KR102490909B1 - 광대역 네트워크 게이트웨이와 5세대 코어 간의 상호작용 - Google Patents

광대역 네트워크 게이트웨이와 5세대 코어 간의 상호작용 Download PDF

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Abstract

유선 네트워크의 광대역 네트워크 게이트웨이(BNG)이다. 상기 BNG는 상기 유선 네트워크의 BNG와 5세대(5G) 네크워크의 5G 코어 사이의 제어 평면 인터페이스(N1'/N2')를 사용하여 상기 BNG의 제어 평면을 상기 5G 코어의 제어 평면에 연결하도록 구성된 제어 평면에서의 연동 기능(IF-CP); 상기 유선 네트워크의 BNG와 상기 5G 네트워크의 5G 코어 사이의 사용자 평면 인터페이스(N3')를 사용하여 상기 BNG의 사용자 평면을 상기 5G 코어의 사용자 평면에 연결하도록 구성된 사용자 평면에서의 연동 기능(IF-UP); 및 상기 BNG의 사용자 평면과 상기 5G 코어의 사용자 평면에 연결된 후에 상기 5G 코어를 향해 데이터 패킷을 송신하도록 구성된 송신기를 포함한다.

Description

광대역 네트워크 게이트웨이와 5세대 코어 간의 상호작용{INTERACTIONS BETWEEN A BROADBAND NETWORK GATEWAY AND A FIFTH GENERATION CORE}
본 출원은 광대역 네트워크 게이트웨이와 5세대 코어 간의 상호작용에 관한 것이다.
관련 출원에 대한 상호 참조
본 특허출원은 2018년 5월 18일자로 출원된, "광대역 네트워크 게이트웨이와 5세대 코어 사이의 상호작용(Interactions Between A Broadband Network Gateway And A Fifth Generation Core)"이라는 명칭의 미국 정규 특허 출원 제15/983,332호의 혜택을 주장하는데, 이는 결과적으로 Shuping Peng 등이 2017년 8월 10일자로 출원한, "광대역 네트워크 게이트웨이와 5세대 코어 사이의 상호작용"이라는 명칭의 미국 가특허출원 제62/543,748호의 혜택을 주장하며, 그 교시 및 개시내용은 인용에 의해 그 전체가 본 특허출원에 포함된다.
연방 정부의 후원을 받은 연구 또는 개발에 관한 진술
해당 사항 없음.
마이크로피시 부록에 대한 참조
해당 사항 없음.
5세대 무선 네트워크(5G)는 현재의 4세대(4G) 및 4G 롱텀 에볼루션(Long Term Evolution, LTE) 네트워크에 비해 다음의 개선이 될 것으로 예측된다. 무선 네트워크를 5G 네트워크에 연결하기 위한 메커니즘이 도입되었다. 그러나 현재 유선 네트워크(별칭: 고정 네트워크)를 5G 네트워크에 연결하는 메커니즘은 없다. 유선 네트워크의 예는 광 네트워크(예: 수동 광 네트워크(passive optical network, PON)), 디지털 가입자 회선(digital subscriber line, DSL) 네트워크, 광 동축 혼합(hybrid fiber coax, HKC) 네트워크 등을 포함한다.
일 실시예에서, 본 개시는 유선 네트워크의 광대역 네트워크 게이트웨이(broadband network gateway BNG)를 포함한다. 상기 BNG는, 명령어를 포함하는 메모리, 및 상기 메모리에 연결된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는 상기 명령어를 실행하여, 제어 평면에서의 연동 기능(interworking function in a control plane, IF-CP)를 생성하고, 사용자 평면에서의 연동 기능(interworking function in a user plane, IF-UP)을 생성하도록 구성되며, 상기 IF-CP는 상기 유선 네트워크의 BNG와 5세대(fifth generation, 5G) 네크워크의 5G 코어 사이의 제어 평면 인터페이스(N1'/N2')를 사용하여 상기 BNG의 제어 평면을 상기 5G 코어의 제어 평면에 연결하도록 구성되고, 상기 IF-UP은 상기 유선 네트워크의 BNG와 상기 5G 네트워크의 5G 코어 사이의 사용자 평면 인터페이스(N3')를 사용하여 상기 BNG의 사용자 평면을 상기 5G 코어의 사용자 평면에 연결하도록 구성된다.
상기 BNG는 또한 상기 BNG의 사용자 평면과 상기 5G 코어의 사용자 평면이 연결된 후에 상기 5G 코어를 향해 데이터 패킷을 송신하도록 구성된 송신기를 포함한다.
선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 IF-CP가 상기 제어 평면 인터페이스를 통해 상기 5G 코어의 제어 평면에서의 액세스 이동성 및 관리 기능(access mobility and management function, AMF) 구성요소와 통신하여, 상기 BNG에 연결되고 유선 기기에 서비스를 제공하는 주거용 게이트웨이(residential gateway, RG)를 등록 및 인증하도록 구성되는 것을 제공한다. 선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 주거용 게이트웨이에 대응하는 임시 식별자(identifier, ID)가 상기 IF-CP로부터 상기 5G 네트워크의 상기 5G 코어 내의 상기 AMF 구성요소로 전송되는 등록 요청에 포함되는 것을 제공한다. 선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 임시 ID가 상기 주거용 게이트웨이의 위치 정보와 함께 표시되는 것을 제공한다. 선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 IF-UP가 상기 IF-UP의 터널 종점 ID(tunnel endpoint ID, TEID)를 상기 IF-CP에 전송하도록 구성되는 것을 제공한다. 선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 IF-CP가 상기 5G 코어의 제어 평면에서의 사용자 평면 기능(user plane function, UPF) 구성요소의 TEID를 수신하도록 구성되는 것을 제공한다. 선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 IF-CP가 상기 UPF 구성요소의 TEID를 상기 IF-UP에 전송하도록 구성되는 것을 제공한다. 선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 BNG가 상기 IF-UP의 TEID 및 상기 UPF 구성요소의 TEID를 사용하여 세션을 확립하도록 구성되는 것을 제공한다. 선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 BNG가 상기 세션의 확립 후에 상기 BNG와 상기 5G 코어 사이에 터널을 설정하도록 구성되는 것을 제공한다. 선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 IF-UP가 상기 터널을 통한 데이터 패킷의 송신을 용이하게 하기 위해 터널 헤더로 상기 데이터 패킷을 캡슐화하도록 구성되는 것을 제공한다. 선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 터널 헤더가 상기 UPF 구성요소의 TEID를 포함하는 것을 제공한다.
일 실시예에서, 본 개시는 유선 네트워크의 광대역 네트워크 게이트웨이(BNG)를 포함한다. 상기 BNG는, 명령어를 포함하는 메모리; 및 상기 메모리에 연결된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는 상기 명령어를 실행하여, 제어 평면에서의 연동 기능(IF-CP)을 생성하고; 사용자 평면에서의 연동 기능(IF-UP)을 생성하도록 구성되며, 상기 IF-CP는, 5세대(5G) 네트워크의 5G 코어와 복수의 등록 메시지를 교환하여 상기 유선 네트워크에 주거용 게이트웨이를 등록하고 - 상기 등록 메시지 중 적어도 하나는 상기 주거용 게이트웨이에 대응하는 임시 식별자(ID)를 포함함 -; 상기 5G 코어와 복수의 인증 메시지를 교환하여 상기 주거용 게이트웨이를 인증하고; 상기 5G 코어와 복수의 세션 메시지를 교환하여 상기 BNG와 상기 5G 코어 사이에 세션을 확립하도록 구성되며 - 상기 세션 메시지 중 하나는 상기 BNG에 대한 터널 종점 ID를 포함하고, 상기 세션 메시지 중 다른 것은 상기 5G 코어 내의 사용자 평면 기능(UPF) 구성요소에 대한 터널 종점 ID를 포함함 -; 상기 IF-UP는 상기 세션의 확립 후에 상기 BNG와 상기 5G 코어 사이에 터널을 설정하도록 구성된다. 선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 주거용 게이트웨이에 대응하는 임시 ID가 상기 IF-CP로부터 상기 5G 코어의 제어 평면에서의 액세스 및 이동성 관리 기능(AMF) 구성요소로 전송되는 등록 요청에 포함되는 것을 제공한다. 선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 IF-UP가 상기 터널을 통한 데이터 패킷의 송신을 용이하게 하기 위해 터널 헤더로 데이터 패킷을 캡슐화하도록 구성되는 것을 제공한다. 선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 터널 헤더가 상기 UPF의 임시 식별자(TEID)를 포함하는 것을 제공한다.
