KR20180098144A - 이동 통신 네트워크 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

이동 통신 네트워크 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

이동 통신 네트워크 시스템 및 그 제어 방법이 제공된다. 이동 통신 네트워크 시스템은 디폴트 네트워크 슬라이스, 지원하는 서비스에 따라 추가되는 적어도 하나의 코어 네트워크 슬라이스, 그리고 상기 코어 네트워크 슬라이스 내에서 서비스 사업자에 따라 추가되는 적어도 하나의 서비스 사업자 네트워크 슬라이스를 포함한다. 단말이 요구하는 서비스 유형에 따라 상기 코어 네트워크 슬라이스가 결정되고, 상기 코어 네트워크 슬라이스에 의해 상기 서비스 사업자 네트워크 슬라이스가 결정된다.

Description

이동 통신 네트워크 시스템 및 그 제어 방법{Mobile communication network system and control method thereof}
본 발명은 네트워크 구성에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 이동 통신 네트워크 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 표준화되어 현재 상용화되어 있는 4세대 이동 통신은 대용량 모바일 인터넷 서비스를 지원하기 위한 네트워크로서, 무선 구간인 LTE (Long Term Evolution)와 코어 네트워크인 EPC(Evolved Packet Core)로 구성된다. EPC는 데이터 전달을 위한 SGW(Serving Gateway)와 PGW(Packet data network Gateway), 이동성 지원을 위한 MME(Mobility Management Entity)들로 구성된다. EPC 내 노드들 간의 데이터 및 시그널링 전송을 위해서는 GTP 프로토콜을 사용한다.
이러한 구조를 기반으로 하는 4세대 이동 통신 네트워크는 대용량 모바일 인터넷 서비스에 적합한 구조를 가지고 있으나, 5세대 이동 통신 네트워크에서 제공할 것으로 예측되는 대규모 사물 인터넷 서비스 및 저지연 인터넷 서비스 등을 지원하는 데는 한계를 가지고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 서비스의 특성에 적합한 논리적 전용 네트워크를 구성하여 지원하는 네트워크 슬라이스 기반의 이동 통신 네트워크 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따른 이동 통신 네트워크 시스템은, 디폴트 네트워크 슬라이스; 지원하는 서비스에 따라 추가되는 적어도 하나의 코어 네트워크 슬라이스; 및 상기 코어 네트워크 슬라이스 내에서 서비스 사업자에 따라 추가되는 적어도 하나의 서비스 사업자 네트워크 슬라이스를 포함하며, 단말이 요구하는 서비스 유형에 따라 상기 코어 네트워크 슬라이스가 결정되고, 상기 코어 네트워크 슬라이스에 의해 상기 서비스 사업자 네트워크 슬라이스가 결정된다.
상기 단말이 제1 서비스와 제2 서비스를 요구하는 경우에, 상기 제1 서비스의 유형에 따른 제1 코어 네트워크 슬라이스와 상기 제2 서비스의 유형에 따른 제2 코어 네트워크 슬라이스를 구성할 수 있다.
상기 디폴트 네트워크 슬라이스가 복수의 코어 네트워크 슬라이스 중에서 상기 단말이 요구하는 서비스 유형에 대응하는 코어 네트워크 슬라이스를 결정하고, 상기 코어 네트워크 슬라이스가 복수의 서비스 사업자 네트워크 슬라이스 중에서 상기 단말이 요구하는 서비스 유형에 대응하는 서비스 사업자 네트워크 슬라이스를 결정할 수 있다.
상기 디폴트 네트워크 슬라이스는 상기 단말이 처음 접속할 때 상기 단말의 네트워크 접속이 허용되는지를 인증하는 단말 관리 기능, 상기 단말이 사용할 네트워크 슬라이스 유형을 선택하는 네트워크 슬라이스 선택 기능, 상기 단말이 사용할 ID 및 IP 주소를 할당하는 인증 기능을 수행할 수 있다.
이 경우, 상기 디폴트 네트워크 슬라이스는 접속하는 단말이 요구하는 서비스 유형에 따라 복수의 코어 네트워크 슬라이스 중에서 하나의 코어 네트워크 슬라이스를 선택하고, 선택된 코어 네트워크 슬라이스에 대한 식별 정보에 따라 상기 단말에 대한 임시 식별 번호를 결정하고, 상기 단말이 데이터 패킷을 전송할 때 사용할 IP 주소를 할당하고, 접속 허용 메시지를 상기 단말로 전송할 수 있다.
상기 접속 허용 메시지는 상기 단말이 접속한 상기 디폴트 네트워크 슬라이스의 식별 정보, 상기 선택된 코어 네트워크 슬라이스에 대한 식별 정보, 상기 임시 식별 번호, 상기 IP 주소 그리고 인증 관련 정보를 포함할 수 있다.
상기 코어 네트워크 슬라이스는 접속하는 상기 단말을 관리하고 서비스 사용 권한을 인증을 하는 단말 관리 및 인증 기능, 상기 단말이 서비스 사용 권한을 가지는 경우 복수의 서비스 사업자 네트워크 슬라이스 중에서 하나의 서비스 사업자 네트워크 슬라이스를 선택하는 네트워크 슬라이스 선택 기능을 수행할 수 있다.
상기 서비스 사업자 네트워크 슬라이스는 세션 및 QoS(Quality of Service) 제어를 수행하는 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛 및 데이터 전달을 수행하는 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛을 포함할 수 있다.
상기 코어 네트워크 슬라이스의 단말에 대한 데이터 트래픽 경로 설정 요청에 따라, 상기 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛이 상기 단말이 접속한 기지국의 위치 정보를 토대로 상기 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛과의 데이터 트래픽 경로를 설정할 수 있다.
상기 단말의 이동에 따라 동일 서비스를 지원하는 코어 네트워크 슬라이스가 변경될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 이동 통신 네트워크 시스템의 제어 방법은, 상기 이동 통신 네트워크 시스템의 디폴트 네트워크 슬라이스인 제어 장치가, 단말이 요구하는 서비스 유형에 대응하는 네트워크 슬라이스를 결정하는 단계; 및 상기 제어 장치가, 상기 선택된 네트워크 슬라이스의 식별 정보를 포함하는 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하며, 상기 네트워크 슬라이스는 상기 서비스 유형에 대응하는 코어 네트워크 슬라이스를 포함하며, 상기 코어 네트워크 슬라이스내 서비스 사업자 네트워크 슬라이스를 더 포함한다.
