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UDM 实践篇 #03

5GC实践篇之UDM篇第19篇：AMF获取用户签约接入和移动性管理数据

《5G核心网原理与实践》实践篇 · UDM 网元功能

5GC实践篇之UDM篇第19篇：AMF获取用户签约接入和移动性管理数据

作者：爱卫生

1 测试背景与用例简介

在5G核心网的注册流程中，当AMF收到UE的注册请求后，除了需要向UDM完成AMF注册（Nudm_UECM_Registration）之外，还有一项同等重要的操作——从UDM获取用户的接入和移动性管理签约数据（Access and Mobility Management Data，简称AM-Data）。

AM-Data是AMF进行接入控制和移动性管理的"核心依据"。AMF拿到这份签约数据后，才能做出一系列关键决策：

  1. 接入控制：该用户允许接入哪些RAT（无线接入技术），禁止接入哪些RAT；

  1. 切片选择：用户签约了哪些S-NSSAI（网络切片），默认切片是什么；

  2. 速率策略：用户的UE-AMBR（终端聚合最大比特速率）上限是多少；

  3. 区域限制：用户允许或禁止在哪些跟踪区域（TA）内活动；

  4. RFSP策略：基于签约的RFSP Index指导RAN进行频点优先级选择；

  5. 核心网类型限制：用户是否被限制只能接入5GC或EPC。

如果AMF无法获取AM-Data，整个注册流程将无法正常完成——AMF既不知道该用户是否被允许接入，也不知道该为其分配什么切片和策略。因此，AMF通过Nudm_SDM_Get获取AM-Data是注册流程中不可或缺的关键步骤。

本篇正是验证UDM在AMF请求时，能够正确返回用户的接入和移动性管理签约数据。

AMF获取AM-Data的信令流程


sequenceDiagram

    participant UE

    participant RAN as (R)AN

    participant AMF

    participant UDM

    Note over UE, UDM: UE发起注册请求

    UE->>RAN: Registration Request

    RAN->>AMF: N2 Message (Registration Request)

    rect rgb(230, 245, 255)

        Note over AMF, UDM: AMF获取AM签约数据

        AMF->>UDM: Nudm_SDM_Get (GET)<br/>获取Access and Mobility Management Data

        Note right of AMF: GET /nudm-sdm/v1/{supi}/am-data

        UDM-->>AMF: 200 OK + AmData<br/>含UE-AMBR / NSSAI / RFSP / RAT限制等

    end

    Note over AMF: AMF根据AM-Data进行:<br/>1. 接入控制判断<br/>2. 切片选择<br/>3. RFSP策略下发<br/>4. 区域限制执行

    AMF-->>RAN: N2 Registration Accept

    RAN-->>UE: Registration Accept

AM-Data数据结构总览


flowchart LR

    subgraph AmData签约数据结构

        A["subscribedUeAmbr<br/>签约UE聚合速率"] ---

        B["nssai<br/>签约切片信息"] ---

        C["rfspIndex<br/>RFSP索引"] ---

        D["subsRegTimer<br/>签约注册周期定时器"]

    end

    subgraph 可选签约参数

        E["ratRestrictions<br/>RAT接入限制"] ---

        F["serviceAreaRestriction<br/>服务区域限制"] ---

        G["coreNetworkTypeRestrictions<br/>核心网类型限制"] ---

        H["mpsPriority<br/>MPS优先级"]

    end

    style A fill:#e3f2fd,stroke:#1565c0,stroke-width:2px

    style B fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:2px

    style C fill:#fff3e0,stroke:#e65100,stroke-width:2px

    style D fill:#f3e5f5,stroke:#6a1b9a,stroke-width:2px

    style E fill:#fce4ec,stroke:#c62828,stroke-width:2px

    style F fill:#e0f7fa,stroke:#00695c,stroke-width:2px

    style G fill:#fff8e1,stroke:#ff6f00,stroke-width:2px

    style H fill:#f1f8e9,stroke:#33691e,stroke-width:2px

测试目的

验证UDM支持AMF通过Nudm_SDM_Get服务获取用户的签约接入和移动性管理数据（AM-Data），包括必选参数（Subscribed-UE-AMBR、Subscribed S-NSSAIs、Default S-NSSAIs）和可选参数（RAT限制、核心网类型限制、RFSP Index等），确保UDM返回的数据与用户签约数据一致。

测试前置条件

  1. SA网络中各网元系统及操作维护台运行正常。

  2. 终端和网络连接正常。

  3. UE在UDM开户，签约5G业务。

  4. 服务化接口的信令监控、分析的工具准备就绪。

测试步骤

  1. 在UDM中为测试用户签约接入和移动性管理数据，包括：

  2. 必选参数：Subscribed-UE-AMBR（签约UE聚合最大比特速率）、Subscribed S-NSSAIs（签约网络切片）、Default S-NSSAIs（默认网络切片）；

  3. 可选参数：RAT Restriction（RAT接入限制）、Core Network type restriction（核心网类型限制）、RFSP Index（RAT/频率选择优先级索引）等。