일 실시예에서, 본 개시는 유선 네트워크와 5세대(5G) 네트워크 사이의 통신을 용이하게 하는 방법을 포함한다. 상기 방법은, 광대역 네트워크 게이트웨이(BNG)의 제어 평면에서의 연동 기능(IF-CP)이 상기 5G 네트워크의 5G 코어에 등록 요청을 송신하는 단계 - 상기 등록 요청은 상기 유선 네트워크의 거주용 게이트웨이(RG)에 대응하는 위치 정보와 함께 임시 식별자(ID)를 실어 전달함 -; 상기 IF-CP가 상기 5G 코어와 복수의 인증 메시지를 교환하여 상기 RG를 인증하는 단계; 상기 IF-CP가 상기 5G 코어와 복수의 등록 메시지를 교환하여 등록을 완료하는 단계; 상기 IF-CP가 상기 5G 코어에 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU) 세션 확립 요청을 송신하는 단계 - 상기 PDU 세션 확립 요청은 상기 RG의 식별자를(ID) 실어 전달함 -; 상기 5G 코어로부터, PDU 세션 확인응답(acknowledgement, ACK)을 수신하고 세션을 확립하는 단계 - 상기 PDU 세션 ACK는 상기 5G 코어에서의 사용자 평면 기능(UPF)의 터널 종점 식별자(TEID)를 실어 전달함 -; 상기 IF-CP가 상기 5G 코어에서의 상기 UPF의 TEID를 상기 BNG의 사용자 평면(IF-UP)에 제공하여, 상기 BNG의 IF-UP가 상기 세션에 기초하여 터널을 확립할 수 있도록 하는 단계; 상기 5G 코어에서의 상기 UPF의 TEID를 포함하는 터널 헤더로 데이터 패킷을 캡슐화하는 단계; 및 데이터 패킷을 상기 터널을 통해 상기 5G 코어에 송신하는 단계를 포함한다.
선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 5G 코어의 상기 TEID가 상기 5G 코어 내의 사용자 평면 기능(UPF) 구성요소에 대응하는 것을 제공한다. 선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 터널이 사용자 데이터용의 범용 패킷 무선 서비스 터널링 프로토콜(general packet radio service (GPRS) tunneling protocol for user data, GTP-U) 터널을 포함하는 것을 제공한다. 선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 IF-UP와 상기 5G 코어의 사용자 평면 기능(UPF) 사이의 터널이 일반 경로 캡슐화(generic route encapsulation, GRE) 터널 또는 이더넷 기반(Ethernet-based virtual) 가상 근거리 네트워크(local area network, VLAN) 계층(Layer) 2 터널인 것을 제공한다. 선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 RG에 대응하는 임시 ID가 상기 IF-CP로부터 상기 5G 코어의 제어 평면에서의 액세스 및 이동성 관리 기능(AMF) 구성요소로 전송되는 등록 요청에 포함되는 것을 제공한다. 선택적으로, 선행하는 측면 중 어느 하나에서, 그 측면의 다른 구현예는, 상기 IF-CP가 상기 5G 코어의 액세스 관리 이동성 기능(AMF)을 통해 상기 5G 코어의 인증 서버 기능(authentication server function, AUSF)에 공유 비밀을 송신하여, 상기 5G 코어가 4회 이상의 왕복이 아닌 2회 왕복으로 상기 RG를 신속하게 인증할 수 있도록 하는 것을 제공한다.
명확하게 하기 위해, 전술한 실시예 중 어느 하나는 다른 전술한 실시예 중 어느 하나 이상과 조합되어 본 개시의 범위 내에서 새로운 실시예를 생성할 수 있다.
이러한 특징 및 다른 특징은 첨부 도면 및 청구 범위와 관련하여 취해진 이하의 상세한 설명으로부터 보다 명확하게 이해될 것이다.
본 개시의 더욱 완전한 이해를 위해, 이제 첨부 도면 및 상세한 설명과 관련하여 취해진, 이하의 간단한 설명을 참조하며, 여기서 유사한 참조 번호는 유사한 부분을 나타낸다.
도 1은 유선 네트워크로부터의 광대역 네트워크 게이트웨이(BNG) 및 5G 네트워크로부터의 5세대(5G) 코어의 개략도이다.
도 2는 유선 네트워크의 BNG 및 5G 네트워크의 5G 코어의 개략도이다.
도 3은 N1'/N2' 인터페이스를 통해 수행되는 등록 및 인증 프로시저(registration and authentication procedure )를 도시한 시퀀스도이다.
도 4는 N1'/N2' 인터페이스를 통한 세션 확립 프로시저(session establishment procedure)를 나타낸 시퀀스도이다.
도 5는 BNG의 사용자 평면(IF-UP)에서의 연동 기능과 5G 코어의 사용자 평면 기능(UPF) 사이의 터널을 통해 데이터 패킷을 전송하는 데 이용되는 데이터 캡슐화 프로세스이다.
도 6은 네트워크 기기의 개략도이다.
도 7은 유선 네트워크와 5G 네트워크 사이의 통신을 용이하게 하는 방법이다.
하나 이상의 실시예의 예시적인 구현이 이하에 제공되지만, 개시된 시스템 및/또는 방법은 현재 공지되거나 존재하는 임의의 수의 기술을 사용하여 구현될 수 있음을 처음부터 이해해야 한다. 본 개시는 여기에 예시 및 설명된 예시적인 설계 및 구현예를 포함한, 이하의 예시된 구현예, 도면 및 기술로 결코 한정되지 않아야 하고, 첨부된 청구 범위의 범위 내에서 그 등가물의 전체 범위와 더불어 수정될 수 있다.
여기서는 유선 네트워크를 5G 네트워크에 연결하기 위한 시스템 및 방법을 개시한다. 연결은 유선 네트워크의 광대역 네트워크 게이트웨이(BNG)를 제어 평면(IF-CP)의 연동 기능과 사용자 평면(IF-UP)의 연동 기능으로 보완함으로써 용이해진다. 아래에 더 자세히 설명하겠지만, IF-CP는 유선 네트워크의 BNG와 5G 네트워크의 5G 코어 사이에 제어 평면 인터페이스(N1'/N2')를 사용하여 BNG의 제어 평면을 5G 코어의 제어 평면에 연결한다. 또한 IF-UP은 유선 네트워크의 BNG와 5G 네트워크의 5G 코어 사이에 사용자 평면 인터페이스(N3')를 사용하여 BNG의 사용자 평면을 5G 코어의 사용자 평면에 연결한다.
