KR20200019062A

KR20200019062A - 통신 시스템에서 사설 네트워크 슬라이스의 제공 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20200019062A
Application number: KR1020180153895A
Authority: KR
Inventors: 김정윤
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2018-08-13
Filing date: 2018-12-03
Publication date: 2020-02-21
Also published as: KR102626955B1

Abstract

통신 시스템에서 사설 네트워크 슬라이스의 제공 방법 및 장치가 개시된다. 1 디바이스의 동작 방법은, PSI의 생성을 위해 필요한 요구사항들을 포함하는 PST를 생성하는 단계, PST를 포함하는 PSI 생성 요청 메시지를 PSI 생성 기능을 지원하는 제2 디바이스에 전송하는 단계, 상기 PST를 기초로 생성된 PSI의 정보를 포함하는 PSI 생성 수락 메시지를 상기 제2 디바이스로부터 수신하는 단계, 및 상기 PSI 생성 수락 메시지에 의해 지시되는 상기 PSI를 사용하여 서비스를 제공하는 단계를 포함한다. 따라서 통신 시스템의 성능이 향상될 수 있다.

Description

통신 시스템에서 사설 네트워크 슬라이스의 제공 방법 및 장치{METHOD FOR PROVIDING PRIVATE NETWORK SLICE IN COMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS FOR THE SAME}

본 발명은 네트워크 슬라이싱 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통신 시스템에서 사설 네트워크 슬라이스를 제공하기 위한 기술에 관한 것이다.

통신 시스템은 코어(core) 네트워크, 기지국(예를 들어, 매크로(macro) 기지국, 소형(small) 기지국, 릴레이(relay) 등), 및 UE(user equipment)를 포함할 수 있다. 4G 통신 기술(예를 들어, LTE(long term evolution) 기술)을 지원하는 통신 시스템에서 코어 네트워크는 MME(mobility management entity), SGW(serving gateway), PGW(PDN(packet data network) gateway) 등을 포함할 수 있다. 5G 통신 기술(예를 들어, NR(new radio) 기술)을 지원하는 통신 시스템에서 코어 네트워크는 AMF(access and mobility function), UPF(user plane function), SMF(session management function) 등을 포함할 수 있다.

기지국과 UE 간의 통신은 다양한 RAT(radio access technology)(예를 들어, 4G 통신 기술, 5G 통신 기술, WiBro(wireless broadband) 기술, WLAN(wireless local area network) 기술, WPAN(wireless personal area network) 기술 등)에 기초하여 수행될 수 있다. 기지국은 유선 백홀(backhaul) 또는 무선 백홀을 통해 코어 네트워크와 연결될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 단말로부터 수신된 데이터 및 제어 정보를 유선 백홀 또는 무선 백홀을 통해 코어 네트워크에 전송할 수 있다. 또한, 기지국은 유선 백홀 또는 무선 백홀을 통해 코어 네트워크로부터 데이터 및 제어 정보 등을 수신할 수 있다.

한편, 통신 시스템에 네트워크 슬라이싱(network slicing) 기술이 적용될 수 있다. 네트워크 운영자는 사용자의 요청에 따라 NSI(network slice instance)를 설정할 수 있고, 설정된 NSI를 사용자에게 제공할 수 있다. NSI는 복수의 사용자들에 의해 공유될 수 있다. 반면, 특정 사용자에 의해 독점적으로 사용되는 NSI가 필요할 수 있으며, 독점적으로 사용되는 NSI를 제공/관리하기 위한 방법들이 필요할 것이다. 이때 특정 사용자는 일반 가입자를 포함하여 MVNO(mobile virtual network operator), 엔터프라이즈(Enterprise) 등과 같은 3rd Party 사업자이며, NSI를 독점하기 위해 필요한 비용을 고려하면 3rd Party 사업자가 주된 사용자일 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 사설 네트워크 슬라이스를 제공/관리하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 디바이스의 동작 방법은, PSI(private slice instance)의 생성을 위해 필요한 요구사항들을 포함하는 PST(private slice template)를 생성하는 단계, PST를 포함하는 PSI 생성 요청 메시지를 PSI 생성 기능을 지원하는 제2 디바이스에 전송하는 단계, 상기 PST를 기초로 생성된 PSI의 정보를 포함하는 PSI 생성 수락 메시지를 상기 제2 디바이스로부터 수신하는 단계, 및 상기 PSI 생성 수락 메시지에 의해 지시되는 상기 PSI를 사용하여 서비스를 제공하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 3rd party로 동작하는 제1 디바이스는 MNO(mobile network operator)로 동작하는 제2 디바이스에 PSI(private slice instance) 생성을 요청할 수 있고, 제2 디바이스는 제1 디바이스의 요청에 따라 생성된 PSI를 제1 디바이스에 제공할 수 있다. 제1 디바이스는 제2 디바이스에 의해 생성된 PSI를 사용하여 서비스를 제공할 수 있다. PSI는 제1 디바이스에 의해 독점적으로 사용되므로, 제1 디바이스에 의해 제공되는 서비스 품질이 향상될 수 있다.

