N20 — AMF ⇔ SMSF（SMS over NAS）¶

難易度: 中級／想定学習時間: 12分／接続点: AMF ⇔ SMSF ／ Protocol: SBI (HTTP/2 over TLS) ／関連Interface: N1, N21

学習目標¶

このページを読み終えると、次のことができるようになります。

N20が SMS over NAS（制御プレーンNAS経由のショートメッセージ配送） の中核となる SBI（Service Based Interface） であることを説明できる。
UEのSMSが NAS(N1)でAMFへ届き→AMFがN20でSMSFへ中継→SMSFが上位SMSインフラへ橋渡し する流れを説明できる。
N20の実体がSMSFの提供するサービス Nsmsf_SMService（TS 29.540） であることを説明できる。
「参照点N20」と「サービスNsmsf_SMService」が同じものの2つの見方であることを説明できる。
4G(EPC)の SGs（MME⇔MSC）/ SGd（SMS配送） との対応関係を説明できる。

前提知識¶

先に以下を理解しておくとスムーズです。

SBA / SBI と HTTP/2・TLS の位置づけ → Protocol辞典
N20の両端のNF → AMF / SMSF
NAS(N1)がUE⇔AMF間の制御プレーンシグナリングであること → N1
SMSFがUDMへ登録・SMS加入を確認する連携 → N21
Interfaceと参照点の考え方 → Interface辞典

Why — なぜ必要なのか¶

5GのパケットコアはIPパケット通信を前提に設計されていますが、SMS（ショートメッセージ） は依然として重要なサービスです。ところがSMSは元来、パケットデータではなく制御プレーンのシグナリングで運ばれる文化を持っています。5Gでも、専用のSMS用ユーザプレーンを新設せず、制御プレーンのNAS(N1)にSMSを載せて運ぶ方式（SMS over NAS）が採られました。

このとき、UEのSMSはまず N1(NAS) で AMF に届きます。しかしAMFはあくまでアクセス・モビリティ管理の担当で、SMSそのものを処理・配送する役ではありません。そこでSMSを専門に扱う SMSF(SMS Function) が必要になり、AMFがSMSFへSMSを中継する道が要ります。これがN20です。N20が無ければ、AMFがNASで受け取ったSMSをSMSFへ渡す手段が無く、SMS over NASは成立しません。

例え話: N20は、受付（AMF）から郵便局（SMSF）への社内便です。利用者は受付に手紙（SMS）を渡し、受付は自分で配達せず郵便局へ回送します。郵便局が外部の配送網（上位SMSインフラ）へ橋渡しします。

Overview — 概要¶

N20は AMF ⇔ SMSF を結ぶ参照点です。N20はSBI（Service Based Interface）である点が、N2(NGAP/SCTP)やN4(PFCP/UDP)と決定的に異なります。SBIとはNF同士がWeb API（HTTP）でサービスを呼び合う仕組みで、共通の転送として HTTP/2 + JSON（RESTful）over TLS を用います。

N20の実体は、SMSFが提供するサービス Nsmsf_SMService（TS 29.540） です。UEのSMSは N1(NAS) でAMFに届き、AMFはこのサービスを呼び出して N20でSMSFへSMSを中継します。SMSFは加入者のSMS対応を N21 で UDM に確認・登録しつつ、上位のSMSインフラ（SMS-GMSC / IP-SM-GW / SMS-SC 等、本ページの範囲外）へ橋渡しします。

参照点N20とサービスNsmsf_SMServiceは同じものの2つの見方

3GPPのアーキテクチャ図では 参照点として N20（AMF⇔SMSF） が示されますが、SBA（サービス化）ではこれが実体として SMSFのサービス Nsmsf_SMService として実装されます。つまり「N20」と「Nsmsf_SMService」は、同じAMF⇔SMSF間の連携を、参照点の視点／サービスの視点で見たものです。どちらも指しているものは同一で、呼び方（視点）が違うだけ、と捉えてください。

Basic Concept — 初心者向け説明¶

N20を、受付から郵便局への社内便に例えます。

あなたのスマホがSMSを送ると、そのSMSはデータ通信（土管）ではなく、制御プレーンのNAS(N1) に載って AMF に届きます。AMFは会社の受付のような存在で、SMSそのものを配達はしません。受付は「これはSMS専門部署の仕事だ」と判断し、郵便局にあたる SMSF へSMSを回送します。この回送の道がN20です。SMSFは外部のSMS配送網へ橋渡しし、宛先へ届けます。