도 1은 유선 네트워크(104)로부터의 BNG(102) 및 5G 네트워크(108)로부터의 5G 코어(106)의 개략도(100)이다. 5G 코어(106)는 예를 들어, 인용에 의해 본 출원에 포함되는, 3세대 파트너십 프로젝트(3rd Generation Partnership Project, 3GPP) 문서 기술 보고서(technical report, TR) 23.501, 2017년 1월(예컨대, 도 4.2.3-1 참조)에 기술 및 예시된 5G 코어일 수 있다. 도시된 바와 같이, BNG(102)에서의 수평선은 제어 평면(110) 내의 구성요소를 사용자 평면(112) 내의 구성요소와 분리한다. 제어 평면(110)은 주소 관리 구성요소(114), 가입자 관리 구성요소(Sub Mgt)(116), 인증, 권한부여, 계정 구성요소(authorization, accounting component, AAA), 및 서비스 제어 구성요소(120)를 포함한다. BNG 제어 평면(110) 및 사용자 평면(112)은 BNG(102) 외부의 요소 관리 시스템(element management system, EMS)(122)에 연결된다. 주소 관리 구성요소(114)는 BNG(102) 외부의 동적 호스트 구성 프로토콜(dynamic host configuration protocol, DHCP) 서버(124)에 연결된다. AAA 구성요소(118)는 BNG(102) 외부의 AAA 서버(126)에 연결된 AAA 클라이언트이다. 서비스 제어 구성요소(120)는 BNG(102) 외부의 정책 서버(128)에 연결된다.
BNG(102)의 제어 평면(110)은 또한 점대점 프로토콜 오버 이더넷(point-to-point protocol over Ethernet, PPPoE) 및/또는 인터넷 프로토콜 오버 이더넷(Internet protocol over Ethernet, IPoE)을 구현하여 가입자의 액세스 요청을 종료하도록 구성된 가입자 액세스 관리 구성요소(130)를 포함한다. 집합적으로, 주소 관리 구성요소(114), 가입자 관리 구성요소(116), AAA 구성요소(118), 서비스 제어 구성요소(120) 및 가입자 액세스 관리 구성요소(130)는 BNG 서비스/가입자 세션 제어를 용이하게 할 수 있다.
BNG(102)의 사용자 평면(112)은 내부 게이트웨이 프로토콜(interior gateway protocol, GP), 경계 게이트웨이 프로토콜(border gateway protocol, BGP), 다중 프로토콜 라벨 스위칭(multiprotocol label switching, MPLS), 가상 사설망(virtual private network, VPN), 교통 공학(traffic engineering, TE), 일반 라우팅 캡슐화(generic routing encapsulation, GRE) 등을 구현하도록 구성된 라우팅 제어 구성요소(132)를 포함한다. 라우팅 제어 구성요소(132)는 BNG(102) 외부의 코어 라우터(133)에 연결된다.
BNG(102)의 사용자 평면(112)은 또한 PPPoE 및 DHCP를 구현하도록 구성된 액세스 요청 종료 구성요소(135)를 포함하는 BNG 서비스 포워딩 평면(service forwarding plane)(134)을 포함한다. BNG 서비스 포워딩 평면(134)은 라우팅 제어 구성요소(132)에 연결된다. BNG(102)의 사용자 평면(112)은 라우팅 포워딩 평면(136)을 더 포함한다. BNG(102)는 "Cloud Central Office Reference Architectural Framework"라는 제목의 광대역 포럼(Broadband Forum, BBF) 문서 TR384(2018년 1월자)에 상세하게 논의되어 있으며, 이는 인용에 의해 본 출원에 포함된다. 집합적으로, BNG 서비스 포워딩 평면(134) 및 라우팅 포워딩 평면(136)은 포워딩 장소로서 동작할 수 있다.
5G 네트워크(108)는 5G 코어(106), 액세스 또는 무선 액세스 네트워크(access or radio access network, (R)AN)(158), 및 데이터 네트워크(data network, DN) 구성요소(162)를 포함한다. 5G 코어(106)는 제어 평면(138)을 포함한다. 제어 평면(138)은 네트워크 노출 기능(network exposure function, NEF) 구성요소(142), 네트워크 저장소 기능(network repository function, NRF) 구성요소(144), 정책 제어 기능(policy control function, PCF) 구성요소(146), 통합 데이터 관리(unified data management, UDM) 구성요소(148), 인증 서버 기능(authentication server function, AUSF) 구성요소, 액세스 및 이동성 관리 기능(access and mobility management function, AMF) 구성요소(152) 및 세션 관리 기능(session management function, SMF) 구성요소(154)를 포함한다. 이들 구성요소 각각은 Nnef, Nrf, Npcf, Nudm, Nausf, Namf, 및 Nsmf라는 라벨이 붙은 대응하는 명칭의 인터페이스를 통해 제어 평면(138)의 다른 구성요소에 연결된다. 제어 평면(138) 외부의 애플리케이션 기능(application function, AF) 구성요소(156)는 Naf 인터페이스를 통한 5G 코어(106) 내의 구성요소에 연결된다.
5G 코어(106)는 또한 사용자 평면(140)을 포함한다. 사용자 평면(140)은 (R)AN(158) 및 DN 구성요소(162)와 통신하는 사용자 평면 기능(UPF) 구성요소(160)를 포함한다. (R)AN(158)은 사용자 평면(140) 외부의 사용자 장비(user equipment, UE)(164)(예: 이동 전화, 태블릿 등)에 연결된다. 5G 코어(106)는 "Technical Specification Group and System Aspects; System Architecture for the 5G System; Stage 2")(2017년 12월)라는 명칭의 파트너십 프로젝트(3GPP) 문서 3GPP TS23.501에 상세하게 논의되어 있으며, 이는 인용에 의해 본 출원에 포함된다.
UE(164)는 인터페이스(N1)를 통해 AMF(152)에 연결되고, SMF(154)는 다른 인터페이스(N4)를 통해 UPF(160)에 연결된다. 또한, (R)AN(158)은 인터페이스(N2)를 통해 AMF(152)에 연결되고 다른 인터페이스(N3)를 통해 UPF(160)에 연결된다. N2 및 N3 인터페이스는 무선 네트워크를 5G 코어(106)에 연결하는 데 사용된다. 불행하게도, 현재 유선 네트워크(104)를 5G 네트워크(108)에 연결하기 위한 메커니즘은 없다.
유선 네트워크(104)를 5G 코어(106)에 연결하기 위해, 본 개시는 유선 네트워크(104) 내의 BNG(102)를 IF-CP(166) 및 IF-UP(168)로 보충한다. IF-CP(166)는 BNG(102)와 5G 코어(106) 사이의 제어 평면 인터페이스(N1'/N2')를 사용하여 BNG(102)의 제어 평면(110)을 5G 코어(106)의 제어 평면(138)에 연결한다. 또한, IF-UP(168)은 BNG(102)와 5G 코어(106) 사이의 사용자 평면 인터페이스(N3')를 사용하여 BNG(102)의 사용자 평면(112)을 5G 네트워크(108)의 사용자 평면(140)에서의 UPF(160)에 연결한다. 일 실시예에서, IF-CP(166)와 (IF-UP)(168) 중 하나 또는 둘 모두는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 일부 조합으로 구현된다.
일 실시예에서, N2' 인터페이스는 BNG(102)의 제어 평면(110)에서의 IF-CP(166)와 5G 코어(106)의 제어 평면(138)에서의 AMF(152) 사이에 배치된다. 일 실시예에서, N3' 인터페이스는 BNG(102)의 사용자 평면(112)에서의 IF-UP(168)와 5G 네트워크(108)의 사용자 평면(140)에서의 UPF(160) 사이에 배치된다.