도 1은 네트워크 슬라이싱을 지원하는 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 통신 시스템에서 NSI의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4는 사설 슬라이스를 관리하는 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 5는 사설 슬라이스를 관리하는 통신 시스템의 제2 실시예를 도시한 블록도이다.
도 6은 통신 시스템에서 사설 슬라이스(예를 들어, PSI)의 생성/관리 방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 7은 통신 시스템에서 PSI의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.

도 1은 네트워크 슬라이싱(network slicing)을 지원하는 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 코어 네트워크(110), AN(access network)(예를 들어, RAN(radio access network))(120), DN(data network)(130) 및 UE(user equipment)(140)를 포함할 수 있다. 코어 네트워크(110)는 AMF(access and mobility management function)(110-1), UPF(user plane function)(110-2), SMF(session management function)(110-3), AUSF(authentication server function)(110-4), NEF(network exposure function)(110-5), NRF(network repository function)(110-6), PCF(policy control function)(110-7), UDM(user data management)(110-8), AF(application function)(110-9), 및 NSSF(network slice selection function)(110-10)를 포함할 수 있다. 여기서, NSSF(110-10)는 네트워크 슬라이스의 선택을 지원하기 위해 사용될 수 있다.

코어 네트워크(110)를 구성하는 네트워크 기능들(110-1 내지 110-10)은 하나 이상의 물리적 디바이스(physical device)에 의해 수행될 수 있다. 또는, 코어 네트워크(110)를 구성하는 네트워크 기능들(110-1 내지 110-10)은 물리적 디바이스에서 실행되는 인스턴스(instance) 또는 가상화 기능(virtual function)으로 구현될 수 있다.

코어 네트워크(110)는 제어 평면(control plane) 및 사용자 평면(user plane)으로 분류될 수 있다. 제어 평면은 공통 제어 평면(common control plane) 및 슬라이스 특정 제어 평면(slice specific control plane)으로 분류될 수 있다. AMF(110-1), AUSF(110-4), UDM(110-8), 및 NSSF(110-10)는 공통 제어 평면에 속할 수 있다. UPF(110-2), SMF(110-3), NEF(110-5), NRF(110-6), 및 PCF(110-7)는 공통 제어 평면 또는 슬라이스 특정 제어 평면에 속할 수 있다. 공통 제어 평면에 속하는 네트워크 기능들은 복수의 NSI들 또는 복수의 NSSI들에 의해 공유될 수 있다. 슬라이스 특정 제어 평면에 속하는 네트워크 기능은 특정 NSI 또는 특정 NSSI를 위해 전용으로 사용될 수 있다.

AMF(110-1)는 아래 기능들을 수행할 수 있다.

