La manière la plus simple de comprendre l’interface SBI du 5GC consiste à partir d’une question pratique : pourquoi le cœur 5G avait-il besoin d’un nouveau modèle d’interaction ? Avant la 5G, les réseaux cœur mobiles étaient généralement décrits au moyen d’une architecture par points de référence. Chaque paire d’éléments de réseau communiquait via une interface définie, comme S6a entre le MME et le HSS dans LTE/EPC. Ce modèle point à point était simple à représenter et à expliquer, mais il est devenu moins souple à mesure que les fonctions réseau et les exigences de service se diversifiaient.

Le cœur 5G adopte une autre approche. Au lieu de considérer chaque élément réseau comme une boîte fermée uniquement reliée par des points de référence fixes, il introduit une architecture orientée services. Les fonctions réseau exposent des services, et d’autres fonctions réseau autorisées consomment ces services via des interfaces orientées services. C’est l’idée centrale de SBI.

Pourquoi les points de référence sont devenus limités

L’architecture par points de référence fonctionnait bien lorsque les relations d’interaction entre les éléments réseau étaient stables et prévisibles. Si le MME devait communiquer avec le HSS, le point de référence S6a décrivait cette relation. Si le SGW devait communiquer avec le PGW, un autre point de référence décrivait ce chemin. Ce modèle rendait l’architecture visible et directe.

Le problème tient à l’extensibilité. Une fois qu’une architecture et ses points de référence sont figés dans une version des spécifications, l’ajout de nouvelles relations de communication devient difficile. Par exemple, si un nouveau besoin apparaît entre deux fonctions réseau qui ne disposent pas déjà d’une interface définie, l’architecture normalisée peut ne pas offrir de moyen propre de le prendre en charge. Les fournisseurs peuvent développer des solutions propriétaires, mais celles-ci réduisent l’interopérabilité et compliquent l’évolution du réseau.

Le cœur 5G a été conçu pour un éventail de services plus large, notamment le haut débit mobile, IMS, le découpage réseau, le contrôle des politiques, les services de périphérie, les fonctions d’exposition et la gestion souple des données d’abonné. Un modèle point à point rigide rendrait cette évolution complexe. SBI apporte une réponse en permettant à une fonction réseau de fournir plusieurs services que les fonctions réseau consommatrices autorisées peuvent appeler selon les besoins.

Comment les microservices expliquent SBI

Une analogie utile est celle d’un guichet bancaire. Du point de vue du client, le guichet fournit un service de retrait d’espèces. Le client n’a pas besoin de savoir si le processus interne est assuré par un comptable, un caissier, un responsable ou plusieurs personnes. Il veut simplement que sa demande soit acceptée, traitée et menée à terme.

Du point de vue interne de la banque, le service peut cependant être réparti entre plusieurs rôles. Un rôle vérifie le compte et enregistre l’opération. Un autre prépare les espèces. Un responsable peut approuver une opération inhabituelle ou d’un montant élevé. Ces rôles peuvent être confiés à différentes personnes ou être regroupés dans une petite agence. L’essentiel est que le service externe reste clair même si l’organisation interne change.

Le 5GC applique le même raisonnement. Une fonction réseau peut être considérée comme le fournisseur de services, tandis que ses capacités internes sont divisées en plusieurs modules de service. Les autres fonctions réseau appellent le service requis par une interaction normalisée de type API. Cette approche accroît la souplesse, car la fonction réseau consommatrice n’a pas besoin d’un point de référence dédié en tête-à-tête pour chaque relation fonctionnelle possible.

UDM constitue un bon exemple. En 4G, de nombreuses fonctions du HSS étaient accessibles par le MME via l’interface S6a. En 5G, les capacités correspondantes sont exposées sous la forme de services UDM distincts, tels que UECM pour les informations d’enregistrement de l’UE, SDM pour la gestion des données d’abonnement et UEAuthentication pour les données liées à l’authentification. Les fonctions réseau autorisées peuvent consommer ces services conformément à des règles définies.