도 2는 유선 네트워크(204)의 BNG(202) 및 5G 네트워크(208)의 5G 코어(206)의 개략도(200)이다. 도 2의 BNG(202) 및 5G 코어(206)는 도 1의 BNG(102) 및 5G 코어(106)와 유사하다. 일 실시예에서, 5G 네트워크(208)의 5G 코어(206)는 제1 운영자(Operator 1)에 의해 관리되는 반면, 유선 네트워크(204)의 BNG(202)는 제2 운영자(Operator 2)에 의해 관리된다. 유선 네트워크(204)와 5G 네트워크(208) 사이의 분리를 예시하기 위해 도 2에 점선이 포함되었다.
도 2에 도시된 바와 같이, 비3GPP(non-3GPP) 기기(210)(예: 가정용 컴퓨터 등)는 주거용 게이트웨이(RG)(212)에 연결된다. 도 1에는 단일의 비3GPP 기기가 도시되어 있지만, 실제 애플리케이션에서는 복수의 비3GPP 기기가 RG(212)에 연결되어 그에 의해 서비스될 수 있다. RG(212)는 액세스 노드(AN)(214)에 연결되며, 이는 그 후 BNG(202)에 연결된다. 이와 같이, 비3GPP 기기(210)와 BNG(202)는 통신하고 있고 데이터를 교환할 수 있다.
BNG(202)에서의 IF-CP(216)는 BNG(202)의 제어 평면(218)이 N1'/N2' 인터페이스를 통해 5G 코어(206)의 제어 평면(220)에 연결될 수 있게 한다. 또한, BNG(202)에서의 IF-UP(222)는 BNG(202)의 사용자 평면(224)이 N3' 인터페이스를 통해 5G 코어(206)의 사용자 평면(226)에 연결될 수 있게 한다. N1'/N2' 인터페이스 및 N3' 인터페이스 사용에 대해서는 아래에 상세하게 설명되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, BNG(202)는 DHCP 서버(228), 정책 서버(230) 및 AAA 서버(232)에 연결된다. 도 2의 DHCP 서버(228), 정책 서버(230) 및 AAA 서버(232)는 각각, 도 1의 DHCP 서버(124), 정책 서버(128) 및 AAA 서버(126)와 유사하다.
도 3은 N1'/N2' 인터페이스를 통해 수행되는 등록 및 인증 프로시저를 도시 한 시퀀스도(300)이다. 이 시퀀스도(300)는 RG(302), AN(304), IF-CP(308)를 갖는 BNG 제어 평면(CP)(306), AMF(310), AUSF(312), UDM(314), PCF(316), SMF(318) 및 UPF(320)을 나타내며, 이는 도 1 - 2의 유사한 명칭의 요소와 유사하다. 도시된 바와 같이, 제어 평면 인터페이스 N1'/N2'는 IF-CP(308)와 AMF(310) 사이에서 확장된다. 도 3에 도시되지는 않지만, RG(302), AN(304) 및 BNG 제어 평면(306)은 유선 네트워크(예: 유선 네트워크(104, 204))에 배치되는 반면, AMF(310), AUSF(312), UDM(314), PCF(316), SMF(318) 및 UPF(320)는 5G 네트워크(예: 5G 네트워크(108, 208))에 배치된다. 실제 애플리케이션에서, IF-CP(308) 및 BNG CP(306)는 함께 위치할 필요는 없다. 즉, IF-CP(308)는 BNG CP(306)와 상호작용하지만, BNG CP(306) 내에 위치하지 않는 별개의 기능이다.
도시된 바와 같이, 인증 프로시저(324)는 RG(302)를 인증하기 위해 유선 네트워크를 통해 개시되어 BNG 제어 평면(306)으로 인증한다. 일 실시예에서, BNG는 RG(302)의 인증에 대응하는 정보를 기록(예: 메모리에 저장)한다. RG(302)에 대응하는 정보가 이미 BNG에 기록되었기 때문에, BNG는 인증하는 동안에 관련 정보를 5G 코어의 제어 평면에 중계하기만 하면 된다. 일 실시예에서, 등록 요청(326)은 RG(302)가 BNG(예: BNG(102, 202))에 의해 인증된 후에 전송된다.
5G 네트워크에 액세스할 필요가 있는 경우(예: 5G 서비스 프로비저닝(service provisioning)), IF-CP(308)는 등록 요청(326)을 5G 코어의 AMF(310)에 전송한다. 일 실시예에서, 등록 요청(326)은 RG(302)의 식별정보(identification)을 포함하는 비액세스 계층(non-access stratum, NAS) 메시지를 실어 전달한다. 일 실시예에서, RG(302)는 2011년 6월자, "Migration to Ethernet-Based Broadband Aggregation"라는 명칭의 BFF 문서 TR-101i2에 정의된 바와 같이, 어태치된(attached) AN (304)의 회로 식별정보(identification, ID) 및 원격 ID를 사용하여 식별되며, 이는 인용에 의해 본 출원에 통합된다.
일 실시예에서, IF-CP(308)는 BNG(예: 도 1 - 2의 BNG(102, 202))로부터 RG(302)의 인증 관련 정보를 얻는다. 일 실시예에서, 등록 요청(326)은 가입자 영구 식별자(subscriber permanent identifier, SUPI), RG(302)에 대응하는 임시 기기 식별자(ID)(5G 코어에 이미 등록된 경우), 네트워크 슬라이스 선택 보조 정보(network slice selection assistance information, NSSAI), 또는 AMF(310)의 위치 특정 및/또는 선택에 사용되는 기타 정보를 실어 전달한다.
일 실시예에서, 임시 ID는 비3GPP 기기를 서빙하는 RG(302)의 위치 정보(예: 원격 ID 및 회로 ID)와 함께 표시된다. 일 실시예에서, SUPI는 RG(302)의 위치 정보(예: 액세스 노드의 원격 ID 및 회로 ID)이다. SUPI가 제공되지 않는 경우, 신원 요청 프로시저(identity request procedure)는 IF-CP(308)에 신원 요청 메시지를 전송하는 AMF(310)에 의해 개시될 것이다. IF-CP(308)는 SUPI를 포함하는 신원 응답 메시지(identity response message)로 응답한다. 일 실시예에서, 위치 정보는 액세스 노드 디지털 가입자 회선 액세스 멀티플렉서(access node digital subscriber line access multiplexer, DSLAM)에 대응하는 원격 ID 및 회로 ID를 식별할 수 있게 한다. 일 실시예에서, 임시 ID 또는 NSSAI는 5G 코어에서 AMF(310)의 위치 특정 및/또는 선택하는 데 사용된다. 등록 단계의 한 가지 목적은 RG(302)가 온라인 상태이고 합법적임을 AMF(310)에 알리는 것이다. 일 실시예에서, 등록 요청(326)은 IF-CP(308) 및/또는 BNG에 의해 생성되는 공유된 비밀을 포함한다.
등록 요청(326)에 이어서, 5G 코어에서의 인증 프로시저(324)는 RG(302)가 유효하고 합법적인지를 검증하기 위해 수행된다. 도시된 바와 같이, IF-CP(308) 및 AMF(310)는 인증 메시지를 교환하고 AMF(310), AUSF(312), UDM(314) 및 PCF(316)가 인증에 참여한다.