- RAN CP(control plane) 인터페이스(N2)의 종료

- NAS(non access stratum) 인터페이스(N1) 종료, NAS 암호화 및 무결성 보호

- 등록 관리(registration management)

- 연결 관리(connection management)

- 도달 가능성 관리(reachability management)

- 이동성 관리(mobility management)

- AMF 이벤트 및 L1 시스템의 인터페이스에 대한 합법적인 차단(lawful intercept)

- SM 메시지 라우팅을 위한 트랜스패런트 프록시(transparent proxy)

- 액세스 인증(access authentication)

- 액세스 권한(Access Authorization)

- SEA(security anchor function)

- SCM(security context management)

한편, 통신 시스템(100)에서 AMF(110-1)와 NSSF(110-10) 간의 통신은 Ns 인터페이스를 통해 수행될 수 있으며, AMF(110-1)는 NSSF(110-10)와 연동하여 네트워크 슬라이싱 관련 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, AMF(110-1)와 NSSF(110-10) 간의 동작에 기초하여 NSI가 선택될 수 있다.

통신 시스템(100)에 네트워크 슬라이싱 기술이 적용되는 경우, 네트워크 자원/기능은 요구되는 서비스에 따라 하나의 독립적인 네트워크 슬라이스로 설정될 수 있다. 따라서 네트워크 사업자는 서비스 또는 사용자에 특화된 네트워크 자원/기능을 네트워크 슬라이스로 설정할 수 있고, 네트워크 슬라이스를 해당 서비스를 요청한 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 통신 시스템(100)에 SDN(software defined networking)/NFV(network function virtualization) 기술이 적용될 수 있으며, 이에 따라 네트워크 자원/기능은 가상화될 수 있다.

한편, 도 1에 도시된 통신 시스템(100)에 포함된 통신 노드(예를 들어, 도 1에 도시된 네트워크 기능을 수행하는 디바이스)는 다음과 같이 구성될 수 있다.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.

다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

다음으로, 통신 시스템에서 사설(private) 네트워크 슬라이스의 제공 방법들이 설명될 것이다. 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, UE의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 기지국은 UE의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 기지국의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 UE는 기지국의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.

도 3은 통신 시스템에서 NSI의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 3을 참조하면, 네트워크 슬라이스는 특정 네트워크 성능/특성을 사용자에게 제공하기 위해 필요한 네트워크 자원/기능으로 구성되는 논리적 네트워크일 수 있다. 네트워크 슬라이스는 RAN(320) 및 CN(core network)(330)에 위치할 수 있다. NSI는 템플릿(template)에 따라 의도되는 네트워크 슬라이스 서비스를 제공하는 네트워크 자원/기능의 집합일 수 있다.

UE(310-1, 320-2) 각각에 복수의 NSI들이 할당될 수 있다. 예를 들어, NSI #1~2는 UE #1(310-1)에 할당될 수 있고, NSI #3~4는 UE #2(310-2)에 할당될 수 있다. NSI #1 및 #3은 eMBB(enhanced mobile broadband) 서비스를 제공하기 위해 설정될 수 있고, NSI #2 및 #4는 IoT(internet of things) 서비스를 제공하기 위해 설정될 수 있다. NSI #1~4는 RAN(320) 및 CN(330)에서 설정될 수 있고, NSI #1~4 각각은 복수의 NSSI들을 포함할 수 있다.

NSI #1는 RAN 슬라이스(예를 들어, RAN(320)을 구성하는 네트워크 자원/기능) 및 CN 슬라이스(예를 들어, CN(330)을 구성하는 네트워크 자원/기능)로 구성될 수 있다. CN 슬라이스는 AMF, SMF, UPFs(user plane functions), 및 기타 NF(other network function)를 포함할 수 있다. NSI #1~4 각각은 요구되는 서비스를 제공하기 위한 하나 이상의 네트워크 기능을 지원하는 인스턴스들을 포함할 수 있다. 네트워크 기능을 지원하는 인스턴스는 NFI(network function instance)로 지칭될 수 있다.

UE(310-1, 310-2) 각각은 하나의 RAN(320)을 통해 복수의 NSI들에 접속할 수 있다. 이 경우, NSI #1~2는 제어 평면의 일부 기능(예를 들어, AMF, NSSF)을 공유할 수 있고, NSI #3~4는 제어 평면의 일부 기능(예를 들어, AMF, NSSF)을 공유할 수 있다.