상기 네트워크 슬라이스를 결정하는 단계는, 상기 제어 장치가, 상기 단말의 사용자가 접속이 허용된 가입자인지를 인증하는 단계; 및 상기 제어 장치가, 상기 단말의 사용자가 접속이 허용된 가입자인 경우, 상기 단말이 요구하는 서비스 유형에 대응하는 코어 네트워크 슬라이스를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계는, 상기 제어 장치가, 선택된 코어 네트워크 슬라이스에 대한 식별 정보에 따라 상기 단말에 대한 임시 식별 번호를 결정하고, 상기 단말이 데이터 패킷을 전송할 때 사용할 IP 주소를 할당하는 단계; 및 상기 제어 장치가, 상기 단말이 접속한 상기 디폴트 네트워크 슬라이스의 식별 정보, 상기 선택된 코어 네트워크 슬라이스에 대한 식별 정보, 상기 임시 식별 번호, 상기 IP 주소 그리고 인증 관련 정보를 포함하는 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 네트워크 슬라이스를 결정하는 단계 이전에, 상기 제어 장치가, 접속하는 단말의 식별 정보가 임시 식별 번호이고 상기 단말로부터 제공된 상기 디폴트 네트워크 슬라이스의 식별 정보가 상기 제어 장치에 대응하는 디폴트 네트워크 슬라이스의 식별 정보와 일치하지 않은 경우에, 기지국으로 상기 단말에 대한 서비스 요청 메시지를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 단말에 대한 네트워크 슬라이스 재결정이 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 이동 통신 네트워크 시스템의 제어 방법은, 상기 이동 통신 네트워크 시스템의 코어 네트워크 슬라이스에 대응하는 제어 장치가, 단말이 서비스 사용 권한이 있는지를 인증하는 단계; 상기 제어 장치가, 상기 단말이 서비스 사용 권한을 가지는 경우 복수의 서비스 사업자 네트워크 슬라이스 중에서 하나의 서비스 사업자 네트워크 슬라이스를 선택하는 단계; 상기 제어 장치가, 상기 선택된 서비스 사업자 네트워크 슬라이스로 상기 단말에 대한 데이터 트래픽 경로 설정을 요청하는 단계; 및 상기 제어 장치가, 상기 요청에 따라 설정되는 데이터 트래픽 경로에 대한 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 서비스 사업자 네트워크 슬라이스는 세션 및 QoS제어를 수행하는 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛 및 데이터 전달을 수행하는 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛을 포함할 수 있다.
상기 데이터 트래픽 경로 설정을 요청하는 단계는, 상기 서비스 사업자 네트워크 슬라이스의 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛이 데이터 트래픽 경로 설정 요청을 수신하는 단계; 상기 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛이, 상기 단말이 접속한 기지국의 위치 정보를 토대로 복수의 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛 중에서, 하나의 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛을 선택하는 단계; 및 상기 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛이, 상기 선택된 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛과의 데이터 트래픽 경로를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 이동 통신 네트워크 시스템에서 각 서비스의 특성에 적합한 논리적 전용 네트워크를 구성하여, 대규모 사물 인터넷 서비스, 대용량 모바일 인터넷 서비스, 저지연 인터넷 서비스 등의 서비스들을 효과적으로 지원할 수 있다.
도 1은 기존의 이동 통신 네트워크의 구조를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 네트워크의 구조를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 슬라이스의 구조를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제어 방법에서 데이터 트래픽 경로를 설정하는 제1 절차의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제어 방법에서 네트워크 슬라이스를 재선택하는 제2 절차의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제어 방법에서 서비스 활성화 절차인 제3 절차의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 네트워크 시스템의 제어 장치의 구조도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 단말(terminal)은, 사용자 장비(user equipment, UE), 이동국(mobile station, MS), 이동 단말(mobile terminal, MT), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 기계형 통신 장비(machine type communication device, MTC device) 등을 지칭할 수도 있고, UE, MS, MT, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한, 기지국(base station, BS)은 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNB), gNB, 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 중계 노드(relay node, RN), 기지국 역할을 수행하는 진보된 중계기(advanced relay station, ARS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS), 소형 기지국[펨토 기지국(femto BS), 홈 노드B(home node B, HNB), 홈 eNodeB(HeNB), 피코 기지국(pico BS), 매크로 기지국(macro BS), 마이크로 기지국(micro BS) 등] 등을 지칭할 수도 있고, NB, eNB, gNB, ABS, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, RN, ARS, HR-RS, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 단수로 기재된 표현은 "하나" 또는 "단일" 등의 명시적인 표현을 사용하지 않은 이상, 단수 또는 복수로 해석될 수 있다.
도 1은 기존의 이동 통신 네트워크의 구조를 나타낸 도이다.
첨부한 도 1에서와 같이, 기존의 이동 통신 네트워크(예: 4G 이동 통신 네트워크)는 무선 구간인 LTE(Long Term Evolution)와 코어 네트워크인 EPC(Evolved Packet Core)로 구성된다. EPC는 데이터 전달을 위한 SGW(Serving Gateway)와 PGW(Packet data network Gateway), 이동성 지원을 위한 MME(Mobility Management Entity)를 포함한다.
이러한 구조를 기반으로 하는 기존의 이동 통신 네트워크는 대용량 모바일 인터넷 서비스를 제공하며, 다양한 서비스를 제공하는데 한계가 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 네트워크 시스템은 다양한 이동 통신 네트워크에 적용될 수 있다. 예를 들면, 이동 통신 네트워크 시스템은 5G 및 그 이후의 이동 통신 네트워크에 적용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 설명의 편의상 5G 기반의 이동 통신 네트워크에 적용되는 것을 예로 들어서 설명하지만, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않고 다양한 이동 통신 네트워크에 적용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 네트워크(예: 5G 이동 통신 네트워크)에서 네트워크 제어 평면과 데이터 전달 평면이 분리된다. 그리고 네트워크 노드 기반이 아니라 네트워크 기능 기반으로 이동 통신 네트워크가 구축된다. 또한, 기존 이동 통신 네트워크(예: 4G 네트워크)와는 다르게, 본 발명의 실시 예에서, 대규모 사물 인터넷 서비스, 대용량 모바일 인터넷 서비스(또는 대규모 IoT(Internet of Thing) 단말 서비스라고도 명명됨), 저지연(latency) 인터넷 서비스 등의 다양한 서비스를 효과적으로 지원할 수 있도록, 각 서비스의 특성에 적합한 논리적 전용 네트워크를 구성한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 네트워크의 구조를 나타낸 도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 네트워크 시스템의 구조를 기능 측면에서 살펴보면, 첨부한 도 2에서와 같이, 이동 통신 네트워크 시스템 즉, 코어 네트워크 시스템(1), 기지국(BS, Base station), 그리고 단말(UE, User Equipment)이 이동 통신 네트워크를 구성한다.
단말(UE)은 코어 네트워크 시스템(1)에서 배정하는 IP 주소를 이용하여 서비스(이하, 설명의 편의를 위해, 인터넷 서비스라고 명명함)를 사용한다. 단말(UE)은 인터넷 서비스의 데이터 송신 및 수신을 위해, 이동 통신 네트워크에 대한 접속 인증, 무선 채널 설정 등의 신호 처리를 수행한다.