  4. AMF通过Nudm_SDM_Get服务获取该用户的AM-Data。

  5. Frame: 672 & 678

测试结果验证（预期）

  1. AMF通过Nudm_SDM_Get的GET消息正确获取签约数据，请求消息格式符合3GPP规范。

  2. UDM正确返回AM-Data，响应消息中包含的各签约字段与UDM中配置的签约数据完全一致。

2 信令深度解析

在本测试中，AMF通过Nudm_SDM_Get服务向UDM请求用户的接入和移动性管理签约数据。这是一个标准的HTTP GET请求，URL中通过SUPI标识目标用户，资源路径为am-data，UDM返回该用户的完整AM-Data JSON对象。

（注：为保护网络安全，以下log中的SUPI/IMSI标识、网元IP等敏感信息已做严格脱敏处理）

2.1 AMF获取AM签约数据（Nudm_SDM_Get）

AMF在UE注册流程中，向UDM发起Nudm_SDM_Get请求，获取该用户的接入和移动性管理签约数据。这一步发生在AMF完成UECM注册之后（或同时），是AMF进行后续接入控制和移动性管理决策的前提条件。

请求非常简洁——HTTP GET方法，资源路径直接指向{supi}/am-data，无需额外的请求体或查询参数。UDM根据SUPI在UDR中查找对应的签约记录，将完整的AmData对象返回给AMF。


sequenceDiagram

    participant AMF

    participant UDM

    Note over AMF, UDM: Nudm_SDM_Get - 获取AM-Data

    AMF->>UDM: GET /nudm-sdm/v1/imsi-460XX00000XXXX/am-data

    Note right of AMF: HTTP GET请求<br/>资源路径: /am-data<br/>无请求体

    UDM-->>AMF: 200 OK

    Note left of UDM: 响应体含AmData:<br/>subscribedUeAmbr<br/>nssai(singleNssais + defaultSingleNssais)<br/>rfspIndex<br/>subsRegTimer<br/>ratRestrictions<br/>serviceAreaRestriction<br/>coreNetworkTypeRestrictions<br/>mpsPriority

信令抓包解析：


# 1. AMF -> UDM（获取AM签约数据 GET请求）

Frame: 672

HEADERS[5]: GET /nudm-sdm/v1/imsi-460XX00000XXXX/am-data

# 请求方法: GET

# 服务名称: nudm-sdm（SDM服务）

# API版本: v1

# 目标用户: imsi-460XX00000XXXX（已脱敏）

# 资源类型: am-data（Access and Mobility Management Data）

# 无请求体，所有数据通过URL路径定位

# 2. UDM -> AMF（返回AM签约数据）

Frame: 678

HEADERS[3]: 200 OK

JavaScript Object Notation: application/json

  Object

    # ===== 必选参数 =====

    # --- 签约UE聚合最大比特速率 ---

    Member Key: subscribedUeAmbr

      Object

        Member Key: uplink

          String value: "123457000"

          # 上行速率: 123.457 Mbps（单位: bps）

        Member Key: downlink

          String value: "1235000000"

          # 下行速率: 1.235 Gbps（单位: bps）

    # --- 签约网络切片标识 ---

    Member Key: nssai

      Object

        Member Key: singleNssais

          Array

            Object

              Member Key: sst

                Number value: 4

                # SST=4，运营商自定义切片类型

              Member Key: sd

                String value: "000002"

                # 切片差异化标识

            Object

              Member Key: sst

                Number value: 4

              Member Key: sd

                String value: "000003"

                # 用户签约了两个S-NSSAI切片

        Member Key: defaultSingleNssais

          Array

            Object

              Member Key: sst

                Number value: 4

              Member Key: sd

                String value: "000001"

                # 默认切片：SST=4, SD=000001

    # ===== 可选参数 =====

    # --- GPSI列表 ---

    Member Key: gpsis

      Array

        String value: "msisdn-86XXXXXXXXXXX"

        # 用户的外部标识（手机号）

    # --- RFSP索引 ---

    Member Key: rfspIndex

      Number value: 10

      # RAT/频率选择优先级索引，指导RAN进行频点选择

    # --- 签约注册周期定时器 ---

    Member Key: subsRegTimer

      Number value: 36000

      # 签约注册周期: 36000秒 = 10小时

    # --- UE使用类型 ---

    Member Key: ueUsageType

      Number value: 0

      # UE使用类型（0=普通用户）

    # --- RAT接入限制 ---

    Member Key: ratRestrictions

      Array

        String value: "EUTRA"

        # 限制: 不允许接入EUTRA（即4G LTE）

    # --- 服务区域限制 ---

    Member Key: serviceAreaRestriction

      Object

        Member Key: restrictionType

          String value: "NOT_ALLOWED_AREAS"

          # 限制类型: 禁止区域（黑名单模式）

        Member Key: areas

          Array

            Object

              Member Key: tacs

                Array

                  String value: "XXXX01"

                  String value: "XXXX02"

                  # 禁止的TAC列表（已脱敏）

              Member Key: plmnId

                Object

                  Member Key: mcc

                    String value: "460"

                  Member Key: mnc

                    String value: "XX"