NSSF는 PLMN(public land mobile network)에 대한 NSI 토폴로지 정보를 가지는 네트워크 기능일 수 있다. 예를 들어, NSSF는 등록 영역에 대응하는 활성 NSI(s)의 집합의 가용성(availability)을 확인할 수 있고, 특정 NSI에 접속할 수 있는 엔트리 포인트(entry point)일 수 있다. 또한, 서빙 MVNO(serving mobile virtual network operator), OTT(over the top) 제공자, UE의 위치, 타임 윈도우(time window) 중 적어도 하나에 기초하여 타겟 NSI를 선택하기 위해, NSSF는 S-NSSAI(single-network slice selection assistance information)에 대한 슬라이스 레벨 서비스 매핑(slice-level service mapping) 동작을 지원할 수 있다.

여기서, NSI는 로드 밸런싱(load balancing) 및 리던던시(redundancy)를 위해 특정 S-NSSAI에 대한 NSI 풀(pool)로부터 선택될 수 있다. 슬라이스 레벨 제어 규칙은 네트워크 운영자에 의해 설정될 수 있다. 또한, NSSF는 서빙 PLMN의 관리 시스템을 위한 슬라이스 선택에 대한 통계 수집(statistic collection) 기능을 지원할 수 있다. NSSF와 AMF 간의 동작에서 아래 파라미터들이 고려될 수 있다.

NSSF의 입력 파라미터는 승인된(accepted) S-NSSAI를 포함할 수 있다. 또한, NSSF의 입력 파라미터는 UE(310-1, 310-2)에 연관된 과거 NSI 리스트 및 UE(310-1, 310-2)의 서빙 등록 영역 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

NSSF의 출력 파라미터는 승인된 S-NSSAI에 대응하는 NSI의 정보(예를 들어, NSI ID(identifier))를 포함할 수 있다. 여기서, NSI는 승인된 S-NSSAI에 기초하여 새롭게 선택된 NSI일 수 있다. 또한, NSSF의 출력 파라미터는 새로운 서빙 AMF의 IP(internet protocol) 주소 또는 FQDN(fully qualified domain name), 및 NSI를 위해 선택된 서빙 NRF의 IP 주소 또는 FQDN 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, PLMN은 네트워크 기능의 디스커버리/선택을 위해 프로비저닝(provisioning)된 NSI 및 NRF를 포함할 수 있다. NRF가 네트워크 슬라이싱의 유무에 관계없이 네트워크 기능의 디스커버리/선택 동작을 지원할 수 있도록, NSSF의 입력 파라미터는 네트워크 기능의 타입뿐만 아니라 논리적 네트워크 식별자를 포함할 수 있다. 한편, 네트워크 슬라이싱을 지원하는 통신 시스템에서 다양한 모델(예를 들어, 비지니스 관계(business relationship) 모델)들이 설정될 수 있다. 모델은 아래 표 1과 같이 정의될 수 있다. 아래 실시예들에서, MNO는 MNO의 동작/기능을 지원하는 디바이스를 의미할 수 있고, 3rd party는 3rd party의 동작/기능을 지원하는 디바이스를 의미할 수 있다. 또한, MNO는 공중 네트워크를 소유하지 않는 사업자일 수 있고, 3rd party는 엔터프라이즈(enterprise) 또는 비지니스 고객일 수 있다.

표 1에서 모델 3c 및 모델 3d를 위한 관리 롤(management role) 모델은 아래 표 2와 같이 정의될 수 있다.

모델 2 및 모델 3은 3rd party의 관리 기능을 지원할 수 있고, 3rd party와 협력하는 MNO를 위한 확장된 관리 기능을 제공할 수 있다. 3rd party는 V/NF들뿐만 아니라 가상/물리 인프라스트럭쳐를 직접 관리하기 위해 MNO에 의해 제공되는 API들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 비지니스 요구사항들이 변경되는 경우, 3rd party는 API를 사용하여 가상/물리 인프라스트럭쳐 및 V/NF들을 관리(예를 들어, 변경/수정/삭제)할 수 있다.

