registrierung und Deregistrierung des Terminals (UE) im 5G-System; das Terminal (UE) muss den Registrierungsprozess abschließen, um auf 5G-Dienste zugreifen zu können.

2. Verbindungsmanagement - Stellt Control Plane (CP) Signalisierungsverbindungen zwischen dem UE und der AMF über die N1-Schnittstelle her und gibt sie frei.

3. Mobilitätsmanagement - Die AMF aktualisiert den Standort des UE im Netzwerk. Dies wird durch die periodische Registrierung des UE erreicht.

4. NGAP-Signalisierungsfluss - Beinhaltet Paging-Verfahren, NAS-Nachrichtenübertragung, PDU-Sitzungsmanagement, UE-Kontextmanagement und andere Nachrichtenübertragungen.

III. 5G (NR) Systeminterne Schnittstellen (Funktionen)

• N1/N2: Die AMF erhält alle verbindungs- und sitzungsbezogenen Informationen vom UE über die N1- und N2-Schnittstellen.
• N8: Alle Benutzer- und spezifischen UE-Richtlinienregeln, sitzungsbezogenen Abonnementdaten, Benutzerdaten und alle anderen Informationen (wie z. B. Daten, die Drittanbieteranwendungen zugänglich gemacht werden) werden in der UDM gespeichert. Die AMF ruft die UDM über die N8-Schnittstelle ab.
• N11: Diese Schnittstelle stellt einen Trigger zum Hinzufügen, Ändern oder Löschen von PDU-Sitzungen über die AMF auf der User Plane dar.
• N12: Diese Schnittstelle simuliert eine AUSF innerhalb des 5G-Kernnetzes und stellt der AMF Dienste über die AUSF-basierte N12-Schnittstelle zur Verfügung. 5G-Netzwerke stellen dienstbasierte Schnittstellen dar, die sich auf AUSF und AMF konzentrieren.
• N14: Dieser Referenzpunkt befindet sich zwischen zwei AMFs (Access and Mobility Management Functions). Der UE-Kontext wird während des Handover und anderer Prozesse über diese Schnittstelle übertragen.
• N15: Die Übertragung und Entfernung von Zugriffs- und Mobilitätsrichtlinien erfolgt über die N15-Schnittstelle zwischen der AMF und der PCF.
• N17: Ein emuliertes Device Identity Register (EIR) wird innerhalb des 5G-Kernnetzes erstellt und der AMF über eine Schnittstelle basierend auf N5g-EIR-Diensten zur Verfügung gestellt. Diese Schnittstelle unterstützt Geräteidentitätsverifizierungsdienste.
• N22: Die AMF wählt die beste Network Function (NF) im Netzwerk mit dem NSSF aus. Der NSSF stellt der AMF über die N22-Schnittstelle Network Function Location Information zur Verfügung.
• N26: Diese Schnittstelle wird verwendet, um den UE-Authentifizierungs- und Sitzungsmanagementkontext zu übertragen, wenn das UE zwischen 5G und 4G (EPS) handovert.