KR20080000200A - Apparatus and method of vertical network interworking - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이종망간 연동 구성을 도시하는 도면.1 is a diagram illustrating a heterogeneous interworking configuration according to an embodiment of the present invention.
도 2는 CPE와 WLAN의 AP 간의 인증 절차를 나타내는 도면2 is a diagram illustrating an authentication procedure between an AP of a CPE and a WLAN;
본 발명은 이종망간 연동 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 WiBro 시스템, IEEE 802.16d, 및 IEEE 802.16e 등(이하, 802.16 시스템이라 함)을 서비스하는 네트워크와 무선랜(WLAN) 서비스를 제공하는 네트워크를 연동하여, 802.16 시스템에서 무선랜 서비스를 제공하여 종래보다 폭넓은 가입자를 확보할 수 있도록 하는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a device and a method for interworking between heterogeneous networks, and more particularly, to a network for serving a WiBro system, an IEEE 802.16d, and an IEEE 802.16e (hereinafter, referred to as an 802.16 system) and a network for providing a WLAN service. In association with the present invention, an apparatus and method for providing a WLAN service in an 802.16 system to secure a wider subscriber than in the related art.
최근 무선 멀티미디어 시대를 맞이하여 대용량의 데이터를 무선채널을 이용하여 고속으로 전송해야 할 필요성이 절실해지면서, 이동 채널 및 무선 채널을 통한 인터넷 서비스를 지원하기 위해 무선·고속 데이터 전송 시스템에 대하여 전세계적으로 활발하게 연구되고 있다.In the recent era of wireless multimedia, the necessity of transmitting large amounts of data at high speed using wireless channels is urgently needed, and thus, global wireless and high-speed data transmission systems are needed to support Internet services through mobile channels and wireless channels. Is being actively researched.
즉, 현재 사용되는 제3세대(3rd Generation) 통신 시스템의 최대 전송속도는 정지상태에서 2Mbps이므로, 약 100Mbps의 전송속도를 목표로 하는 제4세대(4G: 4th Generation : 이하 4G라 함) 통신 시스템에서 다양한 서비스 품질(Quality of Service : 이하 QoS라 함)을 갖는 서비스들을 사용자들에게 제공하고자 한다. 이에 따라, 현재 20Mbps ~ 50Mbps의 전송 속도로 비교적 높은 전송 속도를 보장하는 무선 랜(Wireless Local Area Network) 및 802.16 시스템에 이동성(mobility)과 QoS를 보장하는 형태로 새로운 통신 시스템을 개발하여 상기 4G 통신 시스템에서 제공하고자 하는 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.That is, since the maximum transmission speed of the currently used 3rd generation communication system is 2 Mbps in the stationary state, the 4th generation (4G: 4G) communication system aiming at a transmission rate of about 100 Mbps To provide users with various quality of service (hereinafter referred to as QoS) to users. Accordingly, a new communication system has been developed in the form of guaranteeing mobility and QoS in a wireless local area network (WLAN) and an 802.16 system that guarantee a relatively high transmission speed at a transmission rate of 20Mbps to 50Mbps. Researches are being actively conducted to support high-speed services to be provided by the system.
여기서, 상기 무선 랜은 1999년 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 기반으로 종래 유선 랜의 확장을 위하여 옥내에, 사람들이 붐비는 도심 및 대학 도서관 등과 같은 한정된 지역에서 정지 상태의 사용자들에 대하여 근거리 통신용으로 개발되었다. 상기 무선 랜은 핫스팟 (Hot spot) 구간 내에서 기술 표준에 따라 최고 11~54Mbps의 고속 전송속도로 인터넷 접속을 제공한다. Here, the WLAN is based on the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 in 1999 for the users of the stationary state in a limited area such as indoor, crowded downtown and university library for the expansion of the conventional wired LAN. It was developed for near field communication. The WLAN provides Internet access at a high data rate of up to 11-54 Mbps in accordance with technical standards within a hot spot.
또한, 상기 핫스팟 구축을 위한 접속점 (Access Point, 이하 "AP"라 칭하기로 한다.) 의 비용이 저렴할 뿐만 아니라, 설치가 용이하다는 장점을 갖고 있다. In addition, the cost of the access point (hereinafter referred to as "AP") for establishing the hot spot is not only low in cost, but also has an advantage of easy installation.