기지국(BS)은 단말(UE)과 제어 및 데이터 전송용 무선 채널을 설정하며, 단말(UE)과 코어 네트워크 시스템(1) 사이의 메시지(예: NAS(non-access stratum) 메시지) 전달을 담당하고, 코어 네트워크 시스템(1)에서 설정한 경로로 데이터 패킷을 송수신하는 기능을 수행한다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 네트워크 시스템의 구조를 기능 측면에서 살펴보면, 첨부한 도 2에서와 같이, 코어 네트워크 시스템(1)은 데이터 전달 기능(11), UE 관리 기능(12), 네트워크 슬라이스 선택 기능(13), UE 및 서비스 인증 기능(14), 세션 및 QoS(Quality of Service) 제어 기능(15), 세션 연속성 제어 기능(16), 가입자 및 QoS 정보 관리 기능(17)을 포함한다. 각 기능에서 제공하는 서비스 인터페이스 유형(S1, S2, S3)들은 각 기능에서 제공하는 네트워크 기능의 단위 요소들을 나타낸다. 예를 들어, 서비스 인터페이스 유형(S1, S2, S3)은 대규모 사물 인터넷 서비스, 대용량 모바일 인터넷 서비스, 저지연 인터넷 서비스를 각각 지원하는 네트워크 기능의 단위 요소일 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다.
데이터 전달 기능(11)은 코어 네트워크 시스템의 데이터 전달 평면(또는 사용자 데이터 평면이라고도 함)을 담당하며, 단말(UE)에 대한 데이터 패킷의 포워딩 및 라우팅 기능을 수행한다. 데이터 전달 기능(11)은 게이트웨이(GW, gateway)에 대응한다.
UE 관리 기능(12)은 코어 네트워크 시스템(1)의 관문의 역할을 수행한다. 구체적으로, UE 관리 기능(12)은 단말(UE)에 대한 가입자 정보를 검색하고, 단말(UE)이 접속한 기지국(BS)의 위치를 관리하며, 단말(UE)이 사용할 IP(Internet Protocol) 주소를 할당한다.
네트워크 슬라이스 선택 기능(13)은 단말(UE)이 사용할 네트워크 슬라이스 유형을 선택하고, 해당 슬라이스 유형을 담당하는 네트워크 슬라이스에 대한 ID(Identity)를 단말(UE)에 배정한다. 네트워크 슬라이스에 대해서는 추후에 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
UE 및 서비스 인증 기능(14)은 단말(UE)이 코어 네트워크 시스템(1)으로의 접속이 가능한지의 여부, 그리고 배정된 네트워크 슬라이스를 사용할 권한이 있는지의 여부 등을 인증하는 기능을 수행한다.
세션 및 QoS 제어 기능(15)은 기지국(BS)과 게이트웨이 사이의 사용자 데이터에 대한 트래픽 경로를 설정한다.
세션 연속성 제어 기능(16)은 단말(UE)과의 사이에 형성된 세션을 유지하고 제어하는 기능을 수행한다.
가입자 및 QoS 정보 관리 기능(17)은 가입자에 대한 서비스, 인증, QoS 등에 관련된 정보들을 관리하는 기능을 수행한다.
본 발명의 실시 예에 따른 코어 네트워크 시스템(1)은 위에 기술된 바와 같은 기능(11~17)을 수행 가능하도록 구성되며, 각 기능은 해당 기능을 수행하도록 구성된 하드웨어 및/또는 소프트웨어 또는 그 조합으로 이루어진 구성 요소일 수 있다. 이하에서는 각 기능을 기능 유닛이라고 명명한다. 즉, 코어 네트워크 시스템(1)은 데이터 전달 기능 유닛(11), UE 관리 기능 유닛(12), 네트워크 슬라이스 선택 기능 유닛(13), UE 및 서비스 인증 기능 유닛(14), 세션 및 QoS 제어 기능 유닛(15), 세션 연속성 제어 기능 유닛(16), 가입자 및 QoS 정보 관리 기능 유닛(17)을 포함한다.
본 발명의 실시 예에서, 네트워크 슬라이스는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 네트워크에서 제공하는 다양한 서비스 유형들을 효율적으로 수행하기 위해 지원되는, 네트워크 기능의 단위 요소들을 각 서비스들 수행에 최적화되게 배치하여 구축되는 가상 네트워크를 나타낸다. 위에 기술된 바와 같은 기능들을 모듈화하여 네트워크 슬라이스를 구성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 슬라이스의 구조를 나타낸 도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 네트워크가 지향하는 대용량 인터넷 서비스, 대용량 모바일 인터넷 서비스, 저지연 인터넷 서비스를 지원하기 위한 네트워크 슬라이스가 제공되나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
코어 네트워크 시스템(1)은 각 서비스의 특성에 적합한 논리적 전용 네트워크를 구성하며, 논리적 전용 네트워크인 네트워크 슬라이스는 공동 제어 네트워크 기능(CCNF: common control network function) 유닛(10), 공용 제어 평면 네트워크 기능(shared control plain network function) 유닛(21, 22), 그리고 특정 네트워크 기능(specific network function) 유닛(31a, 31b, 32a, 32b, 31c, 31d, 32c, 32d)을 포함한다.
다양한 서비스 유형들을 효율적으로 수행하기 위해 논리적 전용 네트워크인 네트워크 슬라이스를 서비스 유형별로 구성한다. 네트워크 슬라이스 유형은 단말 관리를 위하여 디폴트로 사용되는 디폴트 네트워크 슬라이스, 그리고 다양한 서비스를 지원하는 서비스별 네트워크 슬라이스를 포함한다. 디폴트 네트워크 슬라이스는 공동 제어 네트워크 기능 유닛을 포함한다. 각 서비스별 네트워크 슬라이스는, 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛 및 특정 네트워크 기능 유닛을 포함한다.
특정 네트워크 기능은 제어 평면(control plain)과 데이터 평면(user plain)으로 분리되어 구성된다. 즉, 특정 네트워크 기능 유닛은 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛과 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛으로 분리된다. 각 네트워크 슬라이스 내에서, 특정 네트워크 기능은 서비스 사업자(service operator)에 따라 독립적인 네트워크 슬라이스로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 사업자에 대응하는 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(이하, 설명의 편의를 위해, "제1 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛"이라고 명명함)(31a, 31c), 제1 사업자에 대응하는 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(이하, 설명의 편의를 위해, "제1 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛"이라고 명명함)(31b, 31d), 제2 사업자에 대응하는 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(이하, 설명의 편의를 위해, "제2 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛"이라고 명명함)(32a, 32c), 제2 사업자에 대응하는 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(이하, 설명의 편의를 위해, "제2 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛"이라고 명명함)(32b, 32d) 등으로 구성될 수 있다.
공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛은 제1 서비스를 위한 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(21)과 제2 서비스를 위한 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(22)을 포함한다. 여기서, 제1 서비스는 대용량 모바일 인터넷 서비스를 나타내고, 제2 서비스는 저지연 인터넷 서비스를 나타낼 수 있다.
