A forma mais simples de entender a interface SBI do 5GC é começar com uma pergunta prática: por que o núcleo 5G precisou de um novo modelo de interação? Antes do 5G, as redes de núcleo móvel eram normalmente descritas por meio de uma arquitetura de pontos de referência. Cada par de elementos de rede se comunicava por uma interface definida, como S6a entre MME e HSS no LTE/EPC. Esse modelo ponto a ponto era fácil de desenhar e discutir, mas se tornou menos flexível à medida que as funções de rede e os requisitos de serviço ficaram mais diversos.

O núcleo 5G segue um caminho diferente. Em vez de tratar cada elemento de rede como uma caixa fechada conectada apenas por pontos de referência fixos, ele introduz uma arquitetura baseada em serviços. As funções de rede expõem serviços, e outras funções de rede autorizadas consomem esses serviços por interfaces baseadas em serviços. Essa é a ideia principal por trás da SBI.

Por que os pontos de referência ficaram limitados

A arquitetura de pontos de referência funcionava bem quando as relações de interação entre os elementos de rede eram estáveis e previsíveis. Se o MME precisasse se comunicar com o HSS, o ponto de referência S6a descrevia essa relação. Se o SGW precisasse se comunicar com o PGW, outro ponto de referência descrevia esse caminho. Esse modelo tornava a arquitetura visível e direta.

O problema é a extensibilidade. Quando uma arquitetura e seus pontos de referência ficam congelados em uma versão da especificação, torna-se difícil adicionar novas relações de comunicação. Por exemplo, se surgir um novo requisito entre duas funções de rede que ainda não possuem uma interface definida, a arquitetura padronizada pode não oferecer uma forma clara de atendê-lo. Os fornecedores podem desenvolver soluções proprietárias, mas essas soluções reduzem a interoperabilidade e dificultam a evolução da rede.

O núcleo 5G foi projetado para uma variedade maior de serviços, incluindo banda larga móvel, IMS, fatiamento de rede, controle de políticas, serviços de borda, funções de exposição e tratamento flexível de dados de assinantes. Um modelo rígido ponto a ponto tornaria essa evolução mais complexa. A SBI ajuda a resolver o problema ao permitir que uma função de rede forneça vários serviços que podem ser chamados por funções de rede consumidoras autorizadas quando necessário.

Como os microsserviços explicam a SBI

Uma analogia útil é o balcão de um banco. Do ponto de vista do cliente, o balcão oferece um serviço de saque em dinheiro. O cliente não precisa saber se o processo interno é realizado por um contador, um caixa, um gerente ou várias pessoas em conjunto. Ele só se importa que a solicitação seja aceita, processada e concluída.

Do ponto de vista interno do banco, porém, o serviço pode ser dividido em várias funções. Uma função verifica a conta e registra a transação. Outra prepara o dinheiro. Um gerente pode aprovar operações anormais ou de alto valor. Essas funções podem ser executadas por pessoas diferentes ou combinadas quando a agência é pequena. O ponto importante é que o serviço externo permaneça claro mesmo quando a divisão interna muda.

O 5GC aplica o mesmo tipo de raciocínio. Uma função de rede pode ser vista como provedora de serviços, enquanto suas capacidades internas são divididas em vários módulos de serviço. Outras funções de rede chamam o serviço necessário por meio de uma interação padronizada no estilo API. Isso melhora a flexibilidade porque a função de rede consumidora não precisa de um ponto de referência exclusivo, um a um, para cada relação funcional possível.

A UDM é um bom exemplo. No 4G, muitas funções do HSS eram acessadas pelo MME por meio da interface S6a. No 5G, as capacidades relacionadas são expostas como diferentes serviços da UDM, como UECM para informações de registro do UE, SDM para gerenciamento de dados de assinatura e UEAuthentication para dados relacionados à autenticação. Esses serviços podem ser consumidos por funções de rede autorizadas de acordo com regras definidas.