하지만, 상기 무선 랜의 반경이 100m 내외로 서비스 영역 (Service Coverage)이 협소하여 상기 영역을 광역화하기 위해서는 매우 많은 수의 AP가 요구된다. 또한, 상기 핫 스팟 내에서는 이동 중의 서비스 제공도 어렵다는 단점을 갖고 있다. However, as the radius of the wireless LAN is about 100m and a service area is narrow, a very large number of APs are required to widen the area. In addition, there is a disadvantage that it is difficult to provide a service while moving in the hot spot.
다음으로 상기 802.16 시스템은, 휴대인터넷 단말을 이용하여, 정지 및 보 행, 그리고 중속 (최대 시속 60km/h)의 이동 중에 언제, 어디서나 고속으로 끊김없이 무선 인터넷 접속이 가능한 서비스이다. 특히, 상기 802.16 시스템은 다양한 초고속 무선 멀티미디어 서비스를 원활하게 제공할 수 있는 1Mbps 이상의 전송속도를 제공하여, 노트북, PDA 또는 스마트폰 등의 다양한 멀티미디어 단말을 지원할 수 있다.Next, the 802.16 system is a service capable of seamlessly accessing the wireless Internet anytime, anywhere at high speed during stop, walk, and movement at medium speed (up to 60 km / h) using a portable Internet terminal. In particular, the 802.16 system can support a variety of multimedia terminals, such as notebooks, PDAs or smartphones by providing a transmission speed of 1Mbps or more that can smoothly provide a variety of ultra-high speed wireless multimedia services.
더욱이, 셀 반경이 10km 내외이며, 망 구성을 통하여 전국적인 광역 서비스가 가능하다. 상기 802.16 시스템은 이동 중에도 끊김 없는 서비스(seamless service)를 제공하는데, 주로 중/저속의 전송 속도로 고속 이동 상태의 사용자에게 인터넷과 같은 서비스를 제공하는데 적합한 무선인터넷 기술이다. Moreover, the cell radius is around 10km, and nationwide wide area service is possible through network configuration. The 802.16 system provides a seamless service even while moving. The 802.16 system is a wireless Internet technology suitable for providing a service such as the Internet to a user of a high speed mobile state at a medium / low speed transmission speed.
상기 무선 랜 서비스를 받는 사용자가 이동성에 강점을 갖는 예를 들어 802.16 시스템과 같은 서비스를 제공받고자 할 때, 양 시스템은 자신에게 속한 단말에만 서비스를 할 수 있을 뿐, 양 시스템을 연동하여 이종망에 속한 단말에 서비스를 제공할 수 있는 규격 자체가 종래에는 없었다. When a user receiving the wireless LAN service is provided with a service such as an 802.16 system having strengths in mobility, both systems can only serve a terminal belonging to their own mobile station. There is no conventional standard itself that can provide a service to a terminal to which it belongs.
다시 말해서, 이동성의 강점이 있는 802.16 시스템을 구성할 경우, 802.16 계열 규격으로 사업하는 사업자는 핫 스팟 영역(Hot Spot Area) 내의 WLAN(802.1x) 가입자를 수용할 수 없어서 802.1x 가입자 확보가 불가능하였다.In other words, when configuring an 802.16 system with strengths in mobility, operators operating in the 802.16 series standard could not accommodate WLAN (802.1x) subscribers in a hot spot area, thus making it impossible to secure 802.1x subscribers. .
따라서, 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 예를 들어 802.16 시스템과 같은 이동통신 망이 WLAN 802.1x 망과 연동하여 802.1x TE에 서비스를 제공할 수 있는 것을 목적으로 한다. Accordingly, an object of the present invention is to solve such a problem, for example, a mobile communication network such as an 802.16 system may provide a service to an 802.1x TE by interworking with a WLAN 802.1x network.