제1 서비스를 위한 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(이하, 설명의 편의를 위해, 제1 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛이라고 명명함)(21)은 서비스 사업자별로 구성되는 네트워크 슬라이스(31a, 31b, 32a, 32b)에 의해 공동으로 사용되며, 제2 서비스를 위한 공용 제어 평면 네트워크 유닛(이하, 설명의 편의를 위해, 제2 공용 제어 평면 네트워크 유닛이라고 명명함)(22)은 서비스 사업자별로 구성되는 네트워크 슬라이스(31c, 31d, 32c, 32d)에 의해 공동으로 사용된다.
서비스 유형에 대응하여 구성되는 네트워크 슬라이스를 설명의 편의상 "코어네트워크 슬라이스"라고 명명할 수 있으며, 코어 네트워크 슬라이스에서 서비스 사업자별로 구성되는 네트워크 슬라이스를 "서비스 사업자 네트워크 슬라이스"라고 명명할 수 있다.
예를 들어, 제1 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(21), 제1 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31a), 제1 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(31b), 제2 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(32a) 그리고 제2 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(32b)이 제1 서비스 유형에 따른 코어 네트워크 슬라이스를 형성한다. 그리고 제1 서비스 유형에 따른 코어 네트워크 슬라이스에서, 제1 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31a)과 제1 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(31b)이 제1 사업자에 대한 서비스 사업자 네트워크 슬라이스를 형성하며, 제2 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(32a)과 제2 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(32b)이 제2 사업자에 대한 서비스 사업자 네트워크 슬라이스를 형성한다.
또한, 제2 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(22), 제1 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31c), 제1 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(31d), 제2 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(32c) 그리고 제2 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(32d)이 제2 서비스 유형에 따른 코어 네트워크 슬라이스를 형성한다. 그리고 제2 서비스 유형에 따른 코어 네트워크 슬라이스에서, 제1 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31c)과 제1 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(31d)이 제1 사업자에 대한 서비스 사업자 네트워크 슬라이스를 형성하며, 제2 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(32c)과 제2 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(32d)이 제2 사업자에 대한 서비스 사업자 네트워크 슬라이스를 형성한다.
공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)은, UE 접속 인증을 수행하고, 단말(UE)에 최적화된 서비스 유형별 네트워크 슬라이스(코어 네트워크 슬라이스)를 선택한다. 구체적으로, 공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)은, 단말(UE)이 코어 네트워크 시스템에 처음 접속할 때, 단말(UE)의 네트워크 접속이 허용되는지를 인증하며, 단말(UE)이 사용할 네트워크 슬라이스 유형을 선택하고, 단말(UE)이 사용할 ID 및 IP 주소를 단말(UE)에 할당하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)은 도 1의 UE 관리 기능 유닛(12), 네트워크 슬라이스 선택 기능 유닛(13), UE 및 서비스 인증 기능(설명의 편의상 "인증 기능"이라고도 명명함) 유닛(14)을 포함하도록 구성되는 VNF(Virtual Network Function)이다. 각 서비스 유형별 네트워크 슬라이스는 공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)의 제어를 받는다.
공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(21, 22)은 UE 관리 및 UE 서비스 인증을 수행하고, 그리고 서비스 사업자별 네트워크 슬라이스(서비스 사업자 네트워크 슬라이스)를 선택한다. 이를 위해, 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(10)은 도 1의 UE 관리 기능 유닛(12), 네트워크 슬라이스 선택 기능 유닛(13), UE 및 서비스 인증 기능(설명의 편의상 "인증 기능"이라고도 명명함) 유닛(14)을 포함하도록 구성되는 VNF이다.
특정 네트워크 기능 유닛의 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31a, 32a, 31c, 32c)은 세션 및 QoS 제어를 수행한다. 이를 위해, 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31a, 32a, 31c, 32c)은 도 1의 세션 및 QoS 제어 기능(15) 및 세션 연속성 제어 기능(16)을 포함하도록 구성되는 VNF이다. 설명의 편의상, 세션 및 QoS 제어 기능(15) 및 세션 연속성 제어 기능(16)을 포괄하여 "세션 제어 기능"이라고도 명명할 수 있으며, 세션 제어 기능에는 편의상 "15"의 부호를 부여한다.
특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(31b, 32b, 31d, 32d)은 데이터 전달을 수행한다. 이를 위해, 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(31b, 32b, 31d, 32d)은 도 1의 데이터 전달 기능 유닛(11)을 포함하도록 구성된 VNF이다.
공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)은 부하 분산 및 지역별 배치 등의 정책에 따라 다수 설치되어 운용될 수 있으며, 이 경우 각 공동 제어 네트워크 기능 유닛에 별도의 ID를 부여한다. 예를 들어, 적어도 하나의 기지국과 연동되는 공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)이 지역별로 배치될 수 있으며, 각 지역별로 배치된 공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)에 ID가 부여될 수 있다.
각 서비스 유형의 네트워크 슬라이스도 부하 분산 및 지역별 배치 등의 정책에 따라 다수 설치하여 운용할 수 있으며, 이 경우 각 네트워크 슬라이스에도 별도의 ID를 부여한다. 예를 들어, 코어 네트워크 슬라이스인 서비스 유형별 네트워크 슬라이스에 대해서 각각 ID가 부여되고, 서비스 사업자 네트워크 슬라이스인 사업자별 네트워크 슬라이스에 대해서도 각각 ID가 부여된다. 각 서비스 유형의 네트워크 슬라이스는 하나의 공동 제어 네트워크 기능 유닛의 제어를 받는다.
다음에는 이러한 구조로 이루어지는 네트워크 슬라이스 기반의 코어 네트워크 시스템을 토대로, 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 시스템의 제어 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에서, 가입자 UE를 등록하고 네트워크 슬라이스를 선택하여 사용자 데이터 트래픽 경로를 설정하는 제1 절차의 제어 방법을 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제어 방법에서 데이터 트래픽 경로를 설정하는 제1 절차의 흐름도이다.
사용자가 단말(UE)의 전원을 켜고 첨부한 도 3에 도시된 바와 같은 네트워크 슬라이스 기반의 코어 네트워크 시스템에 접속하는 경우, 단말(UE)이 코어 네트워크 시스템에 처음 접속할 때 사용되는 접속 요청(Attach Request) 처리 절차에서, 단말(UE)과 코어 네트워크 시스템 간의 상호 인증, UE의 ID 배정, 단말(UE)이 사용할 네트워크 슬라이스 ID 배정, 단말(UE)이 데이터 트래픽 전송을 위해 사용할 IP 주소의 할당, 단말(UE)이 접속한 기지국 등록 등이 수행된다.
구체적으로, 도 4에서와같이, 단말(UE)은 파워 온(power on) 상태가 되면, 주변의 기지국(BS)으로부터 무선 신호를 수신하여 무선 채널 동기를 맞춘다(S100).
