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5G N3IWF (Non-3GPP Interworking Function)
aiproductmanager
2025. 5. 1. 05:33
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아래는 **5G N3IWF (Non-3GPP Interworking Function)**에 대한 실무 중심 설명입니다.
기능, 구조, 인터페이스, 시그널링 흐름, IPSec 및 IKEv2 연동, 5GC와의 연결 방식, 3GPP 진화 내용, 벤더별 특성 등을 포함합니다.
■ N3IWF란? (Non-3GPP Interworking Function)
N3IWF는 Wi-Fi, 고정망(Fixed Network) 등 비(非) 3GPP 액세스망이
5G Core(5GC)에 접속할 수 있도록 중계 역할을 수행하는 기능입니다.
즉, Wi-Fi 사용자가 5GC에 직접 접속해 AMF/UPF를 사용하는 구조를 가능하게 합니다.
1. N3IWF 주요 기능
| 기능 | 설명 |
| IPSec GW 역할 | UE와 5GC 간 IPSec 터널 생성 |
| IKEv2 Server | UE가 EAP-AKA를 통해 인증하도록 IKEv2 지원 |
| N2/N3 중계기능 | N2 (제어 평면), N3 (사용자 평면) 메시지를 SMF/UPF로 전달 |
| UE 등록 및 PDU 세션 관리 | AMF와 연동하여 비-3GPP UE의 등록/세션 설정 수행 |
| Wi-Fi 접속 사용자 라우팅 | UPF를 통해 인터넷/IMS로 사용자 트래픽 전달 |
2. N3IWF 아키텍처 구성
[UE]
│ IKEv2/IPSec
▼
[N3IWF]
├── N2 interface → AMF (NG-C)
├── N3 interface → UPF (NG-U)
└── NWt interface → UE (IKEv2/IPSec tunnel)
[5GC]
├── AMF
├── SMF
├── UPF
│ IKEv2/IPSec
▼
[N3IWF]
├── N2 interface → AMF (NG-C)
├── N3 interface → UPF (NG-U)
└── NWt interface → UE (IKEv2/IPSec tunnel)
[5GC]
├── AMF
├── SMF
├── UPF
3. 주요 인터페이스
| 인터페이스 | 설명 | 연결 대상 |
| N2 | 제어 평면 메시지 (등록, 세션 요청 등) | AMF |
| N3 | 사용자 데이터 평면 트래픽 | UPF |
| NWt | UE와의 IPSec 통신 경로 | UE |
4. 시그널링 흐름 (UE 접속 기준)
- UE → N3IWF: IKEv2/IPSec 연결 요청
- N3IWF → AMF (N2): UE 등록 요청 전달
- AMF → N3IWF: 인증 요청
- N3IWF ↔ UE: EAP-AKA 기반 인증
- N3IWF → AMF: 인증 완료 → 등록 완료
- UE → N3IWF: PDU Session 설정 요청
- N3IWF → UPF (N3): 트래픽 터널링 설정 완료
5. 주요 보안 기능
- IPSec IKEv2 기반 양방향 인증 (EAP-AKA)
- Mutual TLS 인증 (옵션)
- UPF/AMF 통신은 5GC SBA 기반 TLS 보호
6. 3GPP Release 진화
| Release | 내용 |
| Rel-15 | 기본 N3IWF 구조 및 IKEv2 + IPSec 터널 정의 |
| Rel-16 | EAP-TLS 인증 방식 추가, IPv6 native support |
| Rel-17 | TNGF(Wi-Fi Federation)/UAGCF 구조 통합 고려 |
| Rel-18 | Non-3GPP 다중접속 통합 + NWDAF/NSSF 연계 확장 |
7. 타 구성요소와의 관계
| 구성요소 | 관계 |