逆向き（下り）も同じ経路の折り返しです。外部から届いたSMSはSMSFが受け取り、N20でAMFへ渡し、AMFがNAS(N1)でUEへ配送します。

このAMFからSMSFへの回送は、専用の電話回線（N2やN4のような専用プロトコル）ではなく、社内Webシステム（HTTP）でリクエストを投げて回答をもらうイメージです。これが SBI（Service Based Interface）＝NF同士がWeb API（HTTP/2）で会話する仕組みです。要求も応答も、人間に読みやすい JSON という書式でやり取りされます。

Protocol / Transport¶

項目	内容
Protocol	HTTP/2 + JSON（RESTful）— SBI（Service Based Interface）の共通スタック
サービス	Nsmsf_SMService（SMSFが提供）— TS 29.540
SBI framework	TS 29.500 / TS 29.501 系（SBIの共通規約・OpenAPI定義）
下位Transport	TCP、TLS で保護（機密性・完全性・認証）— TS 33.501
ポート	SBIの待受ポートは実装依存（NRF登録のエンドポイントで解決）。特定番号は断定しない
特徴	専用L4プロトコルではなくWeb技術ベース。HTTPメソッド(POST/PUT/DELETE)＋リソースURIで操作。RESTful

N20はSBI、SMSを運ぶNASはN1側

N20はAMF⇔SMSF間のSBI（HTTP/2 over TLS）です。一方、SMSそのものをUE⇔AMF間で運ぶのは N1(NAS) であり、こちらはSBIではありません。SMS over NASでは「UE⇔AMFはNAS(N1)、AMF⇔SMSFはSBI(N20)」と役割が分かれます。N20の解析にNAS/N1固有の観点をそのまま持ち込まないよう注意してください。

Architecture¶

N20がAMFとSMSFを結び、SMSはUEからN1(NAS)でAMFに届き、SMSFがN21でUDMと、さらに外部SMS網とも連携する文脈を示します。

flowchart LR
  UE["UE"]
  AMF["AMF"]
  SMSF["SMSF"]
  UDM[("UDM")]
  SMSC["SMS-GMSC / IP-SM-GW (範囲外)"]

  UE -. "N1 (NAS: SMS)" .- AMF
  AMF == "N20 (Nsmsf: SMService)" ==> SMSF
  SMSF -. "N21" .- UDM
  SMSF -. "外部SMS網" .- SMSC

  classDef ctrl fill:#efe,stroke:#3a3,stroke-width:2px;
  class AMF,SMSF ctrl;

図の読み方: UEのSMSは点線のN1(NAS)でAMFへ届きます。AMFは太い線(==>)のN20でSMSFへSMSを中継します（SBI/HTTP2）。SMSFはN21でUDMと連携してSMS加入を確認・登録し、外部のSMS網（SMS-GMSC / IP-SM-GW 等、範囲外）へ橋渡しします。N20は「AMF⇔SMSFの中継」、N1は「UE⇔AMFのSMS搬送」という役割分担に注目してください。

利用Procedure¶

N20は、UEの登録やSMS送受信のライフサイクルの中で、AMFがSMSFへSMSを中継する際に使われます。

SMS有効化（Activation）: UE登録時などに、SMSFが加入者のSMS対応を N21 で UDM に確認し、当該UEのSMSFとして登録する。以降、そのUEのSMSはこのSMSFが扱う。
上りSMS（Mobile Originated）: UE → NAS(N1) → AMF → N20 → SMSF → 外部SMS網、の順にSMSが運ばれる。
下りSMS（Mobile Terminated）: 外部SMS網 → SMSF → N20 → AMF → NAS(N1) → UE、と折り返しでSMSが届く。

これらの手順の細部（メッセージシーケンス、条件、IE、正確なオペレーション名）は要確認です。SMS対応の有無・SMSF選択の条件は構成・Releaseに依存します。

主なMessage¶

N20はSBIなので、メッセージはHTTPメソッド + リソース操作の形を取ります（NGAPのようなprocedureCodeではなくRESTful操作）。代表的なサービスオペレーション（名称は要確認の例示）は次のとおりです。

サービスオペレーション（要確認）	用途
Nsmsf_SMService_Activate（要確認）	UEのSMSサービス有効化・SMSF登録
Nsmsf_SMService_Deactivate（要確認）	UEのSMSサービス無効化・登録解除
Nsmsf_SMService_UplinkSMS（要確認）	上り（MO）SMSをAMF→SMSFへ中継
Nsmsf_SMService_DownlinkSMS（要確認）	下り（MT）SMSをSMSF→AMFへ配送

オペレーション名・方向は要確認です: 上表のオペレーション名（Activate/Deactivate/UplinkSMS/DownlinkSMS）は理解のための例示であり、正確な名称・メソッド・リソースURI・呼び出し方向はTS 29.540のOpenAPI定義に従います。厳密な割り当ては要確認とします。各メッセージの詳細は Message辞典を参照してください。