단말(UE)은 코어 네트워크 시스템에 접속하기 위하여, 단말 정보(예: UE ID, 단말 유형 등)를 포함한 접속 요청(Attach Request) 메시지를 기지국(BS)에 전송한다(S110).
기지국(BS)은 접속 요청 메시지를 수신한 후, 단말(UE)을 관리할 코어 네트워크 시스템의 공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)에 대한 주소를 찾고, 접속 요청 메시지를 해당 주소를 가지는 공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)으로 전달한다(S120).
공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)은 접속 요청 메시지를 수신한 후, 가입자 및 QoS 정보 관리 기능 유닛(17)에 UE 가입자 정보를 요청한다(S130). 공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)은 가입자 및 QoS 정보 관리 기능 유닛(17)으로부터 가입자 정보를 수신한 후(S140), 상호 인증 및 서비스 인증에 필요한 키(Key)를 생성하고 생성된 키를 토대로 단말(UE)의 가입자가 코어 네트워크 시스템 접속이 허용된 가입자인지를 확인한다(S150, S160). 가입자 인증 처리는 UE 관리 기능과 인증 기능과의 연동을 통해 수행된다. 이때, 공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)은 접속이 허용된 가입자가 아니면, 기지국(BS)으로 접속 실패 메시지를 전송한다.
한편, 공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)은 단말(UE)의 사용자가 접속이 허용된 가입자이면, 단말(UE)에 최적화된 서비스 유형을 확인하여 단말(UE)이 사용할 네트워크 슬라이스 유형을 결정하고(S170), 결정된 네트워크 슬라이스 유형에 대응하여, 자신이 관리하는 네트워크 슬라이스(코어 네트워크 슬라이스)를 선택한다(S180). 네트워크 슬라이스 선택 처리는 UE 관리 기능과 네트워크 슬라이스 선택 기능과의 연동을 통해 수행된다.
공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)은 선택된 네트워크 슬라이스의 ID를 이용하여 단말(UE)이 사용할 임시 식별 번호(Temp ID)를 결정하고, 단말(UE)이 데이터 패킷을 전송할 때 사용할 IP 주소를 단말(UE)에 할당한 후, 이들 정보(Temp ID, IP 주소, 인증 키, 공동 제어 네트워크 기능 유닛의 ID(CCNF ID), 선택된 네트워크 슬라이스 ID)를 포함하는 접속 허용 메시지를 기지국(BS)에 전송한다(S190).
기지국(BS)은 수신한 접속 허용 메시지를 무선 채널(예: 5G RAN)을 통해 단말(UE)에 전달한다(S200). 단말(UE)은 수신한 접속 허용 메시지를 수신한 후, 단말(UE)이 사용할 임시 식별번호(Temp ID) 및 IP 주소, 인증 키, 접속한 CCNF ID, 네트워크 슬라이스 ID 등의 정보들을 확인하고 관리한다.
다음에는 단말(UE)이 코어 네트워크 시스템에 접속하고 나서, 지역적으로 멀리 이동한 후에, 사용할 새로운 네트워크 슬라이스를 재선택하는 제2 절차의 제어 방법을 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제어 방법에서 네트워크 슬라이스를 재선택하는 제2 절차의 흐름도이다.
사용자가 단말(UE)의 전원을 켜고 코어 네트워크 시스템에 접속하고 나서 지역적으로 멀리 이동한 후에, 단말(UE)에서 응용 서비스가 실행되어 코어 네트워크 시스템으로 전송할 데이터 트래픽이 발생하면, 도 5에서와 같이, 단말(UE)은 기지국(BS)과 무선 링크 동기를 맞추어 신호 채널을 설정하고(S300), 멀리 이동하기 전에 초기 접속 절차에서 수신한 데이터 트래픽 설정 관련 정보 즉, 단말(UE)의 임시 식별번호(Temp ID), 인증 키, 접속한 CCNF ID, 네트워크 슬라이스 ID 등을 포함하는 서비스 요청(Service Request) 메시지를 생성하여 기지국(BS)으로 전송한다(S310).
기지국(BS)은 서비스 요청 메시지를 수신한 후, 메시지 내의 단말(UE)의 ID를 확인한다. 단말(UE)의 ID가 IMSI(International Mobile Subscriber Identity)이면, 단말(UE)로 오류(error) 메시지를 전송한다. 단말(UE)의 ID가 임시 식별번호(Temp ID)이면, 메시지 내의 단말(UE)이 접속된 CCNF ID를 확인한다. 기지국(BS)은 단말(UE)이 접속된 CCNF ID가 자신과 연동된 CCNF ID와 동일하지 않으면, 서비스 요청 메시지를 자신과 연동된 공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)으로 전달한다(S320).
공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)은 서비스 요청 메시지를 수신하고, 단말(UE)의 이동에 의해 제어받는 공동 제어 네트워크 기능 유닛이 변경되었다는 것을 인지한다. 단말(UE)이 이동한 지역에서 단말(UE)이 사용할 새로운 네트워크 슬라이스를 선택하여 통보할 준비를 한다. 이를 위해, 공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)은 가입자 및 QoS 정보 관리 기능 유닛(17)에 UE 가입자 정보를 요청한다(S330).
공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)은 가입자 및 QoS 정보 관리 기능 유닛(17)으로부터 가입자 정보를 수신한 후(S340), 단말 인증 및 서비스 인증에 필요한 키를 생성하고, 생성된 키를 토대로 단말(UE)의 가입자가 코어 네트워크 시스템 접속이 허용된 가입자인지를 확인한다(S350, S360). 이때, 공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)은 접속이 허용된 가입자가 아니면, 기지국(BS)으로 서비스 거부 메시지를 전송한다.
한편, 공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)은 단말(UE)의 사용자가 접속이 허용된 가입자이면, 단말(UE)에 최적화된 서비스 유형을 확인하여 단말(UE)이 사용할 네트워크 슬라이스 유형을 결정하고(S370), 결정된 네트워크 슬라이스 유형에 대응하여, 자신이 관리하는 네트워크 슬라이스(코어 네트워크 슬라이스)를 선택한다(S380).
공동 제어 네트워크 기능 유닛(10)은 선택된 네트워크 슬라이스 ID를 이용하여 단말(UE)이 사용할 새로운 임시 식별번호(new Temp ID)를 결정하고, 단말(UE)이 데이터 패킷을 전송할 때 사용할 IP 주소를 단말(UE)에 할당한 후, 이들 정보들을 포함하는 재시도(Retry) 메시지를 기지국(BS)에 전송한다(S390).
기지국(BS)은 수신한 재시도 메시지를 단말(UE)에게 전달한다(S400). 단말(UE)은 재시도 메시지를 수신한 후, 단말(UE)이 사용할 새로운 임시 식별번호, 단말(UE)이 사용할 IP 주소, 인증 키, 접속한 새로운 CCNF ID, 새롭게 선택된 네트워크 슬라이스 ID 등의 정보들을 확인하고 관리한다.