| UE | IKEv2/IPSec Tunnel 생성, EAP-AKA 인증 |
| AMF | UE 등록/인증 절차 처리 |
| UPF | 사용자 트래픽 처리 (인터넷 등) |
| SMF | PDU 세션 설정 및 IP 주소 관리 |
| NEF/N3IWF | NEF는 Slice 정책 노출 / N3IWF는 Wi-Fi 게이트웨이 |
8. 벤더별 N3IWF 특성 비교
| 벤더 | 특이사항 |
| Samsung | N3IWF + SEPP + UPF 경량 통합 구조, Wi-Fi gateway 연계 강화 |
| Ericsson | Dual-stack IPv4/IPv6 지원, AMF 연동 최적화 |
| Huawei | 고정망 + Wi-Fi 공유기 연계형 N3IWF 기능 |
| Mavenir | 오픈소스 기반 N3IWF 제공, SMF 분리형 구성 대응 |
✅ 실무 요약
| 항목 | 설명 |
| 핵심 역할 | Wi-Fi 단말이 5GC에 접속할 수 있게 중계 |
| 필수 기능 | IKEv2/IPSec, EAP-AKA, N2/N3 중계 |
| 도입 필요성 | Wi-Fi Offloading, Fixed Access 통합을 위한 핵심 게이트웨이 역할 |
| 주의 사항 | 인증 처리, NAT Traversal, UDP Fragmentation 고려 필요 |
✅ 주요 NF의 릴리즈 포함 여부 요약표
| NF (Network Function)포함 | 릴리즈 | 주요 기능 요약 |
| SMSF (SMS Function) |
Rel-15 | - SMS over NAS를 지원하는 5GC 내 SMS 처리 기능 - IMS/VoNR 없이도 메시지 수신 가능 - NAS + IMS 연동 가능 |
| SCP (Service Communication Proxy) |
Rel-16 | - SBA 메시지 흐름을 최적화 - NF 간 통신을 프록시 형태로 라우팅 - NF Discovery/Retry/Failover 지원 |
| N3IWF (Non-3GPP InterWorking Function) |
Rel-15 | - Wi-Fi 또는 기타 비-3GPP 접속 단말이 5GC에 접속할 수 있도록 IPsec 기반 IKEv2 터널을 지원 - 기업망/집에서의 5G 접속을 가능하게 함 |
✅ 릴리즈별 주요 역할 정리
1. 📦 SMSF – Rel-15
- 5GC에서 SMS 서비스 지속성 보장을 위한 필수 NF
- 특히 VoNR, VoLTE를 지원하지 않는 단말도 메시지 수신 가능
- Rel-17/18에서는 SMS retry, fallback, UE 그룹 메시징 등 기능 확장
2. 🔁 SCP – Rel-16
- SBA(Service-Based Architecture) 구조에서 NF 간 통신 최적화를 위해 새롭게 정의
- NF Service Discovery, Retry/Fallback, 로드밸런싱, 보안 제어 기능 담당
- Rel-17/18에서는 멀티슬라이스 aware SCP, 로컬 SCP 등의 구조 고도화
3. 🌐 N3IWF – Rel-15
- Wi-Fi, 무선 LAN, 고정망 등 비-3GPP 접속망에서 5G Core로의 진입을 중계
- IPsec + IKEv2 기반 터널링, 3GPP QoS 적용, 인증 연동(UDM/AMF)
- Rel-17/18에서는 5G SA 기반의 고정 무선 접속망 연동 강화
✅ 시각화 요약
| 릴리즈 | SMSF | SCP | N3IWF |
| Rel-15 | ✅ 도입 | ❌ 미포함 | ✅ 도입 |
| Rel-16 | 🔄 유지 | ✅ 도입 | 🔄 유지 |
| Rel-17 | 🔼 고도화 | 🔼 기능 강화 | 🔼 확장 |
| Rel-18 | 🔁 Retry/Group SMS | 📶 슬라이스 aware SCP | 🌍 FWA 연동 + API 연계 강화 |
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