O que SBI significa no 5GC

Na terminologia do 5GC, uma NF, ou função de rede, é uma função de processamento definida, como AMF, SMF, UDM, AUSF, PCF, NRF ou NEF. Um serviço de NF é uma capacidade exposta por uma NF e consumida por outras NFs autorizadas. Uma interface baseada em serviços descreve como um conjunto de serviços é exposto por uma determinada função de rede.

Os nomes de SBI normalmente usam uma letra N maiúscula seguida do nome da função de rede em minúsculas. Por exemplo, Nudm representa a SBI exposta pela UDM, Namf representa a SBI exposta pela AMF e Nsmf representa a SBI exposta pela SMF. Esse método facilita identificar qual função de rede fornece a interface de serviço.

A diferença entre ponto de referência e SBI é importante. Um ponto de referência descreve uma relação entre duas funções de rede. Uma SBI descreve como uma função de rede expõe serviços que podem ser usados por diferentes funções de rede consumidoras autorizadas. Isso muda o foco da arquitetura, que deixa de estar em ligações fixas entre pares e passa a estar em capacidades de serviço reutilizáveis.

A SBA mantém a arquitetura flexível

O 5GC define um modelo SBA baseado em SBI. Em um diagrama SBA, muitas funções de rede do plano de controle aparecem como provedoras de serviços conectadas por interfaces baseadas em serviços. Isso não significa que os diagramas de pontos de referência desapareçam por completo. Eles continuam sendo mantidos para transição, compatibilidade e facilidade de comunicação, especialmente quando os engenheiros precisam discutir relações conhecidas como N1, N2, N3, N4, N6 ou N11.

As duas visões atendem a objetivos diferentes. A visão de pontos de referência é útil para explicar relações de conexão e caminhos de procedimentos. A visão SBA é útil para explicar a exposição e o consumo de serviços, além da interação baseada em API entre funções de rede. Uma compreensão completa do 5GC normalmente exige as duas visões.

No trabalho de engenharia, SBI não é apenas um desenho de arquitetura. Ela também afeta a forma como os serviços são pesquisados, nomeados e compreendidos nas especificações do 3GPP. Os serviços das funções de rede são listados na Seção 7.2 da 3GPP TS 23.501. Por exemplo, serviços da AMF como Namf_Communication, Namf_EventExposure, Namf_MT e Namf_Location podem ser encontrados nessa seção.

As operações específicas de serviço, os nomes das mensagens, os parâmetros e as funções de rede consumidoras conhecidas são descritos na Seção 5.2.2 da 3GPP TS 23.502. Por exemplo, as operações de serviço da AMF podem incluir UEContextTransfer, CreateUEContext, ReleaseUEContext, N1MessageNotify, N1N2MessageTransfer e operações relacionadas. Esse método de consulta ajuda os engenheiros a passar de um conceito geral de SBI para a análise de procedimentos reais.

Perguntas frequentes

Por que o 5GC ainda mostra diagramas de pontos de referência?

Os diagramas de pontos de referência continuam úteis para transição, compatibilidade e explicação de procedimentos. Eles ajudam os engenheiros a discutir caminhos conhecidos mesmo quando o projeto do plano de controle é baseado em serviços.

A SBI é usada apenas pela UDM?

Não. A UDM é apenas um exemplo. AMF, SMF, PCF, AUSF, NRF, NEF e outras funções do plano de controle do 5GC podem expor serviços por meio de suas próprias interfaces baseadas em serviços.

Qual é a diferença entre NF e serviço de NF?

NF se refere à própria função de rede, como AMF ou UDM. Serviço de NF se refere a uma capacidade específica exposta por essa função de rede para uso de funções de rede consumidoras autorizadas.

Como os engenheiros devem ler os nomes de SBI?

O nome normalmente começa com N maiúsculo seguido do nome da função de rede em minúsculas. Nudm significa a interface baseada em serviços da UDM, enquanto Namf significa a interface baseada em serviços da AMF.

Onde as operações de SBI normalmente são verificadas?

As listas de serviços das funções de rede normalmente são verificadas na Seção 7.2 da 3GPP TS 23.501, enquanto as operações detalhadas e os parâmetros relacionados são verificados na Seção 5.2.2 da TS 23.502.