KR20220019569A

KR20220019569A - 이동통신 네트워크에서 시각 동기 네트워크의 설정을 지원하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20220019569A
Application number: KR1020200100152A
Authority: KR
Inventors: 문상준; 한윤선
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2020-08-10
Filing date: 2020-08-10
Publication date: 2022-02-17
Also published as: WO2022035167A1; US20220046570A1; EP4183070A4; EP4183070A1; US11564187B2; CN116034562A

Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 6G 통신 시스템에 관련된 것이다.
본 개시는, TSN(Time Sensitive Network) 기능을 가지는 제1 네트워크 엔티티(entity)의 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용한 BMCA(Best Master Clock Algorithm) 지원 방법에 있어서, 제1 GM(Grand Master)을 클락 소스(Clock Source)로 가지는 제1 TSN 노드로부터 제1 Announce 메시지를 수신하는 과정과, 수신한 제1 Announce 메시지를 기반으로 상기 제1 네트워크 엔티티의 역할을 설정하는 과정과, 상기 설정된 제1 네트워크 엔티티의 역할을 나타내는 정보를 포함하는 제1 Announce 메시지를 브로드캐스트 방식으로 제2 네트워크 엔티티로 전송하는 과정과, 상기 제2 네트워크 엔티티로부터 제2 GM을 클락 소스로 가지는 제2 TSN 노드의 제2 Announce 메시지를 수신하는 과정, 여기서, 제2 Announce 메시지는 상기 제1 Announce 메시지 및 상기 제2 Announce 메시지를 기반으로 설정된 제2 네트워크 엔티티의 역할을 나타내는 정보를 포함하고, 수신한 제2 Announce 메시지를 기반으로 상기 제1 GM의 우선순위와 상기 제2 GM의 우선순위를 비교하는 과정과, 상기 비교 결과에 따라 상기 제1 네트워크 엔티티의 역할을 변경하는 과정을 포함하되, 상기 제1 네트워크 엔티티와 상기 제2 네트워크 엔티티는 동일한 네트워크 내부에 존재하고, 상기 제1 TSN 노드와 상기 제2 TSN 노드는 상기 네트워크 외부에 존재함을 특징으로 한다.

Description

이동통신 네트워크에서 시각 동기 네트워크의 설정을 지원하는 방법 및 장치 {APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING CONFIGURATION OF TIME SYNCRONIZATION IN MOBILE NETWORK}

본 개시는 이동통신 시스템에서 시각 동기 네트워크 또는 시각 동기 방법을 지원하는 이동통신 네트워크 기능을 제공하는 방법에 관한 것이다. 시각 동기 네트워크란 특정 네트워크를 구성하는 단말 또는 네트워크 장치들이 동일한 시각 정보(Clock)을 가질 수 있도록 동기화를 제공하는 장치, 프로토콜, 또는 방법들로 구성되는 네트워크를 지칭한다. 본 개시는 시각 동기 네트워크의 목적에 부합한 작동을 위한 시각 동기 정보의 전달을 위한 네트워크 설정 및 관리를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

무선 통신 세대를 거듭하면서 발전한 과정을 돌아보면 음성, 멀티미디어, 데이터 등 주로 인간 대상의 서비스를 위한 기술이 개발되어 왔다. 5G (5th-generation) 통신 시스템 상용화 이후 폭발적인 증가 추세에 있는 커넥티드 기기들이 통신 네트워크에 연결될 것으로 전망되고 있다. 네트워크에 연결된 사물의 예로는 차량, 로봇, 드론, 가전제품, 디스플레이, 각종 인프라에 설치된 스마트 센서, 건설기계, 공장 장비 등이 있을 수 있다. 모바일 기기는 증강현실 안경, 가상현실 헤드셋, 홀로그램 기기 등 다양한 폼팩터로 진화할 것으로 예상된다. 6G (6th-generation) 시대에는 수천억 개의 기기 및 사물을 연결하여 다양한 서비스를 제공하기 위해, 개선된 6G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 6G 통신 시스템은 5G 통신 이후 (Beyond 5G) 시스템이라 불리어지고 있다.

