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AF — Application Function

難易度: 初級〜中級 / 想定学習時間: 15分 / 関連NF: PCF(ポリシー要求先), NEF(非信頼AFの窓口) / 関連Interface: SBI(Naf/N5)

学習目標

  • AF がアプリケーション側の「要求窓口」として、通信品質やルーティングの要望をネットワークへ伝える役割を果たすことを理解する。
  • 信頼(trusted)AF と非信頼(untrusted)AF の違い、およびそれぞれのアクセス経路を説明できる。
  • AF が PCF(および非信頼時は NEF)とどのように連携するかを理解する。
  • AF が QoS 要求やエッジ(ローカルルーティング)誘導へどのように影響するかを把握する。

前提知識

  • ポリシー制御の中心である PCF の役割。
  • 非信頼AFの窓口となる NEF の役割。
  • 通信品質の考え方である QoS
  • SBA/SBI の基礎は カリキュラム を参照。

この章で学べること

  • Why: アプリごとに異なる通信品質・ルーティング要求を、なぜネットワークへ伝える必要があるのか。
  • What: AF がどんな要求(QoS/ルーティング/課金影響)を、どの経路で誰に渡すのか。
  • How: 信頼AF は直接 PCF へ、非信頼AF は NEF 経由で要求し、PCF がポリシー化して反映する流れ。

Why — なぜ必要なのか

アプリケーションごとに必要な通信品質やルーティングは異なります。動画配信は帯域を重視し、オンラインゲームは低遅延を重視するなど、要望はさまざまです。こうしたアプリ側の要望をネットワークへ反映するための「窓口」が必要になります。

例え話: AF は、アプリ業界からネットワークへの「要望窓口・営業担当」のような存在です。AF が無ければ、アプリ都合の QoS 調整やエッジ最適化をネットワークへ依頼する手段がなくなってしまいます。

Overview — 概要

AF はアプリケーションの要求(QoS、トラフィックルーティング、課金方針への影響など)を発行します。信頼AF はこれを PCF へ直接渡し、非信頼AF は NEF を経由して渡します。PCF は受け取った要求をポリシー化し、SMF/UPF へ反映します。エッジ(ローカルルーティング)への誘導にも AF が関与します。

Basic Concept — 初心者向け説明

AF は、アプリの要望を受けてネットワーク部門へ橋渡しする「営業担当」のような役割です。社内(信頼AF)の要望はそのまま担当(PCF)へ届けられますが、社外(非信頼AF)からの要望は受付(NEF)を通してから届けられます。こうして、アプリの都合とネットワークの都合を安全につなぎます。

Network Function 詳細

項目 内容
役割 アプリケーション側の要求窓口。QoS要求・トラフィックルーティング(エッジ誘導)・課金方針への影響をネットワークへ伝える。
保持情報 アプリのセッション/フロー要求、サービス識別子など。
利用する主なAPI PCF の Npcf_PolicyAuthorization(QoS/ルーティング要求)。非信頼時は NEF 経由の Nnef
提供するAPI アプリ固有。Naf として応答/通知受信を担う(標準化範囲は限定的、要確認)。
関連Interface SBI(Naf)。PCF とは N5、NEF とは N33。
障害時の影響 該当アプリのネットワーク連携(特別QoS/エッジ誘導)が不可になる。基本通信は継続するため、影響は当該アプリの最適化に限定される。

Architecture

flowchart LR
    AF_T["AF (信頼AF: アプリ要求)"]
    AF_U["AF (非信頼AF: アプリ要求)"]
    NEF["NEF (非信頼AFの窓口)"]
    PCF["PCF (ポリシー制御)"]
    SMF["SMF"]
    UPF["UPF"]

    AF_T -->|N5| PCF
    AF_U -->|N33| NEF
    NEF --> PCF
    PCF --> SMF
    PCF --> UPF

図の読み方: 信頼AF は N5 で直接 PCF へ要求を届け、非信頼AF は N33 経由で NEF を通してから PCF へ届きます。PCF は受け取った要求をポリシー化し、SMF/UPF へ反映することでアプリの要求が実際の通信へ適用されます。

Interface

Interface 接続 用途
N5(SBI, Naf/Npcf_PolicyAuthorization) AF ⇔ PCF 信頼AF の要求。
N33 AF ⇔ NEF 非信頼AF の要求。

詳細は Interface辞典 を参照。

Procedure での登場

AF はアプリ主導の QoS 変更で登場します。AF → PCF → SMF の流れで、PDU セッションの QoS Flow を変更します。関連する内容は QoSPDU Session Modification / Release、非信頼AF の窓口である NEF を参照してください。詳細な手順は要確認です。

EPCとの比較

4G/EPC でも AF は存在し、Rx インターフェースで PCRF へ要求していました(IMS の P-CSCF などが代表的な AF です)。5G では SBI 化され、PCF へ要求する形(信頼AF は直接、非信頼AF は NEF 経由)になりました(要確認)。

世代 AF の要求経路
4G AF Rx → PCRF
5G AF Naf/N5 → PCF(非信頼AF は NEF 経由)

Release差分

Rel-15 で基礎が定義されました。Rel-16/17 ではエッジコンピューティング連携などの拡張が行われたとされます(要確認)。

3GPP Specification

  • TS 23.501 §6.2.10 で AF が定義される。
  • TS 23.503 = ポリシー関連(AF influence / PolicyAuthorization)(要確認)。
  • TS 29.514 = Npcf_PolicyAuthorization(個別の章番号は要確認)。

Summary

  • AF はアプリケーション側の「要求窓口」であり、QoS要求・ルーティング・課金影響などをネットワークへ伝える。
  • 信頼AF はオペレータ網内から PCF へ直接、非信頼AF は NEF を経由して要求する。
  • PCF が AF の要求をポリシー化し、SMF/UPF へ反映することでアプリ要求が実際の通信へ適用される。
  • エッジ(ローカルルーティング)誘導にも AF が関与する。
  • 4G の Rx(PCRF 宛)からの流れが、5G では SBI 化され PCF 宛(信頼は直接/非信頼は NEF 経由)になった。

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