보다 구체적으로는, 예를 들어 802.16 계열 Network 구성 시 사업자는 Hot Spot Area 내의 WLAN(802.1x) 가입자를 수용할 수 있도록 함으로써, 802.16 계열 규격으로 사업하는 사업자에게 802.1x 가입자 확보를 가능하게 하는 것을 목적으로 한다. More specifically, for example, when the 802.16 series network is configured, the operator can accommodate WLAN (802.1x) subscribers in the hot spot area, thereby enabling the 802.1x subscriber acquisition to operators operating in the 802.16 series standard. It is done.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1 양태에 따르면, 이종망을 연동시키기 위한 장치에 있어서, WLAN 서비스를 사용하는 단말과, WLAN 서비스를 제공하는 IEEE 802.1x 네트워크와, IEEE 802.16 계열 서비스를 제공하는 네트워크와, 상기 IEEE 802.16 계열 네트워크 서비스를 받으며, 상기 IEEE 802.1x 네트워크와 IEEE 802.16 계열 네트워크를 연동시키는 결합형 단말을 포함하는 것을 특징으로 한다.In accordance with a first aspect of the present invention for achieving the above objects, there is provided an apparatus for interworking heterogeneous networks, comprising: a terminal using a WLAN service, an IEEE 802.1x network providing a WLAN service, and an IEEE 802.16 series service And a combined terminal for receiving the IEEE 802.16 series network service and interworking the IEEE 802.1x network and the IEEE 802.16 series network.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 이종망을 연동시키기 위한 방법에 있어서, IEEE 802.1x 네트워크 내의 단말에 WLAN 서비스를 제공하는 단계와, IEEE 802.16 계열 네트워크와 상기 IEEE 802.1x 네트워크를 연동시켜 상기 단말에게 상기 IEEE 802.16계열 서비스를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for interworking heterogeneous networks, the method comprising: providing a WLAN service to a terminal in an IEEE 802.1x network, and interworking an IEEE 802.16 series network and the IEEE 802.1x network to the terminal; It characterized in that it comprises the step of providing the IEEE 802.16 series services.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 벗어날 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. In the following description of the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations will be omitted.
먼저, 도 1의 참조 부호에 대하여 간략히 설명하기로 한다. First, reference numerals of FIG. 1 will be briefly described.
참조 부호 1은 CPE(Customer Premise Equipment)를 나타낸다. 상기 참조부호 1은 예를 들어, IEEE 802.16e + IEEE 802.1x, UTP(Unshielded Twist Pair), USB(Universal Serial Bus) 인터페이스, AAA(Authentication, Athorization, Accounting) 클라이언트를 지원할 수 있다. 참조 부호 2는 IP(Internet Protocol) 디바이스 혹은 USB or UTP를 통해 화상을 전달하는 화상 CAM을 나타낸다. Reference numeral 1 denotes a customer premise equipment (CPE). Reference numeral 1 may support, for example, IEEE 802.16e + IEEE 802.1x, Unshielded Twist Pair (UTP), Universal Serial Bus (USB) interface, and AAA (Authentication, Athorization, Accounting) client.
또한, 참조 부호 3은 802.1x 액세스 포인트(AP; Access Point)(IP를 갖고 있는 경우 혹은 그렇지 않은 경우)를 나타내며, 참조 부호 4는 802.1x TE(Terminal Equipment)를 나타낸다. In addition,
또한, 참조 부호 5는 AAA 클라이언트를 나타내며, 참조 부호 6은 RAS(Radio Access System)를 나타낸다.
또한, 참조 부호 7은 ACR(Access Control Router)을 나타내며, 참조 부호 8은 AAA 서버를 나타낸다. In addition,
또한, 참조 부호 9는 OTA(over-the-air) 서버를 나타내며, 참조 부호 10은 802.16e 네트워크를 나타낸다. Further, reference numeral 9 denotes an over-the-air server, and
또한, 참조 부호 11은 802.1x 네트워크를 나타내며, 참조 부호 12는 802.16e PSS(Portable Subscriber Station)를 나타낸다.
또한, 참조 부호 13은 인터넷으로부터 ACR까지의 업링크 네트워크를 나타내며, 참조 부호 14는 ACR과 RAS 간의 다운링크 백홀(Downlink BackHaul)을 나타낸다. Further,
또한, 참조 부호 15는 다이어미터 기반 프로토콜(Diameter Base Protocol)을 나타내며, 참조 부호 16은 유선을 나타내고 있다.
또한, 참조 부호 17은 IEEE 802.16e를 나타내며, 참조 부호 18은 유선을 나타내고 있다.