2030년쯤 실현될 것으로 예측되는 6G 통신 시스템에서 최대 전송 속도는 테라 (즉, 1000기가) bps, 무선 지연시간은 100마이크로초(μsec) 이다. 즉, 5G 통신 시스템대비 6G 통신 시스템에서의 전송 속도는 50배 빨라지고 무선 지연시간은 10분의 1로 줄어든다.

이러한 높은 데이터 전송 속도 및 초저(ultra low) 지연시간을 달성하기 위해, 6G 통신 시스템은 테라헤르츠(terahertz) 대역 (예를 들어, 95기가헤르츠(95GHz)에서 3테라헤르츠(3THz)대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 테라헤르츠 대역에서는 5G에서 도입된 밀리미터파(mmWave) 대역에 비해 더 심각한 경로손실 및 대기흡수 현상으로 인해서 신호 도달거리, 즉 커버리지를 보장할 수 있는 기술의 중요성이 더 커질 것으로 예상된다. 커버리지를 보장하기 위한 주요 기술로서 RF(radio frequency) 소자, 안테나, OFDM (orthogonal frequency division multiplexing)보다 커버리지 측면에서 더 우수한 신규 파형(waveform), 빔포밍(beamforming) 및 거대 배열 다중입출력(massive multiple-input and multiple-output: massive MIMO), 전차원 다중입출력(full dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 다중 안테나 전송 기술 등이 개발되어야 한다. 이 외에도 테라헤르츠 대역 신호의 커버리지를 개선하기 위해 메타물질(metamaterial) 기반 렌즈 및 안테나, OAM(orbital angular momentum)을 이용한 고차원 공간 다중화 기술, RIS(reconfigurable intelligent surface) 등 새로운 기술들이 논의되고 있다.

또한 주파수 효율 향상 및 시스템 네트워크 개선을 위해, 6G 통신 시스템에서는 상향링크(uplink)와 하향링크(downlink)가 동일 시간에 동일 주파수 자원을 동시에 활용하는 전이중화(full duplex) 기술, 위성(satellite) 및 HAPS(high-altitude platform stations)등을 통합적으로 활용하는 네트워크 기술, 이동 기지국 등을 지원하고 네트워크 운영 최적화 및 자동화 등을 가능하게 하는 네트워크 구조 혁신 기술, 스펙트럼 사용 예측에 기초한 충돌 회피를 통한 동적 주파수 공유 (dynamic spectrum sharing) 기술, AI (artificial intelligence)를 설계 단계에서부터 활용하고 종단간(end-to-end) AI 지원 기능을 내재화하여 시스템 최적화를 실현하는 AI 기반 통신 기술, 단말 연산 능력의 한계를 넘어서는 복잡도의 서비스를 초고성능 통신과 컴퓨팅 자원(mobile edge computing (MEC), 클라우드 등)을 활용하여 실현하는 차세대 분산 컴퓨팅 기술 등의 개발이 이루어지고 있다. 뿐만 아니라 6G 통신 시스템에서 이용될 새로운 프로토콜의 설계, 하드웨어 기반의 보안 환경의 구현 및 데이터의 안전 활용을 위한 메커니즘 개발 및 프라이버시 유지 방법에 관한 기술 개발을 통해 디바이스 간의 연결성을 더 강화하고, 네트워크를 더 최적화하고, 네트워크 엔티티의 소프트웨어화를 촉진하며, 무선 통신의 개방성을 높이려는 시도가 계속되고 있다.

이러한 6G 통신 시스템의 연구 및 개발로 인해, 사물 간의 연결뿐만 아니라 사람과사물 간의 연결까지 모두 포함하는 6G 통신 시스템의 초연결성(hyper-connectivity)을 통해 새로운 차원의 초연결 경험(the next hyper-connected experience)이 가능해질 것으로 기대된다. 구체적으로 6G 통신 시스템을 통해 초실감 확장 현실(truly immersive extended reality: truly immersive XR), 고정밀 모바일 홀로그램(high-fidelity mobile hologram), 디지털 복제(digital replica) 등의 서비스 제공이 가능할 것으로 전망된다. 또한 보안 및 신뢰도 증진을 통한 원격 수술(remote surgery), 산업 자동화(industrial automation) 및 비상 응답(emergency response)과 같은 서비스가 6G 통신 시스템을 통해 제공됨으로써 산업, 의료, 자동차, 가전 등 다양한 분야에서 응용될 것이다.