일 실시예에서, 두 개의 대안적인 인증 옵션이 존재한다. 첫 번째 옵션으로, 일반적인 3GPP 인증 프로시저가, 2017년 1월에 발행된, 3GPP TS23.502,“3rd Generation Partnership Project, Technical Specification Group Services and System Aspects, Procedures for the 5G System, Stage 2 (Release 15)"에 정의된 바와 같이, 수행되며, 이는 참조에 의해 본 출원에 포함된다. 두 번째 옵션으로, 5G Core와 BNG가 동일한 운영자에 의해 운영되거나 두 운영자 사이에 운영자 간 협정이 존재하는 경우, 그들은 미리 구성되거나, IF-CP(308) 및/또는 BNG CP(306)에 의해 도출 및 생성되어 AMF(310)를 통해 AUSF(312)/UDM(314)로 전송되는 비밀 키를 공유할 수 있다. 비밀 키는 RG(302)가 신뢰할 수 있는 운영자의 BNG에 의해 이미 인증되었고 그것이 신뢰할 수 있다는 것을 지시하는 데 사용된다. 이와 같이, 5G 코어(예: AMF(310), AUSF(312) 및 UDM(314)에서 더 이상 복잡한 인증/계산이 수행 될 필요가 없다. 이로써 간단하고 빠른 인증 프로시저가 가능해진다. 나머지 등록 프로시저는 3GPP TS23.502에 이미 정의된 프로시저와 동일할 수 있다.
인증(328)에 성공하면, AMF(310)는 등록 수락 메시지(330)를 IF-CP(308)에 전송한다. 일 실시예에서, 등록 수락 메시지(330)는 NAS 메시지이다. 그렇지 않으면, AMF(310)는 등록 거절 메시지(미도시)를 IF-CP(308)에 전송한다. 일 실시예에서, 등록 거절 메시지는 NAS 메시지이다.
등록 수락 메시지(330)를 수신하면, IF-CP(308)는 등록 완료 메시지(332)를 AMF(310)에 전송한다. 일 실시예에서, 등록 완료 메시지(332)는 NAS 메시지이다.
일 실시예에서, BNG는 이미 RG(302)를 인증하고 공유 비밀을 생성했기 때문에, IF-CP(308)는 AMF(310)를 통해 AUSF(312)에, 공유된 비밀을 전송할 수 있다. 공유된 비밀은 5G 코어가 5G 코어(106)(예:, AMF(310), AUSF(312), UDM(314))에서 더 복잡한 인증/계산을 수행할 필요없이 RG(302)를 빠르게 인증할 수 있게 한다. 따라서, 4회 또는 5회 왕복을 사용하는 정규의 인증 대신 2회 왕복으로 인증이 완료될 수 있다.
도 4는 N1'/N2' 인터페이스를 통한 세션 확립 프로시저를 나타낸 시퀀스도(400)이다. 시퀀스도(400)는 RG(402), AN(404), IF-UP(406), IF-CP(408), AMF(410), AUSF(412), UDM(414), PCF(416), SMF(418) 및 UPF(420) 중 하나 이상 사이의 상호작용을 나타내며, 이들은 도 1∼도 3에 유사하게 명명된 요소와 유사하다. 도시된 바와 같이, 제어 평면 인터페이스(N1'/N2')는 IF-CP(408)와 AMF(410) 사이에서 연장되고 사용자 평면 인터페이스(N3')는 IF-UP(406)과 UPF(420) 사이에서 연장된다. 도 4에 도시되지는 않았지만, RG(402), AN(404), IF-UP(406) 및 IF-CP(408)는 유선 네트워크(예: 유선 네트워크(104, 204))에 배치되는 한편 AMF(410), AUSF(412), UDM(414), PCF(416), SMF(418) 및 UPF(420)는 5G 네트워크(예: 5G 네트워크(108, 208))에 배치된다.
일 실시예에서, 비3GPP 기기(예: 도 2의 비3GPP 기기(210))를 서비스하는 RG(402)로부터의 서비스 요청은 세션 확립 프로시저를 트리거한다. 일 실시예에서, IF-CP(408)는 프로토콜 데이터 유닛(PDU) 세션 확립 요청(422)을 5G 코어의 AMF(410)에 전송한다. PDU 세션 확립 요청(422)은 RG(402)의 식별자(ID)를 포함한다.
다음으로, 5G 코어의 제어 평면에서의 AMF(410) 및 SMF(418)는 N11 SMF 요청 교환(424)에 참여한다. 이 교환 동안, PDU 세션 확립 요청(422) 메시지는 AMF(410)에 의해 SMF(418)에 전송된다. 5G 코어의 제어 평면에서의 SMF(418)는 UPF 선택 교환(426)에서 5G 코어의 사용자 평면에서의 UPF(420)를 선택하고 선택된 UPF(420)의 터널 종점 식별자(tunnel endpoint identifier, TEID)를 획득한다. SMF(418) 및 AMF(410)는 N11 응답 교환(428)에 참여한다. 이 교환 동안, 선택된 UPF(420)의 TEID는 SMF(418)에 의해 AMF(410)에 전송된다.
AMF(410)는 PDU 세션 확인응답(ACK) 메시지(430)를 유선 네트워크의 IF-CP(408)로 전송한다. PDU 세션 ACK(430)는 선택된 UPF(420)의 TEID를 포함한다. 그 후, IF-CP(408)는 메시지(432)에서 IF-UP(406)에 UPF(420)의 TEID를 제공한다. 응답으로, IF-UP(406)는 응답 메시지(434)에서 IF-CP(408)에 IF-UP(406)의 TEID를 제공한다. IF-UP(406)의 TEID 및 UPF(420)의 TEID를 사용하여, IF-UP(406)와 UPF(420)는 N3' 인터페이스를 사용한 세션을 확립할 수 있다. 일 실시예에서, IF-CP(408)는 PDU 세션 ACK(430)(일명, PDU 확립 수락 메시지)로부터 RG(402)의 인터넷 프로토콜(IP) 주소를 획득한다. 일 실시예에서, RG(402)의 IP 주소는 메시지(438)에서 RG(402)로 포워딩된다.
세션이 확립되면, BNG는 BNG와 5G 코어 사이에 터널을 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 터널은 5G 코어의 IF-UP(406)과 UPF(420) 사이에 연장되고, 도 1에 도시된 N3' 인터페이스에 대응한다. 일 실시예에서, 터널은 사용자 데이터용의 범용 패킷 무선 서비스 터널링 프로토콜(general packet radio service(GPRS) tunneling protocol for user data, GTP-U) 터널을 포함한다. 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, UPF(420)의 TEID는 데이터 패킷이 UPF(420)로 전송되는 경우에 IF-UP(406)에 의해 사용된다.
도 5는 BNG의 IF-UP(502)과 5G 코어의 UPF(504) 사이의 터널을 통해 데이터 패킷을 전송하는 데 이용되는 데이터 캡슐화 프로세스(500)이다. 참고로, 이 프로세스(500)는 RG(506)(N3D로 라벨링됨), AN(508), BNG UP(510), BNG CP 512, IF-CP(514), AMF(516), AUSF(518), UDM(520), PCF(522) 및 SMF(524)를 식별하며, 이들은 도 1∼도 4의 유사하게 명명된 요소와 유사하다. 일 실시예에서, RG(506)와 AN(508) 사이의 인터페이스(일명, U 인터페이스)와 AN(508)과 BNG 사이의 인터페이스(일명, V 인터페이스)의 프로토콜 스택은 IP 또는 IPoE에 대응한다. 따라서, 데이터 패킷(526)은 도 5에 도시된 바와 같이 IP 헤더(528) 및 페이로드(530)를 포함한다.