다음에는 단말(UE)이 활성화되어 인터넷을 이용하는 제3 절차에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제어 방법에서 서비스 활성화 절차인 제3 절차의 흐름도이다.
사용자가 단말(UE)의 전원을 켜고 코어 네트워크 시스템에 접속하고 나서, 단말(UE)에서 응용 서비스가 실행되어 이동 통신 네트워크로 전송할 데이터 트래픽이 발생하면, 도 6에서와 같이, 단말(UE)은 기지국(BS)과 무선 링크 동기를 맞추어 신호 채널을 설정하고(S500), 단말(UE)의 임시 식별번호(Temp ID), 인증 키, 접속한 CCNF ID, 할당받은 네트워크 슬라이스 ID 등을 포함하는 서비스 요청 (Service Request) 메시지를 생성하여 기지국(BS)으로 전송한다(S510).
기지국(BS)은 서비스 요청 메시지를 수신한 후, 메시지 내의 UE ID를 확인한다. UE ID가 IMSI 이면, 단말(UE)로 오류 메시지를 전송하고, UE ID가 임시 식별번호(Temp ID)이면, 메시지 내의 단말(UE)이 접속된 CCNF ID를 확인한다. 단말(UE)이 접속된 CCNF ID가 자신과 연동된 CCNF ID와 동일하면, 기지국(BS)은 단말(UE)이 할당받은 네트워크 슬라이스 ID에 대한 주소를 검색하고, 검색된 주소로 서비스 요청 메시지를 전달한다(S520). 검색된 주소는 단말(UE)이 할당받은 네트워크 슬라이스 ID에 대응하는 네트워크 슬라이스를 구성하는 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛에 대응하는 주소이며, 구체적으로, 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛의 UE 관리 기능을 수행하는 VNF의 주소이다.
서비스 요청 메시지를 수신한 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(20)은 UE 가입자 정보가 자신에게 있는지를 확인한다. UE 가입자 정보가 없으면, 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(20)(특히, UE 관리 기능 유닛)은 공동 제어 네트워크 기능 유닛에서 제공하는 가입자 정보 요청 API를 호출하여, UE 가입자 정보를 얻는다. 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(20)은 UE 가입자 정보를 기반으로 단말(UE)이 네트워크 슬라이스 서비스에 대한 사용 권한이 있는지를 확인한다(S530, S540). 예를 들어, 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(20)의 UE 관리 기능은 서비스 요청 메시지 내 인증 키를 인증 기능으로 전달하여 사용 권한이 있는지를 문의하며, 이에 따른 인증 결과를 토대로 단말(UE)이 네트워크 슬라이스 서비스에 대한 사용 권한이 있는지를 결정한다.
공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(20)은 네트워크 슬라이스 사용권한이 없으면, 서비스 거부 메시지를 기지국(BS)으로 전송한다. 네트워크 슬라이스 사용 권한이 있으면, 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(특히, 네트워크 슬라이스 선택 기능)은 단말(UE)이 어느 서비스 사업자의 네트워크 슬라이스(서비스 사업자 네트워크 슬라이스)를 사용할 것인지를 결정한다(S550, S560). 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(20)의 네트워크 슬라이스 선택 기능은 기지국(BS)의 위치 정보를 기반으로 사용자 데이터 트래픽을 처리할 임의 서비스 사업자의 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31)을 선택한다.
공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(20)은 선택된 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31)으로 데이터 경로 설정을 요청한다(S570). 즉, 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(20)의 UE 관리 기능은 선택된 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31)의 VNF인 세션 및 QoS 제어 기능이 제공하는 경로 설정 요청 API를 UE ID, UE IP 주소, BS ID 등의 정보를 기반으로 호출하여, 단말(UE)의 서비스 요청을 수행하기 위한 사용자 데이터 트래픽의 경로 설정을 요청한다.
특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31)의 세션 및 QoS 제어 기능은 기지국(BS)의 위치 정보를 기반으로 데이터 전달을 수행하는 게이트웨이 즉, 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(32)을 선택하고, 선택된 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(32)으로 경로 설정 요청 메시지를 전송하여, 기지국(BS)과 게이트웨이(32) 사이의 사용자 데이터 트래픽 경로 설정을 지시한다(S580).
특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(32)의 데이터 전달 기능은 경로 설정 요청 메시지를 수신한 후, 기지국(BS)과의 사용자 데이터 트래픽 경로를 설정하고, 그 결과를 경로 설정 응답 메시지를 통하여 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31)의 세션 제어 기능으로 전달한다(S590).
특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31)의 세션 및 QoS 제어 기능은 경로 설정 응답 메시지를 수신한 후, 경로 설정 결과를 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(20)의 UE 관리 기능에게 통보한다(S600).
공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(20)의 UE 관리 기능은 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31)의 세션 및 QoS 제어 기능이 제공하는 경로 설정 요청 API에 대한 호출 결과를 확인하고, 경로 설정이 되었으면, 사용자 데이터 트래픽 경로에 대한 정보를 서비스 허락 메시지에 실어서 기지국(BS)으로 전송한다(S610).
기지국(BS)은 서비스 허락 메시지를 수신한 후, 게이트웨이(특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(32))와의 데이터 트래픽 경로 및 단말(UE)과의 무선 데이터 채널을 설정한 후(S620), 서비스 허락 메시지를 단말(UE)에게 전달한다(S630).
단말(UE)은 서비스 허락 메시지를 수신한 후, 할당 받은 IP 주소를 이용하여 전송할 데이터를 IP 패킷으로 구성하고, 설정된 트래픽 경로를 이용하여 데이터를 전송한다.
위에 기술된 바와 같은 서비스 활성화 절차에 따라, 단말(UE)은 제공받고자 하는 서비스 유형에 따라 대응하는 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(20), 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31), 그리고 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(32)에 의해 형성되는 네트워크 슬라이스를 통하여 트래픽 경로가 설정되면서, 해당 트래픽 경로를 통하여 서비스에 따른 데이터를 제공받게 된다.
예를 들어, 단말(UE)이 제1 서비스(예: 대용량 모바일 인터넷 서비스)를 제공받는 경우, 제1 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(21), 제1 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31a), 제1 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(31b), 제2 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(32a) 그리고 제2 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(32b)에 의해 형성되는 코어 네트워크 슬라이스 내에서, 제1 사업자에 해당하는 제1 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31a)과 제1 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(31b)의 서비스 사업자 네트워크 슬라이스를 통하여 트래픽 경로가 설정되면서, 단말(UE)은 해당 트래픽 경로를 통하여 서비스에 따른 데이터를 제공받게 된다.
또한, 단말(UE)이 제2 서비스(예: 저지연 인터넷 서비스)를 제공받는 경우, 제2 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛(22), 제1 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31c), 제1 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(31d), 제2 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(32c) 그리고 제2 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(32d)으로 형성되는 코어 네트워크 슬라이스 내에서, 제1 사업자에 해당하는 제1 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛(31c)과 제1 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛(31d)의 서비스 사업자 네트워크 슬라이스를 통하여 트래픽 경로가 설정되면서, 단말(UE)은 해당 트래픽 경로를 통하여 서비스에 따른 데이터를 제공받게 된다.