Packet Analysis (Wireshark)¶

N20はSBIなので、キャプチャ上は HTTP/2 として観測されます（NGAP/SCTPのようなL4専用プロトコルは現れません）。SMS本体を運ぶNAS部分はN1側で別途観測される点に注意してください。

目的	Display Filter
HTTP/2メッセージを抽出	`http2`
ヘッダのパスで絞る（概念）	`http2.headers.path`（`:path` に `nsmsf-sms` を含む。値は要確認）
JSONボディを見る	`json`（復号後）

Decodeの見どころ:

N20は TLSで暗号化されます。中身（HTTP/2ヘッダやJSONボディ）を見るには復号鍵（TLSセッションキー等）が必要です。鍵が無ければ tls の暗号化ペイロードとしてしか見えません。
復号できれば、HTTP/2の ヘッダ（:method、:path に .../nsmsf-sms/... を含むリソースパス。パス値は要確認）でオペレーションを識別できます。
ボディは JSON（SMS配送に関する制御情報）で、人間に読みやすい構造で入っています。
SMSの中身そのもの（NAS上のSMSペイロード）は N1(NAS)側で運ばれるため、N20のキャプチャだけでは完結しません。N1側の観察と合わせて見る必要があります。

EPCとの比較¶

4Gでは: SMSはパケット網とは別に、SGs（MME ⇔ MSC） でCS(回線交換)網のMSCと連携し、SGd（SMS配送用） でSMSの配送を行っていました（Diameter / MAP 系のシグナリング）。つまりSMSはMSC/CS網を経由する形が残っていました。
5Gでは: SMSを専門に扱う SMSF が導入され、SMS over NAS として制御プレーンのNASにSMSを載せ、AMF⇔SMSF間を N20（Nsmsf_SMService） で SBI化して連携します。4GのSGs/SGdが担っていたSMSの取り回しを、5GではSMSF + N20が担います。

4G (EPC)	5G (5GC)
SGs（MME ⇔ MSC）+ SGd（SMS配送）	N20（AMF ⇔ SMSF）
Diameter / MAP 系（専用シグナリング）	SBI: HTTP/2 + JSON over TLS
—（従来IFに個別規定）	TS 29.540（Nsmsf_SMService）
MSC / CS網経由	SMSF（制御プレーンNAS + SBIで完結）

注記（要確認）: 4GのSGs/SGd経由のSMSが、5Gで SMSF + N20 に置き換わるという対応関係は概念整理です。SGs/SGdとN20の厳密なマッピング、および各手順の細部は Release・構成により差異があるため要確認とします。上位SMSインフラ（SMS-GMSC / IP-SM-GW / SMS-SC）の詳細は本ページの範囲外です。

3GPP Specification¶

3GPP TS 29.540 — Nsmsf_SMService サービス（SMS over NAS, N20）。個別章番号は要確認
3GPP TS 23.501 §6.2.13 — SMSF（SMS Function）の役割・定義
3GPP TS 23.502 — SMS関連手順（SMS有効化・MO/MT SMS の手順）。個別章番号は要確認
3GPP TS 29.500 / TS 29.501 — SBI framework（技術規約 / 設計原則・OpenAPI）。個別章番号は要確認
3GPP TS 33.501 — SBIのセキュリティ（TLS等）。個別章番号は要確認

注記（要確認）: N20の実体が Nsmsf_SMService（TS 29.540）であること、参照点N20とサービスNsmsfが同じ連携の2つの見方であることは、3GPPアーキテクチャの一般的整理です。各サービスオペレーションの正確な名称・リソースURI・章番号は Release により差異があるため個別には要確認とします。

Summary¶

N20は AMF ⇔ SMSF を結ぶ参照点で、SBI（Service Based Interface）である（Protocolは HTTP/2 + JSON over TLS）。
SMS over NAS の中核: UEのSMSは NAS(N1) でAMFへ届き、AMFが N20でSMSFへ中継、SMSFが上位SMSインフラへ橋渡しする。
N20の実体はSMSFのサービス Nsmsf_SMService（TS 29.540）。参照点N20 = サービスNsmsf_SMService は同じ連携の2つの見方。
SMSFは N21 で UDM と連携し、加入者のSMS対応を確認・登録する。
4Gの SGs（MME⇔MSC）/ SGd（SMS配送） が担っていたSMSの取り回しに相当し、5GではSMSF + N20が担う（対応は要確認）。

Next Step¶

SMSF — N20の相手側。SMS over NASを担うNF
N21 — SMSFがUDMと連携しSMS加入を確認する参照点
AMF — NAS(N1)でSMSを受け、N20でSMSFへ中継するNF
Interface辞典 — N1・N21 ほか参照点の確認
Message辞典 / Protocol辞典 — 用語・SBIプロトコルの確認