MNO는 비지니스 요구사항들을 만족시키기 위해 PSI(private slice instance)를 제공할 수 있다. PSI는 NSI와 다르게 3rd party에 의해 독점적으로 사용될 수 있다. 또한, MNO는 3rd party의 요청에 따라 커스터마이징된(customized) PSI를 제공할 수 있다. 3rd party는 MNO에 의해 제공된 PSI를 사용하여 서비스를 제공할 수 있다. 아래 실시예들에서 PSI는 "사설 슬라이스"로 지칭될 수 있다.

표 2에 정의된 관리 롤 모델에서 사설 슬라이스 관리를 위한 기준(criteria)은 다음과 같을 수 있다.

- MNO의 네트워크 기능/슬라이싱 관리 기능은 사설 슬라이스를 생성/관리할 수 있다. 3rd party의 네트워크 기능/슬라이싱 관리 기능은 사설 슬라이스의 생성을 위해 필요한 정보를 MNO에 제공할 수 있다.

- 3rd party의 네트워크 기능/슬라이싱 관리 기능은 사설 슬라이스의 일부 구성 요소(component)를 생성/관리할 수 있다. 3rd party의 네트워크 기능/슬라이싱 관리 기능은 사설 슬라이스의 일부 구성 요소의 생성/관리를 위해 필요한 정보를 MNO에 제공할 수 있다.

또한, 표 2에 정의된 관리 롤 모델에 따른 시나리오에서 3rd party와 MNO 간의 관계는 다음과 같을 수 있다.

- 3rd party는 MNO가 비지니스 요구사항들을 만족하는 사설 슬라이스를 제공하는 것을 신뢰할 수 있다.

- 3rd party는 MNO에 의해 제공되는 적절한 API를 사용하여 사설 슬라이스를 직접 관리할 수 있다.

또한, 통신 시스템은 적절한 API를 제공할 수 있으며, 3rd party는 통신 시스템에 의해 제공되는 API를 사용하여 사설 슬라이스를 생성/관리할 수 있다. 3rd party가 사설 슬라이스를 직접 관리하는 경우, 통신 시스템은 다음과 같이 구성될 수 있다.

도 4는 사설 슬라이스를 관리하는 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 4를 참조하면, 3rd party의 OSS/BSS(operations support systems/business support systems)(610)는 PSMF(private slice management function)를 포함할 수 있다. 3rd party의 OSS/BSS(610)는 PSMF를 사용하여 사설 슬라이스(예를 들어, PSI)를 관리할 수 있다. EM(element management)(650)은 3rd party의 OSS/BSS(610)에 연결될 수 있으며, 사설 슬라이스에 속하는 엘리먼트들을 관리할 수 있다.

MNO(예를 들어, MANO(management and orchestration))는 NFVO(Network function virtualization orchestration)(620), VNFM(virtual network function manager)(630), 및 VIM(virtualised infrastructure manager)(640)을 포함할 수 있다. MNO는 3rd party의 요청에 따라 사설 슬라이스를 생성할 수 있고, 생성된 사설 슬라이스를 3rd party에 제공할 수 있다.

사설 슬라이스는 PNF(physical network function)(660), VNF(670-1, 670-2), NFVI(network function virtualization infrastructure)(680-1, 680-2) 등을 포함할 수 있다. VNF #1(670-1) 및 NFVI #1(680-1)은 3rd party에 의해 제공될 수 있고, VNF #2(670-2) 및 NFVI #2(680-2)는 MNO에 의해 제공될 수 있다.

한편, 3rd party가 MNO를 통해 사설 슬라이스를 관리하는 경우, 통신 시스템은 다음과 같이 구성될 수 있다.

도 5는 사설 슬라이스를 관리하는 통신 시스템의 제2 실시예를 도시한 블록도이다.

도 5를 참조하면, OSS/BSS(710)는 NSMF(network slice management function)를 포함할 수 있고, NSMF는 PSMF를 포함할 수 있다. EM(750)은 OSS/BSS(710)에 연결될 수 있으며, 사설 슬라이스(예를 들어, PSI)에 속하는 엘리먼트들을 관리할 수 있다. MNO(예를 들어, MANO)는 NFVO(720), VNFM(730), 및 VIM(740)을 포함할 수 있다. MNO는 3rd party의 요청에 따라 사설 슬라이스를 생성할 수 있고, 생성된 사설 슬라이스를 3rd party에 제공할 수 있다.