비3GPP 기기(예: 도 2의 비3GPP 기기(210))가 데이터 패킷(526)을 BNG에 전송하는 경우, 사용자 평면에서의 IF-UP(502)은 IP-in-IP 캡슐화를 사용하여 데이터 패킷(526)을 캡슐화한다. 이러한 캡슐화 동안, 외부 IP 헤더(532) 및 터널 헤더(534)가 도 5에 도시된 바와 같이 데이터 패킷(526)에 추가된다. 일 실시예에서, 터널 헤더(534) 중 하나 이상은 GTP-U 헤더를 포함한다. 터널 헤더(534) 중 적어도 하나는 데이터 패킷(526)을 수신하도록 선택된 UPF(504)의 TEID를 포함한다. 이와 같이, 데이터 패킷(526)은 N3' 인터페이스를 통한 터널을 통해 원하는 UPF(504)로 보내진다. 유사한 방식으로, IF-UP(502)의 TEID는 데이터 패킷(526)이 UPF(504)에 의해 비3GPP를 향해 전송되는 경우에 터널 헤더(534)의 필드(533)(예: 옥텟 5-8) 중 하나에 포함될 수 있다. 도시된 바와 같이, 필드(533)들은 실제 애플리케이션에서 다양한 기타른 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, GTP-U 이외의 터널링 프로토콜이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, IF-UP(502)과 UPF(504) 사이의 N3'을 통한 터널링 프로토콜은 일반 라우트 캡슐화(GRE)를 포함 할 수있다. GRE에 대한 자세한 내용은 “GRE(Generic Routing Encapsulation)”라는 제목의 IETF(Internet Engineering Task Force) RFC(Request for Comments) 2784 문서(2000년 5월자), 및 "Key and Sequence Number Extensions to GRE"라는 제목의 IETF RFC 2890 문서(2000년 9월자)에서 찾을 수 있은, 그 각각은 인용에 의해 본 출원에 포함된다. 일 실시예에서, IF-UP(502)과 UPF(504) 사이의 N3'을 통한 터널링 프로토콜은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.1ad에 기술된 바와 같이 이더넷 기반(Ethernet-based) 가상 근거리 통신망(virtual local area network, VLAN) 계층(Layer) 2 터널링일 수 있으며, 이는 2006년 5월 26일자로 공개된 QinQ로서 비공식적으로 공지되어 있으며, 이는 인용에 의해 본 출원에 포함한다. IP 터널링에 관한 추가 세부 사항은 "IP in IP Tunneling"라는 제목의 IETF RFC 1853 문서(1995년 10월자 )에서 찾을 수 있으며, 이는 인용에 의해 본 출원에 포함된다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크 기기(600)의 개략도이다. 네트워크 기기(600)는 여기에 설명된 바와 같이 개시된 실시예를 구현하기에 적합하다. 네트워크 기기(600)는 데이터를 수신하기 위한 진입 포트(610) 및 수신기 유닛(Rx)(620); 데이터를 처리하기 위한 프로세서, 논리 유닛 또는 중앙 처리 유닛(CPU)(630); 데이터를 전송하기 위한 송신기 유닛(Tx)(640) 및 진출 포트(650); 및 데이터를 저장하기 위한 메모리(660)를 포함한다. 네트워크 기기(600)는 또한 광 또는 전기 신호의 진출 또는 진입을 위해 진입 포트(ingress port)(610), 수신기 유닛(620), 송신기 유닛(640), 및 진출 포트(egress port)(650)에 연결된 광-전기(optical-to-electrical, OE) 구성요소 및 전기-광(electrical-to-optical, EO) 구성요소를 포함할 수 있다.
프로세서(630)는 하드웨어 및 소프트웨어에 의해 구현된다. 프로세서(630)는 하나 이상의 CPU 칩, 코어들(예: 멀티 코어 프로세서), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field-programmable gate array, FPGA), 주문형 반도체(application specific integrated circuit, ASIC) 및 디지털 신호 프로세서(digital signal processor, DSP)로 구현될 수 있다. 프로세서(630)는 진출 포트(610), 수신기 유닛(620), 송신기 유닛(640), 출구 포트(650) 및 메모리(660)와 통신한다. 프로세서(630)는 연동 기능 모듈(670)을 포함한다. 연동 기능 모듈(670)은 전술한 개시된 실시예를 구현한다. 예를 들어, 연동 기능 모듈(670)은 IF-CP(166) 및/또는 IF-UP(168)의 기능을 구현할 수 있다. 예를 들어, 연동 기능 모듈(670)은 등록 및 인증 프로시저, 세션 확립 프로시저, 캡슐화 등에 참여한다. 따라서 연동 기능 모듈(670)의 포함은 네트워크 기기(600)의 기능성을 실질적으로 향상시키고 네트워크 기기(600)의 다른 상태로의 변환에 영향을 미친다. 대안적으로, 연동 기능 모듈(670)은 메모리(660)에 저장되고 프로세서(630)에 의해 실행되는 명령어로서 구현된다. 일 실시예에서, 연동 기능 모듈(670)은 네트워크 기기(600) 외부에서 구현된다. 즉, 연동 기능 모듈(670)은 네트워크 기기(600)와 상호작용하는 독립형 기능이다.
메모리(660)는 하나 이상의 디스크, 테이프 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브를 포함하고, 오버플로 데이터 저장 기기(over-flow data storage device)로서 사용되어, 그러한 프로그램이 실행을 위해 선택되는 경우에 프로그램을 저장하고, 프로그램 실행 중에 판독되는 명령어 및 데이터를 저장한다. 메모리(660)는 휘발성 및/또는 비휘발성 일 수 있으며, 판독 전용 메모리(read-only memory, ROM), 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM), TCAM(Ternerary Content-Addressable Memory) 및/또는 정적 랜덤 액세스 메모리(static random-access memory, SRAM)일 수 있다.
도 7은 유선 네트워크와 5G 네트워크 사이의 통신을 용이하게 하는 방법(700)이다. 이 방법은 BNG(예: 도 1의 BNG(102))에 의해 구현될 수 있다. 단계 702에서, BNG의 제어 평면에서의 IF-CP(예: IF-CP(308))는 5G 네트워크에서 5G 코어의 AMF(예: AMF(310))에 등록 요청 메시지(예: 등록 요청 메시지(326))를 송신한다. 일 실시예에서, 등록 요청 메시지는 유선 네트워크에서의 RG(예: 302)에 대응하는 위치 정보를 갖는 임시 식별자를 실어 전달한다. 단계 704에서, IF-CP는 인증 메시지를 5G 코어의 AMF와 교환하여 RG를 인증한다. 일 실시예에서, 인증 메시지 중 하나는 위에서 논의된 바와 같이 빠른 인증(예: 2회 왕복의 고속 인증)을 가능하게 하는 공유된 비밀을 포함한다. 단계 706에서, IF-CP는 등록 메시지를 5G 코어와 교환하여 등록을 완료한다.
단계 708에서, IF-CP는 PDU 세션 확립 요청(예: 세션 확립 요청(422))을 5G 코어의 AMF에 송신한다. 일 실시예에서, PDU 세션 확립 요청은 RG의 ID(예: RG(402))를 실어 전달한다. PDU 세션 확립 메시지를 수신한 것에 응답하여, AMF는 N11 SMF 요청(예: N11 요청 교환(424))을 SMF(예: SMF(418))에 송신한다. N11 SMF 요청을 수신한 후, SMF는 UPF 선택 메시지(예: UPF 선택 교환(426) 동안)를 UPF와 교환함으로써 UPF를 선택한다. 다음으로, UPF는 5G 코어의 UPF의 TEID를 SMF에 제공하고, SMF는 UPF의 TEID를 포함하는 N11 SMF 응답(예: N11 SMF 응답(428))을 AMF에 송신한다.