Ce que signifie SBI dans le 5GC

Dans la terminologie du 5GC, une NF, ou fonction réseau, est une fonction de traitement définie telle qu’AMF, SMF, UDM, AUSF, PCF, NRF ou NEF. Un service NF est une capacité exposée par une NF et consommée par d’autres NF autorisées. Une interface orientée services décrit la manière dont un ensemble de services est exposé par une fonction réseau donnée.

Les noms SBI utilisent généralement un N majuscule suivi du nom de la fonction réseau en minuscules. Par exemple, Nudm représente la SBI exposée par UDM, Namf celle exposée par AMF et Nsmf celle exposée par SMF. Cette convention permet d’identifier plus facilement la fonction réseau qui fournit l’interface de service.

La différence entre un point de référence et SBI est importante. Un point de référence décrit une relation entre deux fonctions réseau. Une SBI décrit comment une fonction réseau expose des services pouvant être utilisés par différentes fonctions réseau consommatrices autorisées. L’accent architectural passe ainsi de liaisons fixes entre paires à des capacités de service réutilisables.

SBA préserve la souplesse de l’architecture

Le 5GC définit un modèle SBA fondé sur SBI. Dans un schéma SBA, de nombreuses fonctions réseau du plan de contrôle apparaissent comme des fournisseurs de services reliés par des interfaces orientées services. Cela ne signifie pas que les schémas de points de référence disparaissent complètement. Ils restent utilisés pour la transition, la compatibilité et la facilité d’explication, notamment lorsque les ingénieurs doivent évoquer des relations familières telles que N1, N2, N3, N4, N6 ou N11.

Les deux représentations répondent à des objectifs différents. La vue par points de référence est utile pour expliquer les relations de connexion et les chemins de procédure. La vue SBA est utile pour expliquer l’exposition et la consommation des services ainsi que les interactions fondées sur des API entre fonctions réseau. Une compréhension complète du 5GC nécessite généralement les deux vues.

Dans les travaux d’ingénierie, SBI ne se limite pas à un schéma d’architecture. Elle influence aussi la façon dont les services sont recherchés, nommés et compris dans les spécifications 3GPP. Les services des fonctions réseau sont répertoriés dans la section 7.2 de 3GPP TS 23.501. On y trouve par exemple des services AMF tels que Namf_Communication, Namf_EventExposure, Namf_MT et Namf_Location.

Les opérations de service précises, les noms de messages, les paramètres et les fonctions réseau consommatrices connues sont décrits dans la section 5.2.2 de 3GPP TS 23.502. Les opérations de service AMF peuvent par exemple inclure UEContextTransfer, CreateUEContext, ReleaseUEContext, N1MessageNotify, N1N2MessageTransfer et des opérations associées. Cette méthode de consultation aide les ingénieurs à passer du concept général de SBI à l’analyse de procédures réelles.

FAQ

Pourquoi le 5GC affiche-t-il encore des schémas de points de référence ?

Les schémas de points de référence restent utiles pour la transition, la compatibilité et l’explication des procédures. Ils aident les ingénieurs à discuter de chemins familiers même lorsque la conception du plan de contrôle est orientée services.

SBI est-elle uniquement utilisée par UDM ?

Non. UDM n’est qu’un exemple. AMF, SMF, PCF, AUSF, NRF, NEF et d’autres fonctions du plan de contrôle du 5GC peuvent exposer des services via leurs propres interfaces orientées services.

Quelle est la différence entre NF et service NF ?

NF désigne la fonction réseau elle-même, comme AMF ou UDM. Un service NF désigne une capacité précise exposée par cette fonction réseau pour être utilisée par des fonctions réseau consommatrices autorisées.

Comment les ingénieurs doivent-ils lire les noms SBI ?

Le nom commence généralement par un N majuscule suivi du nom de la fonction réseau en minuscules. Nudm désigne l’interface orientée services d’UDM, tandis que Namf désigne celle d’AMF.

Où vérifie-t-on généralement les opérations SBI ?

Les listes de services des fonctions réseau sont généralement consultées dans la section 7.2 de 3GPP TS 23.501, tandis que les opérations détaillées et les paramètres associés sont consultés dans la section 5.2.2 de TS 23.502.