사설 슬라이스는 PNF(760), VNF(770-1, 770-2), NFVI(780-1, 780-2) 등을 포함할 수 있다. VNF #1(860-1) 및 NFVI #1(870-1)은 3rd party에 의해 제공될 수 있고, VNF #2(860-2) 및 NFVI #2(870-2)는 MNO에 의해 제공될 수 있다.

한편, 도 4 또는 도 5에 도시된 통신 시스템에서 사설 슬라이스의 생성/관리 방법은 다음과 같을 수 있다.

도 6은 통신 시스템에서 사설 슬라이스(예를 들어, PSI)의 생성/관리 방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.

도 6을 참조하면, 통신 시스템은 3rd party의 동작/기능을 지원하는 제1 디바이스, MNO의 동작/기능을 지원하는 제2 디바이스 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 디바이스는 도 4 또는 도 5에 도시된 PSMF를 포함할 수 있고, 제2 디바이스는 도 4 또는 도 5에 도시된 NFVO, VNFM, 및 VIM을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 디바이스는 제2 디바이스에 의해 제공되는 API를 사용하여 PSI를 생성/관리/변경/수정/삭제/종료할 수 있다.

제1 디바이스는 PSI의 생성/관리/변경/수정/삭제/종료를 위해 사용되는 PST(private slice template)를 생성할 수 있다(S800). PST는 제1 디바이스의 네트워크 요구사항들을 포함할 수 있다. 네트워크 요구사항들은 VNF, VL(virtual link), 토폴로지(topology), QoS(quality of service), 격리도(isolation level) 등을 포함할 수 있다. 네트워크 요구사항들에 포함된 VNF는 제1 디바이스의 응용 프로그램 및 제2 디바이스의 응용 프로그램 중에서 적어도 하나가 동작하는 VNF일 수 있다. 네트워크 요구사항들에 포함된 VL은 VNF들 간을 연결하기 위해 사용되는 VL일 수 있다.

네트워크 요구사항들에 포함된 토폴로지는 VNF의 연결 순서를 지시하는 정보, 트랜스포트(transport) 네트워크의 연결 정보 등을 포함할 수 있다. 네트워크 요구사항들에 포함된 QoS는 VNF에 의해 제공 가능한 QoS, VL에 의해 제공 가능한 QoS 등을 포함할 수 있다. 네트워크 요구사항들에 포함된 격리도는 PSI에 속한 VNF들 간의 격리도, PSI에 속한 VNF와 NSI에 속한 VNF 간의 격리도, 또는 서로 다른 PSI에 속한 VNF들 간의 격리도일 수 있다.

격리도는 VNF에서 동작하는 응용 프로그램의 특성에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 격리도가 1 내지 10 중에서 하나의 레벨로 설정되는 경우, 높은 보안이 요구되는 응용 프로그램이 동작하는 VNF의 격리도는 상대적으로 높은 레벨(예를 들어, 8 이상의 레벨)로 설정될 수 있고, 낮은 보안이 요구되는 응용 프로그램이 동작하는 VNF의 격리도는 상대적으로 낮은 레벨(예를 들어, 8 이상의 레벨)로 설정될 수 있다. 인트라(intra)-PSI의 정보 제공이 필요한 응용 프로그램(예를 들어, 기업의 영업 비밀에 해당하는 응용 프로그램)이 동작하는 VNF의 격리도는 상대적으로 높은 레벨로 설정될 수 있고, 인터(inter)-PSI의 정보 제공이 필요한 응용 프로그램이 동작하는 VNF의 격리도는 상대적으로 낮은 레벨로 설정될 수 있다.