단계 710에서, IF-CP는 AMF로부터 선택된 UPF의 TEID를 실어 전달하는 PDU 세션 ACK(예: PDU 세션 ACK(430))를 수신하고 세션을 확립한다. 단계 712에서, IF-CP는 UPF의 TEID를 IF-UP에 제공하여, IF-UP가 세션에 기초하여 터널을 확립하고, 5 G 코어에서의 UPF의 TEID를 포함하는 터널 헤더로 데이터 패킷을 캡슐화하여, 터널을 통해 5G 코어에 데이터 패킷을 송신할 수 있도록 한다.
전술한 내용으로부터, 본 개시는 유선 네트워크를 5G 네트워크에 연결하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다는 것이 이해되어야 한다. 유선 네트워크의 BNG에 IF-CP 및 IF-UP을 부가하면 연결이 용이하게 된다. BNG와 5G 코어 사이에 비밀 키를 공유함으로써 단순화된 인증/등록 프로세스가 제공된다.
유선 네트워크의 광대역 네트워크 게이트웨이(BNG). BNG는 제어 평면에서의 연동 기능(IF-CP) 수단 - IF-CP 수단은 제어 평면에서의 연동 기능(IF-CP)을 포함하는 BNG는, 유선 네트워크의 BNG와 5세대(5G) 네트워크의 5G 코어 사이에 제어 평면 인터페이스(N1'/N2')를 사용하여 BNG의 제어 평면을 5G 코어의 제어 평면에 연결하도록 구성됨 -; 사용자 평면에서의 연동 기능(IF-UP) 수단 - IF-UP 수단은 유선 네트워크의 BNG와 5G 네트워크의 5G 코어 사이에 사용자 평면 인터페이스(N3')를 사용하여 BNG의 사용자 평면을 5G 코어의 사용자 평면에 연결하도록 구성됨 -; 및 BNG의 사용자 평면과 5G 코어의 사용자 평면이 연결된 후에 5G 코어를 향해 데이터 패킷을 송신하도록 구성된 송신 수단을 포함한다.
유선 네트워크에서의 광대역 네트워크 게이트웨이(BNG). BNG는 제어 평면(IF-CP)에서의 연동 기능(IF-CP) 수단; 및 사용자 평면에서의 연동 기능(IF-UO) 수단을 포함한다. IF-CP는, 5세대(5G) 네트워크의 5G 코어와 복수의 등록 메시지를 교환하여 유선 네트워크의 주거용 게이트웨이를 등록하고 - 등록 메시지 중 적어도 하나는 주거용 게이트웨이에 대응하는 임시 식별자(ID)를 포함함 -; 5G 코어와 복수의 인증 메시지를 교환하여 주거용 게이트웨이를 인증하고; 5G 코어와 복수의 세션 메시지를 교환하여 BNG와 5G 코어 사이에 세션을 확립하도록 구성되고 - 세션 메시지 중 하나는 BNG에 대한 터널 종점 ID를 포함하고, 세션 메시지의 다른 것은 5G 코어에서의 사용자 평면 기능(UPF)에 대한 터널 종점 ID를 포함함 -; IF-UP 수단은 세션의 확립 후에 BNG와 5G 코어 사이에 터널을 설정하도록 구성된다.
유선 네트워크와 5세대(5G) 네트워크 사이의 통신을 용이하게 하는 방법. 이 방법은, 광대역 네트워크 게이트웨이(BNG)의 제어 평면에서의 연동 기능(IF-CP) 수단이 5G 네트워크의 5G 코어에 등록 요청을 송신하는 단계 - 등록 요청은 유선 네트워크의 거주용 게이트웨이(RG)에 대응하는 위치 정보와 함께 임시 식별자(ID)를 실어 전달함 -; IF-CP 수단이 5G 코어와 복수의 인증 메시지를 교환하여 RG를 인증하는 단계; IF-CP 수단이 5G 코어와 복수의 등록 메시지를 교환하여 등록을 완료하는 단계; IF-CP 수단이 5G 코어에 프로토콜 데이터 유닛(PDU) 세션 확립 요청을 송신하는 단계 - PDU 세션 확립 요청은 RG의 식별자를 실어 전달함 -; 5G 코어로부터, PDU 세션 확인응답(ACK)을 수신하고 세션을 확립하는 단계 - PDU 세션 ACK는 5G 코어에서의 사용자 평면 기능(UPF)의 TEID를 실어 전달함 -; IF-CP 수단이 5G 코어에서의 UPF의 TEID를 BNG의 사용자 평면(IF-UP) 수단에 제공하여, BNG의 IF-UP 수단이 세션에 기초하여 터널을 확립할 수 있도록 하는 단계; 5G 코어에서의 UPF의 TEID를 포함하는 터널 헤더로 데이터 패킷을 캡슐화하는 단계; 및 데이터 패킷을 터널을 통해 5G 코어에 송신하는 단계를 포함한다.
본 개시에서 여러 실시예를 제공하였지만, 개시된 시스템 및 방법은 본 개시의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서 많은 다른 구체적인 형태로 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 본 예들은 예시적이고 비한정적인 것으로 간주되어야 하며, 그 의도는 여기에 제공된 세부 사항으로 한정되는 않아야 한다. 예를 들어, 다양한 요소 또는 구성요소가 다른 시스템에 결합되거나 통합될 수 있거나, 특정 특징이 생략되거나 구현되지 않을 수 있다.
또한, 다양한 실시예에서 개별 또는 분리된 것으로 기술되고 예시된 기술, 시스템, 서브시스템 및 방법은 본 개시의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 시스템, 모듈, 기술 또는 방법과 결합되거나 통합될 수 있다. 서로 연결 또는 직접 연결 또는 통신하는 것으로 도시되거나 논의된 다른 항목들은 전기적으로, 기계적으로 또는 다른 방식으로 일정한 인터페이스, 기기 또는 중간 구성요소를 통해 간접적으로 연결되거나 통신할 수 있다. 변경, 대체 및 개조의 다른 예는 당업자에 의해 확인될 수 있으며 여기에 개시된 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.

Claims (29)

  1. 유선 네트워크의 네트워크 디바이스로서,
    명령어를 포함하는 메모리; 및
    상기 메모리에 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 명령어를 실행하여, 상기 네트워크 디바이스로 하여금:
    유선 네트워크에서 주거용 게이트웨이를 등록하기 위해 무선 네트워크의 코어 네트워크에 등록 요청을 전송하고 - 상기 등록 요청은 주거용 게이트웨이에 대응하는 임시 식별자를 포함함 - ;
    상기 네트워크 디바이스와 상기 코어 네트워크 사이의 세션을 확립하기 위해 상기 코어 네트워크와 세션 메시지를 교환하고 - 상기 세션 메시지 중의 하나의 메시지는 상기 네트워크 디바이스에 대한 터널 종점 식별자를 포함하고, 상기 세션 메시지 중의 다른 메시지는 상기 코어 네트워크의 사용자 평면 기능 구성요소에 대한 터널 종점 식별자를 포함함 - ;
    상기 네트워크 디바이스와 상기 코어 네트워크 사이의 터널이 확립된 후에, 상기 코어 네트워크를 향해 데이터 패킷을 전송하도록 야기하는, 네트워크 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 등록 요청이, 상기 네트워크 디바이스로부터 상기 코어 네트워크의 제어 평면의 액세스 및 이동성 관리 기능 구성요소에 송신되는, 네트워크 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 디바이스의 사용자 평면이, 상기 터널을 통한 데이터 패킷의 전송을 위해 터널 헤더로 상기 데이터 패킷을 캡슐화하도록 구성되는, 네트워크 디바이스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 터널 헤더는 상기 사용자 평면 기능 구성요소의 터널 종점 식별자를 포함하는, 네트워크 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 등록 요청은, 상기 코어 네트워크가 인증을 위한 계산을 수행할 필요가 없도록 하기 위해, 상기 코어 네트워크의 액세스 관리 이동성 기능에 의해 상기 코어 네트워크의 인증 서버 기능에 전송되는, 네트워크 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 등록 요청은, 상기 주거용 게이트웨이가 액세스 네트워크 또는 상기 네트워크 디바이스에 의해 이미 인증되었음을 나타내는 지시를 포함하는, 네트워크 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 등록 요청은, 비밀 키를 포함하고, 상기 비밀 키는 상기 주거용 게이트웨이가 액세스 네트워크 또는 상기 네트워크 디바이스에 의해 이미 인증되어 있음을 나타내기 위해 사용되는 것인, 네트워크 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 임시 식별자는 상기 유선 네트워크의 주거용 게이트웨이에 대응하는 위치 정보와 연관되어 있는, 네트워크 디바이스.