    # --- 核心网类型限制 ---

    Member Key: coreNetworkTypeRestrictions

      Array

        String value: "EPC"

        # 限制: 不允许接入EPC（即不允许回落到4G核心网）

    # --- MPS优先级 ---

    Member Key: mpsPriority

      Boolean value: true

      # 多媒体优先服务: 启用（如应急通信用户）

2.2 签约数据字段逐一解读

下面我们对UDM返回的AM-Data中每个关键字段进行逐一解读，帮助读者深入理解其协议含义和实际应用场景。

2.2.1 subscribedUeAmbr（签约UE聚合最大比特速率）

这是必选参数，定义了该用户终端（UE）在所有non-GBR QoS流上的聚合最大比特速率。AMF在建立PDU会话时，会将此值下发给SMF，作为UE级别的速率上限。

字段 取值 含义
uplink 123457000 (bps) 上行UE-AMBR = 123.457 Mbps
downlink 1235000000 (bps) 下行UE-AMBR = 1.235 Gbps
singleNssais 用户签约的所有S-NSSAI列表 SST=4/SD=000002, SST=4/SD=000003
defaultSingleNssais 默认S-NSSAI列表 SST=4/SD=000001
rfspIndex 10 RFSP索引值，取值范围1~256
subsRegTimer 36000 签约注册周期 = 36000秒 = 10小时
ratRestrictions ["EUTRA"] 禁止接入EUTRA（4G LTE）
restrictionType NOT_ALLOWED_AREAS 黑名单模式（禁止区域）
areas[].tacs ["XXXX01", "XXXX02"] 被禁止的TAC列表
areas[].plmnId MCC=460, MNC=XX 所属PLMN
coreNetworkTypeRestrictions ["EPC"] 禁止接入EPC（4G核心网）
mpsPriority true 启用多媒体优先服务
-i - 在输出中包含HTTP响应头
-X GET GET HTTP方法为GET
URL http://10.XX.XX.XX:31381/nudm-sdm/v1/imsi-460XX00000XXXX/am-data UDM的SBI接口地址
gpsis msisdn-86XXXXXXXXXXX 用户外部标识（手机号）
subscribedUeAmbr.uplink 123457000 bps = 123.457 Mbps 上行聚合速率上限
subscribedUeAmbr.downlink 1235000000 bps = 1.235 Gbps 下行聚合速率上限
nssai.singleNssais SST=4/SD=000002, SST=4/SD=000003 签约的2个网络切片
nssai.defaultSingleNssais SST=4/SD=000001 默认切片（无请求切片时使用）
rfspIndex 10 RAN频点选择策略索引
subsRegTimer 36000秒 = 10小时 周期性注册更新定时器
ueUsageType 0 UE使用类型（普通用户）
ratRestrictions EUTRA 禁止接入4G LTE
serviceAreaRestriction NOT_ALLOWED_AREAS 黑名单模式，禁止特定TAC区域
coreNetworkTypeRestrictions EPC 禁止接入4G核心网
mpsPriority true 启用多媒体优先服务
ratRestrictions 接入控制 判断UE当前RAT是否允许，拒绝则返回Registration Reject
nssai 切片选择 比对Requested NSSAI与签约切片，生成Allowed NSSAI
subscribedUeAmbr 会话建立 传递给SMF，作为UE级别的速率上限
rfspIndex N2下发 通过N2接口传递给RAN，指导频点优先级选择
serviceAreaRestriction 区域控制 在Registration Accept中下发给UE，限制活动区域
subsRegTimer 定时器设置 设置UE的周期性注册更新间隔
coreNetworkTypeRestrictions 互操作控制 控制UE是否允许从5GC回落到EPC
mpsPriority QoS策略 标记优先用户，在拥塞时保障服务质量

3 测试结论

验证项 结果 说明
AMF成功获取AM-Data OK Nudm_SDM_Get请求消息格式正确
UDM正确返回签约UE-AMBR OK 上行123.457 Mbps / 下行1.235 Gbps，与签约数据一致
UDM正确返回签约NSSAI OK singleNssais含2个切片，defaultSingleNssais含1个默认切片
UDM正确返回可选参数 OK rfspIndex=10, subsRegTimer=36000, ratRestrictions=EUTRA等
签约数据与UDM配置一致 OK 所有返回字段与UDM中的签约数据完全一致

本测试用例完美通过！AMF通过Nudm_SDM_Get服务成功获取了用户的接入和移动性管理签约数据（AM-Data），UDM返回的响应消息包含了完整的必选参数（subscribedUeAmbr、nssai）和可选参数（rfspIndex、subsRegTimer、ratRestrictions、serviceAreaRestriction、coreNetworkTypeRestrictions、mpsPriority），所有字段值与UDM中的用户签约数据完全一致，信令流程与3GPP TS 29.503规范完全吻合。

AM-Data是AMF进行接入控制和移动性管理决策的核心数据源。通过本测试，我们验证了UDM能够正确存储并向AMF提供这些关键签约数据，为后续的注册接受、切片选择、区域限制、频点策略下发等操作奠定了坚实的基础。

作者：爱卫生（18年通信教学经验，4本专业书籍作者）

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