VNF의 격리도가 상대적으로 낮은 경우, 해당 VNF가 속한 가상 인프라 자원의 효율성은 향상되지만, 가상 인프라 자원의 보안성은 낮아질 수 있다. 반면, VNF의 격리도가 상대적으로 높은 경우, 해당 VNF가 속한 가상 인프라 자원의 효율성은 낮아지지만, 가상 인프라 자원의 보안성은 향상될 수 있다.

또한, PST는 제1 디바이스의 비지니스 요구사항들 및 서비스 요구사항들(예를 들어, 빅 데이터 분석을 위한 요구사항들)을 더 포함할 수 있다. 또는, 비지니스 요구사항들 및 서비스 요구사항들 각각은 PST와 별도로 설정될 수 있다. 비지니스 요구사항들은 PSI의 대역폭, 지연 시간, 최대 연결 개수, 커버리지(예를 들어, 서비스 제공 가능 지역) 등을 포함할 수 있다. 비지니스 요구사항들에 포함된 최대 연결 개수는 PSI에 연결 가능한 단말의 최대 개수 또는 단말에 의해 요청되는 서비스 세션(session)의 최대 개수를 지시할 수 있다.

PST의 생성이 완료된 경우, 제1 디바이스는 PST를 포함하는 PSI 생성 요청 메시지를 생성할 수 있고, PSI 생성 요청 메시지를 제2 디바이스에 전송할 수 있다(S810). PSI 생성 요청 메시지는 PSI의 생성이 요청되는 것을 지시하는 정보, PST(예를 들어, 네트워크 요구사항들, 비지니스 요구사항들, 서비스 요구사항들) 등을 포함할 수 있다.

제2 디바이스는 제1 디바이스로부터 PSI 생성 요청 메시지를 수신할 수 있고, 수신된 PSI 생성 요청 메시지에 포함된 정보에 기초하여 PSI 생성이 요청되는 것으로 판단할 수 있다. 따라서 제2 디바이스는 PSI 생성 요청 메시지에 포함된 PST에 기초하여 PSI를 생성할 수 있다(S820). 예를 들어, 제2 디바이스는 PSI를 구성하는 새로운 NFI를 생성할 수 있고, 기존 NFI를 PSI에 할당할 수 있다. 제2 디바이스는 새로운 NFI 및 기존 NFI를 가상화함으로써 VNF를 생성할 수 있고, VL을 사용하여 VNF들 간을 연결함으로써 PSI를 생성할 수 있다.

PSI 생성 절차는 일반적인 NSI 생성(Life-cycle management) 절차와 유사하게 MANO API를 이용하여 수행될 수 있으며, PSI 생성 절차와 NSI 생성 절차 간의 큰 차이점은 PSI 생성 절차에서 PST에 기술된 네트워크 및 서비스 요구사항들뿐만 아니라 비즈니스 요구사항들도 함께 반영하여 PSI를 생성하는 것이 특징이다. 제2 디바이스에 의해 생성된 PSI는 다음과 같을 수 있다.

도 7은 통신 시스템에서 PSI의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 7을 참조하면, PSI(900)는 복수의 VNF들(911~915)을 포함할 수 있다. VNF #1 및 #5(911, 915)는 제1 디바이스(즉, 3rd party)의 VNF일 수 있고, VNF #2, #3, 및 #4(912, 913, 914)는 제2 디바이스(즉, MNO)의 VNF일 수 있다.

다시 도 6을 참조하면, PSI의 생성이 완료된 경우, 제2 디바이스는 PSI를 포함하는 PSI 생성 수락 메시지를 생성할 수 있고, PSI 생성 수락 메시지를 제1 디바이스에 전송할 수 있다(S830). PSI 생성 수락 메시지는 단계 S810에서 수신된 PSI 생성 요청 메시지에 따른 PSI 생성이 완료된 것을 지시하는 정보, PSI-ID(identifier), PSI 등을 포함할 수 있다.

제1 디바이스는 제2 디바아스로부터 PSI 생성 수락 메시지를 수신할 수 있고, PSI 생성 수락 메시지에 포함된 정보를 확인할 수 있다. 즉, 제1 디바이스는 PSI 생성 수락 메시지에 포함된 PSI를 사용하여 서비스를 제공할 수 있다.