이러한 본 발명의 실시 예에 따르면, 대규모 사물 인터넷 서비스, 대용량 모바일 인터넷 서비스, 저지연 인터넷 서비스 등의 다양한 서비스들을 효과적으로 지원할 수 있도록, 각 서비스의 특성에 적합한 논리적 전용 네트워크를 구성할 수 있다. 기존 이동 통신 네트워크에 비해 다음과 같은 장점을 가진다.
첫째, 데이터 경로의 효율화가 이루어진다. 각 서비스의 특성에 적합한 논리적 전용 네트워크를 구성할 수 있으며, 단말의 이동에 따라 동일 서비스를 지원하는 네트워크 슬라이스가 지역적으로 변경될 수 있어 효율적인 데이터 경로 구성이 가능하다. 이로 인해 네트워크 자원의 비효율적인 사용을 감축할 수 있다.
둘째, 네트워크 슬라이스 제어 효율화가 이루어진다. 단말이 사용하기 원하는 서비스 유형과 배정받은 네트워크 슬라이스 유형이 다른 경우에, 코어 네트워크에서의 제어 처리를 최소화하도록 하여, 코어 네트워크의 부하가 감소된다.
셋째, B2B(business to business) 서비스 시장 활성화가 이루어진다. 네트워크 슬라이스를 서비스 사업자별로 정의할 수 있어 다양한 B2B 서비스 제공이 가능하다. 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 네트워크에서는 응용 서비스 사업자별로 네트워크 슬라이스를 제공할 수 있게 되어, 서비스 사업자의 개별 서비스(예, 유튜브 서비스, 넷플릭스 서비스, 전력 그리드(Grid) 서비스 등) 를 위한 전용 네트워크 구축이 가능해지므로, 다양한 B2B 서비스 시장이 활성화될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동 통신 네트워크 시스템의 제어 장치의 구조도이다.
첨부한 도 7에 도시되어 있듯이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동 통신 네트워크 시스템의 제어 장치(100)는, 프로세서(110), 메모리(120) 및 송수신부(130)를 포함한다. 프로세서(110)는 위의 도 2 내지 도 6을 토대로 설명한 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 데이터 전달 기능, UE 관리 기능, 네트워크 슬라이스 선택 기능, UE 및 서비스 인증 기능, 세션 및 QoS 제어 기능, 세션 연속성 제어 기능, 가입자 및 QoS 정보 관리 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 위의 기능을 토대로, 공동 제어 네트워크 기능 유닛, 공용 제어 평면 네트워크 기능 유닛, 그리고 특정 네트워크 기능 유닛 중 적어도 하나를 형성하고 그 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.
메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되고 프로세서(110)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. 메모리(120)는 프로세서(110)에서 수행하기 위한 명령어(instructions)를 저장하고 있거나 저장 장치(도시하지 않음)로부터 명령어를 로드하여 일시 저장할 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(120)에 저장되어 있거나 로드된 명령어를 실행할 수 있다. 프로세서(110)와 메모리(120)는 버스(도시하지 않음)를 통해 서로 연결되어 있으며, 버스에는 입출력 인터페이스(도시하지 않음)도 연결되어 있을 수 있다.
송수신부(130)는 신호 송수신을 수행하도록 구성된다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 사업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (17)

  1. 이동 통신 네트워크 시스템에 있어서,
    디폴트 네트워크 슬라이스;
    지원하는 서비스에 따라 추가되는 적어도 하나의 코어 네트워크 슬라이스; 및
    상기 코어 네트워크 슬라이스 내에서 서비스 사업자에 따라 추가되는 적어도 하나의 서비스 사업자 네트워크 슬라이스
    를 포함하며,
    단말이 요구하는 서비스 유형에 따라 상기 코어 네트워크 슬라이스가 결정되고, 상기 코어 네트워크 슬라이스에 의해 상기 서비스 사업자 네트워크 슬라이스가 결정되는, 이동 통신 네트워크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단말이 제1 서비스와 제2 서비스를 요구하는 경우에, 상기 제1 서비스의 유형에 따른 제1 코어 네트워크 슬라이스와 상기 제2 서비스의 유형에 따른 제2 코어 네트워크 슬라이스를 구성하는, 이동 통신 네트워크 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디폴트 네트워크 슬라이스가 복수의 코어 네트워크 슬라이스 중에서 상기 단말이 요구하는 서비스 유형에 대응하는 코어 네트워크 슬라이스를 결정하고,
    상기 코어 네트워크 슬라이스가 복수의 서비스 사업자 네트워크 슬라이스 중에서 상기 단말이 요구하는 서비스 유형에 대응하는 서비스 사업자 네트워크 슬라이스를 결정하는, 이동 통신 네트워크 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디폴트 네트워크 슬라이스는 상기 단말이 처음 접속할 때 상기 단말의 네트워크 접속이 허용되는지를 인증하는 단말 관리 기능, 상기 단말이 사용할 네트워크 슬라이스 유형을 선택하는 네트워크 슬라이스 선택 기능, 상기 단말이 사용할 ID 및 IP 주소를 할당하는 인증 기능을 수행하는, 이동 통신 네트워크 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 디폴트 네트워크 슬라이스는 접속하는 단말이 요구하는 서비스 유형에 따라 복수의 코어 네트워크 슬라이스 중에서 하나의 코어 네트워크 슬라이스를 선택하고, 선택된 코어 네트워크 슬라이스에 대한 식별 정보에 따라 상기 단말에 대한 임시 식별 번호를 결정하고, 상기 단말이 데이터 패킷을 전송할 때 사용할 IP 주소를 할당하고, 접속 허용 메시지를 상기 단말로 전송하는, 이동 통신 네트워크 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 접속 허용 메시지는 상기 단말이 접속한 상기 디폴트 네트워크 슬라이스의 식별 정보, 상기 선택된 코어 네트워크 슬라이스에 대한 식별 정보, 상기 임시 식별 번호, 상기 IP 주소 그리고 인증 관련 정보를 포함하는, 이동 통신 네트워크 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 코어 네트워크 슬라이스는 접속하는 상기 단말을 관리하고 서비스 사용 권한을 인증을 하는 단말 관리 및 인증 기능, 상기 단말이 서비스 사용 권한을 가지는 경우 복수의 서비스 사업자 네트워크 슬라이스 중에서 하나의 서비스 사업자 네트워크 슬라이스를 선택하는 네트워크 슬라이스 선택 기능을 수행하는, 이동 통신 네트워크 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 서비스 사업자 네트워크 슬라이스는 세션 및 QoS(Quality of Service) 제어를 수행하는 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛 및 데이터 전달을 수행하는 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛을 포함하는, 이동 통신 네트워크 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 코어 네트워크 슬라이스의 단말에 대한 데이터 트래픽 경로 설정 요청에 따라, 상기 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛이 상기 단말이 접속한 기지국의 위치 정보를 토대로 상기 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛과의 데이터 트래픽 경로를 설정하는, 이동 통신 네트워크 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 단말의 이동에 따라 동일 서비스를 지원하는 코어 네트워크 슬라이스가 변경되는, 이동 통신 네트워크 시스템.