  9. 유선 네트워크와 무선 네트워크 사이의 통신을 구축하는 방법으로서,
    네트워크 디바이스가, 무선 네트워크의 코어 네트워크에 등록 요청을 전송하는 단계 - 상기 등록 요청은 유선 네트워크의 주거용 게이트웨이에 대응하는 임시 식별자를 운반함 - ;
    상기 네트워크 디바이스가, 상기 코어 네트워크에 세션 확립 요청을 전송하는 단계;
    상기 코어 네트워크로부터, 세션 수신확인(acknowledgement)을 수신하고, 세션을 구축하는 단계 - 상기 세션 수신확인은 상기 코어 네트워크의 사용자 평면 기능의 터널 종점 식별자를 운반함 - ;
    상기 코어 네트워크와 상기 네트워크 디바이스 사이의 터널이 확립된 후에, 상기 코어 네트워크를 향해 데이터 패킷을 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 코어 네트워크의 사용자 평면 기능의 터널 종점 식별자를 포함하는 터널 헤더로 데이터 패킷을 캡슐화하는 단계; 및
    상기 터널을 통해 데이터 패킷을 상기 코어 네트워크에 전송하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 등록 요청은 상기 주거용 게이트웨이가 액세스 네트워크 또는 상기 네트워크 디바이스에 의해 이미 인증되었음을 나타내는, 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 터널은 사용자 데이터 터널을 위한 일반 패킷 무선 서비스 터널링 프로토콜을 포함하는, 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 네트워크 디바이스의 사용자 평면과 상기 코어 네트워크의 사용자 평면 기능 사이의 터널은 이더넷 기반의 가상 근거리 네트워크 Layer 2 터널 또는 일반 루트 캡슐화 터널을 포함하는, 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 등록 요청은 상기 네트워크 디바이스의 사용자 평면으로부터 상기 코어 네트워크의 제어 평면의 액세스 및 이동성 관리 기능에 전송되는, 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 등록 요청은, 상기 코어 네트워크가 인증을 위한 계산을 수행할 필요가 없도록 하기 위해, 상기 코어 네트워크의 액세스 관리 이동성 기능에 의해 상기 코어 네트워크의 인증 서버 기능에 전송되는, 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 등록 요청은, 상기 주거용 게이트웨이가 액세스 네트워크 또는 상기 네트워크 디바이스에 의해 이미 인증되었음을 나타내는 지시를 포함하는, 방법.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 등록 요청은 상기 주거용 게이트웨이의 식별을 포함하는 비-액세스 계층 메시지를 운반하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 주거용 게이트웨이의 식별은 액세스 노드의 원격 식별 또는 회로 식별을 포함하는, 방법.
  19. 제9항에 있어서,
    상기 등록 요청은 상기 주거용 게이트웨이의 위치 정보를 포함하는 가입자 영구 식별자를 운반하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 주거용 게이트웨이의 위치 정보는 액세스 노드의 회로 식별 또는 원격 식별을 포함하는, 방법.
  21. 제9항에 있어서,
    상기 등록 요청은 인증 메시지를 포함하고, 상기 인증 메시지는 상기 주거용 게이트웨이가 인증, 권한부여, 계정(authorization, accounting, AAA) 구성요소에 의해 이미 인증되었음을 나타내기 위해 사용되는, 방법.
  22. 제9항에 있어서,
    상기 등록 요청은, 비밀 키를 포함하고, 상기 비밀 키는 상기 주거용 게이트웨이가 액세스 네트워크 또는 상기 네트워크 디바이스에 의해 이미 인증되어 있음을 나타내기 위해 사용되는 것인, 방법.
  23. 제9항에 있어서,
    상기 임시 식별자는 상기 유선 네트워크의 주거용 게이트웨이에 대응하는 위치 정보와 연관되어 있는, 방법.
  24. 시스템으로서,
    유선 네트워크의 네트워크 디바이스; 및
    코어 네트워크의 액세스 및 이동성 관리 기능 구성요소
    를 포함하고,
    상기 액세스 및 이동성 관리 구성요소는:
    상기 네트워크 디바이스에 연결된 주거용 게이트웨이를 등록하기 위해 상기 네트워크 디바이스로부터 등록 요청을 수신하고 - 상기 등록 요청은 상기 주거용 게이트웨이에 대응하는 임시 식별자를 포함함 - ;
    상기 주거용 게이트웨이를 위한 세션을 확립하기 위해 상기 네트워크 디바이스로부터 세션 확립 메시지를 수신하고;
    상기 네트워크 디바이스에 세션 수신확인을 전송하며 - 상기 세션 수신확인은 상기 코어 네트워크의 사용자 평면 기능 구성요소의 터널 종점 식별자를 운반함 - ;
    여기서 상기 네트워크 디바이스는 상기 코어 네트워크의 사용자 평면 기능 구성요소와 상기 네트워크 디바이스 사이에서 터널이 확립된 후에 상기 코어 네트워크를 향해 데이터 패킷을 전송하도록 구성되는, 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 코어 네트워크의 인증 서버 기능 구성요소를 더 포함하고, 상기 인증 서버 기능 구성요소는,
    상기 액세스 및 이동성 관리 기능 구성요소로부터 인증 메시지를 수신하도록 구성되어 있고, 상기 인증 메시지는 상기 인증 서버 기능 구성요소가 인증을 위한 계산을 수행할 필요가 없음을 나타내는, 시스템.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 인증 서버 기능 구성요소는,
    상기 인증이 성공이라는 것을 나타내는 인증 응답을 상기 액세스 및 이동성 관리 기능 구성요소에 전송하도록 구성되어 있는, 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 액세스 및 이동성 관리 기능 구성요소는,
    상기 액세스 및 이동성 관리 기능 구성요소가 상기 인증 서버 기능 구성요소로부터 상기 인증 응답을 수신한 후에 상기 네트워크 디바이스에 등록 수락 메시지를 전송하도록 구성되어 있는, 시스템.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 등록 요청은, 비밀 키를 포함하고, 상기 비밀 키는 상기 주거용 게이트웨이가 액세스 네트워크 또는 상기 네트워크 디바이스에 의해 이미 인증되어 있음을 나타내기 위해 사용되는 것인, 시스템.
  29. 제26항에 있어서,
    상기 임시 식별자는 상기 유선 네트워크의 주거용 게이트웨이에 대응하는 위치 정보와 연관되어 있는, 시스템.
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