한편, 제2 디바이스에 의해 생성된 PSI의 변경이 필요한 경우, 제1 디바이스는 PSI 변경 요청 메시지를 생성할 수 있고, 생성된 PSI 변경 요청 메시지를 제2 디바이스에 전송할 수 있다(S840). PSI 변경 요청 메시지는 PSI 변경이 요청되는 것을 지시하는 정보, 변경이 요청되는 PSI의 ID(즉, PSI-ID), 변경이 요청되는 PSI의 PST 등을 포함할 수 있다. PSI 변경 요청 메시지에 포함된 PST는 변경된 네트워크 요구사항들, 변경된 비지니스 요구사항들, 및 변경된 서비스 요구사항들 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

PSI 변경 요청 메시지가 제1 디바이스로부터 수신된 경우, 제2 디바이스는 PSI 변경 요청 메시지에 포함된 정보에 기초하여 해당 PSI의 특성을 변경할 수 있다(S850). PSI 특성의 변경이 완료된 경우, 제2 디바이스는 PSI 변경 수락 메시지를 제1 디바이스에 전송할 수 있다(S860). PSI 변경 수락 메시지는 PSI 변경이 완료된 것을 지시하는 정보, 변경된 PSI의 ID(즉, PSI-ID), PSI 등을 포함할 수 있다.

PSI 변경 수락 메시지가 제2 디바이스로부터 수신된 경우, 제1 디바이스는 PSI 변경이 완료된 것으로 판단할 수 있고, 변경된 PSI(예를 들어, PSI 변경 수락 메시지에 의해 지시되는 PSI)를 사용하여 서비스를 제공할 수 있다.

한편, 제2 디바이스에 의해 생성된 PSI의 삭제가 필요한 경우, 제1 디바이스는 PSI 삭제 요청 메시지를 생성할 수 있고, 생성된 PSI 삭제 요청 메시지를 제2 디바이스에 전송할 수 있다(S870). PSI 삭제 요청 메시지는 PSI 삭제가 요청되는 것을 지시하는 정보, 삭제가 요청되는 PSI의 ID(즉, 제2 디바이스에 의해 설정된 PSI들 중에서 하나 이상의 PSI의 ID) 등을 포함할 수 있다.

PSI 삭제 요청 메시지가 제1 디바이스로부터 수신된 경우, 제2 디바이스는 PSI 삭제 요청 메시지에 포함된 정보에 기초하여 PSI를 삭제할 수 있다(S880). 예들 들어, 제2 디바이스는 PSI 삭제 요청 메시지에 의해 지시되는 PSI 자체를 삭제할 수 있다. 또는, 제2 디바이스는 PSI 삭제 요청 메시지에 의해 지시되는 PSI를 구성하는 모든 NFI들을 삭제할 수 있다.

PSI 삭제가 완료된 경우, 제2 디바이스는 PSI 삭제 수락 메시지를 제1 디바이스에 전송할 수 있다(S890). PSI 삭제 수락 메시지는 PSI 삭제가 완료된 것을 지시하는 정보, 삭제된 PSI의 ID(즉, PSI-ID) 등을 포함할 수 있다. PSI 삭제 수락 메시지가 제2 디바이스로부터 수신된 경우, 제1 디바이스는 PSI 삭제가 완료된 것으로 판단할 수 있다.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

네트워크 슬라이싱(network slicing)을 지원하는 통신 시스템에서 제1 디바이스의 동작 방법으로서,
PSI(private slice instance)의 생성을 위해 필요한 요구사항들을 포함하는 PST(private slice template)를 생성하는 단계;
PST를 포함하는 PSI 생성 요청 메시지를 PSI 생성 기능을 지원하는 제2 디바이스에 전송하는 단계;
상기 PST를 기초로 생성된 PSI의 정보를 포함하는 PSI 생성 수락 메시지를 상기 제2 디바이스로부터 수신하는 단계; 및
상기 PSI 생성 수락 메시지에 의해 지시되는 상기 PSI를 사용하여 서비스를 제공하는 단계를 포함하는, 제1 디바이스의 동작 방법.