  11. 이동 통신 네트워크 시스템의 제어 방법으로서,
    상기 이동 통신 네트워크 시스템의 디폴트 네트워크 슬라이스인 제어 장치가, 단말이 요구하는 서비스 유형에 대응하는 네트워크 슬라이스를 결정하는 단계; 및
    상기 제어 장치가, 상기 선택된 네트워크 슬라이스의 식별 정보를 포함하는 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 네트워크 슬라이스는 상기 서비스 유형에 대응하는 코어 네트워크 슬라이스를 포함하며, 상기 코어 네트워크 슬라이스내 서비스 사업자 네트워크 슬라이스를 더 포함하는, 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 네트워크 슬라이스를 결정하는 단계는,
    상기 제어 장치가, 상기 단말의 사용자가 접속이 허용된 가입자인지를 인증하는 단계; 및
    상기 제어 장치가, 상기 단말의 사용자가 접속이 허용된 가입자인 경우, 상기 단말이 요구하는 서비스 유형에 대응하는 코어 네트워크 슬라이스를 선택하는 단계
    를 포함하는, 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계는,
    상기 제어 장치가, 선택된 코어 네트워크 슬라이스에 대한 식별 정보에 따라 상기 단말에 대한 임시 식별 번호를 결정하고, 상기 단말이 데이터 패킷을 전송할 때 사용할 IP 주소를 할당하는 단계; 및
    상기 제어 장치가, 상기 단말이 접속한 상기 디폴트 네트워크 슬라이스의 식별 정보, 상기 선택된 코어 네트워크 슬라이스에 대한 식별 정보, 상기 임시 식별 번호, 상기 IP 주소 그리고 인증 관련 정보를 포함하는 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계
    를 포함하는, 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서
    상기 네트워크 슬라이스를 결정하는 단계 이전에,
    상기 제어 장치가, 접속하는 단말의 식별 정보가 임시 식별 번호이고 상기 단말로부터 제공된 상기 디폴트 네트워크 슬라이스의 식별 정보가 상기 제어 장치에 대응하는 디폴트 네트워크 슬라이스의 식별 정보와 일치하지 않은 경우에, 기지국으로 상기 단말에 대한 서비스 요청 메시지를 수신하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 단말에 대한 네트워크 슬라이스 재결정이 이루어지는, 제어 방법.
  15. 이동 통신 네트워크 시스템의 제어 방법으로서,
    상기 이동 통신 네트워크 시스템의 코어 네트워크 슬라이스에 대응하는 제어 장치가, 단말이 서비스 사용 권한이 있는지를 인증하는 단계;
    상기 제어 장치가, 상기 단말이 서비스 사용 권한을 가지는 경우 복수의 서비스 사업자 네트워크 슬라이스 중에서 하나의 서비스 사업자 네트워크 슬라이스를 선택하는 단계;
    상기 제어 장치가, 상기 선택된 서비스 사업자 네트워크 슬라이스로 상기 단말에 대한 데이터 트래픽 경로 설정을 요청하는 단계; 및
    상기 제어 장치가, 상기 요청에 따라 설정되는 데이터 트래픽 경로에 대한 정보를 상기 단말로 전송하는 단계
    를 포함하는, 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 서비스 사업자 네트워크 슬라이스는 세션 및 QoS제어를 수행하는 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛 및 데이터 전달을 수행하는 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛을 포함하는, 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 데이터 트래픽 경로 설정을 요청하는 단계는,
    상기 서비스 사업자 네트워크 슬라이스의 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛이 데이터 트래픽 경로 설정 요청을 수신하는 단계;
    상기 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛이, 상기 단말이 접속한 기지국의 위치 정보를 토대로 복수의 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛 중에서, 하나의 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛을 선택하는 단계; 및
    상기 특정 제어 평면 네트워크 기능 유닛이, 상기 선택된 특정 사용자 평면 네트워크 기능 유닛과의 데이터 트래픽 경로를 설정하는 단계
    를 포함하는, 제어 방법.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020080855A1 (ko) * 2018-10-18 2020-04-23 에스케이텔레콤 주식회사 제어 평면 장치, 사용자 평면 장치 및 이들을 이용한 패킷 처리 방법
KR20200073454A (ko) * 2018-12-14 2020-06-24 제주대학교 산학협력단 네트워크 슬라이스 기능 및 이를 구현하는 방법 및 그 시스템
KR20200134554A (ko) * 2019-05-22 2020-12-02 주식회사 케이티 이종망 신호 변환기 및 이를 이용한 신호 전송 방법
CN113348727A (zh) * 2019-01-23 2021-09-03 索尼集团公司 网络配置装置、服务器和通信系统
KR20220117629A (ko) * 2021-02-17 2022-08-24 주식회사 케이티 다중 네트워크 슬라이스 기반 트래픽 분기 방법, 이를 제공하는 단말 및 네트워크 시스템
CN115175241A (zh) * 2021-04-06 2022-10-11 中国移动通信集团江苏有限公司 一种业务分流架构、方法及装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020080855A1 (ko) * 2018-10-18 2020-04-23 에스케이텔레콤 주식회사 제어 평면 장치, 사용자 평면 장치 및 이들을 이용한 패킷 처리 방법
KR20200043729A (ko) * 2018-10-18 2020-04-28 에스케이텔레콤 주식회사 제어 평면 장치, 사용자 평면 장치 및 이들을 이용한 패킷 처리 방법
CN113454959A (zh) * 2018-10-18 2021-09-28 Sk电信有限公司 控制平面网络功能、用户平面网络功能和使用其的分组处理方法
US12166846B2 (en) 2018-10-18 2024-12-10 Sk Telecom Co., Ltd. Control plane network function device, user plane network function device, and packet processing method using same
KR20200073454A (ko) * 2018-12-14 2020-06-24 제주대학교 산학협력단 네트워크 슬라이스 기능 및 이를 구현하는 방법 및 그 시스템
CN113348727A (zh) * 2019-01-23 2021-09-03 索尼集团公司 网络配置装置、服务器和通信系统
KR20200134554A (ko) * 2019-05-22 2020-12-02 주식회사 케이티 이종망 신호 변환기 및 이를 이용한 신호 전송 방법
KR20220117629A (ko) * 2021-02-17 2022-08-24 주식회사 케이티 다중 네트워크 슬라이스 기반 트래픽 분기 방법, 이를 제공하는 단말 및 네트워크 시스템
CN115175241A (zh) * 2021-04-06 2022-10-11 中国移动通信集团江苏有限公司 一种业务分流架构、方法及装置

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