또한, 참조 부호 19는 유선 혹은 WLAN(802.1x)을 나타내며, 참조 부호 20은 802.16e 백홀을 통한 상기 참조 부호 19 이하 WLAN(802.1x) TE의 인증으로, 프로토콜 게이트웨이를 나타낸다. Further,
다음으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이종망간 연동 방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다. Next, the heterogeneous interworking method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
도 1을 참조하면, 참조 부호 12는 802.16e 규격을 만족하는 단말이며, 참조 부호 1은 CPE로서 참조 부호 12의 범주에서 볼 때 결합형 단말에 속하지만, 참조 부호 1은 2개의 프로토콜 간의 게이트웨이(Gateway)를 갖는 것이 참조 부호 12와의 차이점이다. 참조 부호 1에는 802.16e 및 WLAN(802.1x) 기능이 탑재되어 WLAN 가입자가 802.16e 망을 백홀로 이용하여 802.16e 망의 인증 및 과금을 받을 수 있다. 이러한 기능을 구현하기 위해 필요한 것이 WAG(WLAN Access Gateway)이다. 상기 WAG는 802.16e 모듈과 WLAN 모듈 간의 인터페이스를 처리하며, 양 모듈 간의 Security Association을 생성 또는 유지하고, 또한 권한 부여(Authorization) 절차를 처리한다.Referring to FIG. 1,
도 2를 참조하면, 802.16e에 접속한 WLAN 단말에 대한 서비스 인증(service authentication)에 성공한 경우에, 상기 단말의 요청에 따라 IP 주소를 할당한다. 도 1의 AAA 서버가 서비스 인증 결과와 함께 단말의 고정(static) IP 주소를 전달 하는 경우, AAA 서버가 전달한 IP 주소를 WLAN 단말에 할당한다. 그렇지 않은 경우에는, DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 또는 IPCP(IP Control Protocol) 등의 절차에 따라 단말의 IP 주소를 할당한다. 모바일(Mobile) IP 서비스 가입자를 수용하기 위해서는 FA 기능을 수행한다. 또한, 802.16e에 접속한 WLAN 단말에게 전달되는 유저 트래픽을 처리하고, 802.16e의 WAG로부터 APC로의 인터페이스를 통해 수신한 사용자 트래픽에 대한 IP 라우팅 기능을 수행한다. 802.16e에 접속한 WLAN 사용자 및 단말에 대한 과금 정보를 수집하고 AAA 서버에게 전달한다. Referring to FIG. 2, when service authentication is successful for a WLAN terminal connected to 802.16e, an IP address is allocated according to a request of the terminal. When the AAA server of FIG. 1 delivers a static IP address of the terminal together with the service authentication result, the AAA server allocates the IP address delivered by the AAA server to the WLAN terminal. Otherwise, the IP address of the terminal is allocated according to a procedure such as DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) or IPCP (IP Control Protocol). In order to accommodate mobile IP service subscribers, it performs FA function. In addition, it processes the user traffic delivered to the WLAN terminal connected to the 802.16e, and performs the IP routing function for the user traffic received through the interface from the WAG of the 802.16e to the APC. Collecting billing information for WLAN users and terminals connected to 802.16e and forwarding to the AAA server.
WLAN에서 802.16e 시스템으로의 인터페이스를 지원하기 위한 WAG의 요구 사항들은 다음과 같다. 단말이 WLAN에 초기 접속할 때, WAG의 페이징 컨트롤러(Paging Controller) ID를 단말에게 전달한다. WLAN 단말이 WLAN 액세스 포인트에 초기 접속하여 네트워크 세션을 생성하면, 이에 대응하는 802.16e 세션 정보를 생성하여 저장한다. 이후, ACR이 단말에 대한 802.16e 세션 정보를 요청하면, WAG가 저장하고 있는 세션 정보를 ACR에게 전달한다. WLAN 단말이 802.16e 시스템으로 액세스하였음을 ACR로부터 통보 받으면, ACR과의 GRE 터널을 생성하고 터널을 통해 WLAN과 802.16e 시스템 간의 사용자 트래픽을 전달한다. WLAN에서 IP 주소를 할당받은 단말이 802.16e 시스템으로 이동한 경우, WAG는 사용자 트래픽에 대한 IP 라우팅 기능을 수행하고 단말에 대해 수집한 과금 정보를 AAA에게 전달한다. 이를 위해, 다이어미터 AAA 클라이언트 (EAP/Accounting) 기능을 지원(Porting 필요)한다.The requirements of the WAG to support the interface from WLAN to 802.16e system are as follows. When the terminal initially accesses the WLAN, it transmits a paging controller ID of the WAG to the terminal. When the WLAN terminal initially accesses the WLAN access point to create a network session, the WLAN terminal generates and stores 802.16e session information corresponding thereto. Then, when the ACR requests the 802.16e session information for the UE, the WAG transfers the session information stored by the WAG to the ACR. When the WLAN terminal receives notification from the ACR that the WLAN terminal has accessed the 802.16e system, it creates a GRE tunnel with the ACR and transmits user traffic between the WLAN and the 802.16e system through the tunnel. When the terminal assigned the IP address in the WLAN moves to the 802.16e system, the WAG performs an IP routing function for the user traffic and transfers the charging information collected about the terminal to the AAA. To do this, support the Diameter AAA client (EAP / Accounting) function (requires porting).
다음으로, 상기 WLAN 단말의 서비스 인증 수행에 필요한 구성 요소 및 그 기능들에 대하여 상기 도 1을 참조하여 설명한다. Next, the components and functions thereof necessary for performing service authentication of the WLAN terminal will be described with reference to FIG. 1.
도 1에서, 참조 부호 2는 참조 부호 1과 유선(LAN)으로 연결된 TE로서, IP 기반의 카메라, GPS, 텔레매틱스, 카 블랙박스 등의 트래픽 처리를 위한 I/O Interface(UTP, USB)를 지원하고 관련 화상 전송을 가능하게 하며, CM(Connection Manager)을 통한 유선 인증을 수행한다.In FIG. 1,
참조 부호 3은 참조 부호 1과 연결된 802.1x 액세스 포인트(IP를 갖고 있는 경우 혹은 그렇지 않은 경우)로서, 허브(HUB)나 L2 스위치를 통한 UTP 혹은 무선으로 연결되어 통신한다.
참조 부호 4는 참조 부호 1과 802.1x로 연결된 TE로서, 참조 부호 10을 백홀로 하여 인터넷 서비스 및 인증을 받을 수 있도록 망이 구성된다. Reference numeral 4 is a TE connected with reference numeral 1 and 802.1x, and the network is configured to receive Internet service and authentication with
참조 부호 5는 AAA 클라이언트로 Peer(end to end)와 연결 설정이 완료되면 응용 계층의 연결 설정 및 해지, 서비스 상태 점검을 담당하는 CER/CEA, DPR/DPA, DWR/DWA 메시지 처리 기능을 수행하고, 가입자의 네트워크 접속 및 권한 제어를 처리하기 위한 응용 서비스 및 가입자(접속 서비스)의 사용량을 처리하기 위한 응용 서비스를 수행하며, 인증시스템 망 접속 인증, 망 접속 과금을 위한 기능을 수행하고, 인증 시스템은 다이어미터 기반 프로토콜을 지원(RFC3588) 해야 한다.
참조 부호 11은 WLAN 계열 802.1x 망이며, 참조 부호 10은 802.16e 망이다.
참조 부호 6은 802.16e를 지원하는 Radio Access System(RAS)이다. Reference numeral 6 is a Radio Access System (RAS) supporting 802.16e.
참조 부호 7, 5는 Access Control Router(ACR)로 일반적인 라우터 기능과, 호 처리(Call Processing) 및 802.16e PSS 및 CPE 인증 시 AAA Client 기능을 제공하고, 802.1x TE의 경우 CPE에 AAA Client가 있으므로 이때 CPE와 AAA 서버 간의 통신 메시지를 릴레이(relay)하는 기능을 제공하므로, AAA 서버와 CPE 구간의 TE간 CPE와 유무선으로 연결된 TE들의 인증/어카운팅 메시지를 AAA 서버까지 전송한다.
참조 부호 14는 RAS의 효과적인 망 구 성을 위한 L2 Switch 군으로 구성된 Backhaul 망으로 Private IP 혹은 Public IP로 구성 가능하다. Reference numeral 14 is a backhaul network composed of L2 switch groups for effective network configuration of RAS and can be configured as private IP or public IP.
참조 부호 13은 참조 부호 10에서 인터넷 망으로 나가는 디폴트(Default) G/W가 위치하는 네트워크이다.
참조 부호 8은 802.16e 및 802.1x TE의 AAA 기능을 담당하며, 참조 부호 9는 TE의 OTA를 담당한다. OTA에서 TE의 상태 및 위치 정보는 AAA에서 받아서 OTA는 TE의 펌웨어 및 파라미터의 변경을 가능하게 한다.Reference numeral 8 is responsible for the AAA function of the 802.16e and 802.1x TE, and reference numeral 9 is responsible for the OTA of the TE. In OTA, state and location information of TE is received from AAA, and OTA enables modification of TE's firmware and parameters.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
802.16 계열 네트워크 구성 시, 사업자는 핫 스팟 영역 내의 WLAN(802.1x) 가입자를 수용할 수 있도록, 802.16e 서비스 사업자에게 802.1x TE 사용 및 인증이 가능하도록 하여 서비스 확대를 용이하게 할 수 있다.When configuring the 802.16 series network, the operator can facilitate the service expansion by enabling the 802.16e service provider to use and authenticate the 802.1xe TE to accommodate WLAN (802.1x) subscribers in the hot spot area.
바꾸어 말하면, 핫 스팟 영역 내의 WLAN(802.1x) 가입자들이 이동성의 장점을 갖는 802.16 시스템의 서비스를 이용할 수 있다.In other words, WLAN (802.1x) subscribers in the hot spot area can take advantage of the services of the 802.16 system with the advantage of mobility.
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