한편, 5G 이동통신의 보급이 시작됨과 동시에 기존에 사용하고 있던 3G 또는 4G (LTE) 통신망들과 같이 다양한 무선 접속 기술이 혼재되어 있으며, 고주파의 도입으로 인해 이용 가능한 주파수 대역이 확장되며, 높은 통신 요구사항을 만족하기 위해 기존 보다 더 많은 수의 기지국들일 설치될 것으로 예상되며, 이러한 요구는 향후 6G 이동통신에서도 동일하게 적용될 것으로 예상된다. 이러한 상황에서, 네트워크 관리에 들어가는 비용 또는 전력을 절감 또는 간섭을 최소화하기 위해 효율적으로 무선 자원 및 장치들을 관리하는 방법에 대한 연구가 필요하다.

본 개시의 다양한 실시예들은 이동 통신 단말과 외부 네트워크에 위치하고 있는 서버 또는 다른 단말과 통신을 하는 상황에서, 특정 단말들이 통신을 위한 물리 또는 가상 네트워크를 형성하고 그들 사이에 시각 정보를 공유하여 동일한 시각(Clock) 관련 정보를 가질 수 있도록 하는 시각 동기 (Time Synchronization)을 지원 하는 방법에 관한 것이다. 본 개시의 일부 실시예 들은 시각 동기 정보를 전달하는 네트워크를 구성하기 위한 정보의 수집 및 설정 방법을 포함한다.

일반적으로 IEEE에서 정의하는 시각 동기 네트워크는, 이더넷 (Ethernet)에 기반하여 물리적인 네트워크를 구성하는 장치들 사이에 시각 동기 관련된 정보를 전달 서로 교환 함으로써 이루어 진다. 일반적으로, 시각 동기 정보교환을 목적으로 각 장치들은 gPTP 또는 PTP (Precision Time Protocol)를 사용하며, 관련 내용은 IEEE 1588 규격에 정의되어 있다. (g)PTP 프로토콜은 시각 동기 정보를 교환에 관련된 정보의 교환과 관련된 정보를 송수신을 담당하며, 실제 시각 동기 네트워크를 지원하는 근거리 통신망 (Local Area Network; LAN)을 구성하기 위한 설정, 관리, 송수신과 관련된 내용은 IEEE 802.1AS, IEEE 802.1Q, IEEE 802.1Qcc등의 표준 규격을 활용 할 수 있다.

5G 이동통신 네트워크에서는 시각 민감 통신(Time Sensitive Communication)을 지원한 하기 위한 기능들을 제공하고 있으며, 이러한 기능들은 IEEE 1588과 IEEE 802.1 관련 규격의 내용의 일부를 지원하고 있다. 이러한 기능 중에는 (g)PTP 프로토콜을 활용한 시각 동기 방법들 포함하고 있다. 본 개시에서는 5G 네트워크에서 시각 동기 정보를 전달과 관련된 설정 방법을 포함함으로써, 기존 5G가 제공하지 못하던 단말 또는 5G 네트워크 자체가 시각 동기 네트워크의 기준 시각 (Grand Master Clock)으로 작동할 수 있도록 하는 방법을 포함한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 개시는 TSN(Time Sensitive Network) 기능을 가지는 제1 네트워크 엔티티(entity)의 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용한 BMCA(Best Master Clock Algorithm) 지원 방법에 있어서, 제1 GM(Grand Master)을 클락 소스(Clock Source)로 가지는 제1 TSN 노드로부터 제1 Announce 메시지를 수신하는 과정과, 수신한 제1 Announce 메시지를 기반으로 상기 제1 네트워크 엔티티의 역할을 설정하는 과정과, 상기 설정된 제1 네트워크 엔티티의 역할을 나타내는 정보를 포함하는 제1 Announce 메시지를 브로드캐스트 방식으로 제2 네트워크 엔티티로 전송하는 과정과, 상기 제2 네트워크 엔티티로부터 제2 GM을 클락 소스로 가지는 제2 TSN 노드의 제2 Announce 메시지를 수신하는 과정, 여기서, 제2 Announce 메시지는 상기 제1 Announce 메시지 및 상기 제2 Announce 메시지를 기반으로 설정된 제2 네트워크 엔티티의 역할을 나타내는 정보를 포함하고, 수신한 제2 Announce 메시지를 기반으로 상기 제1 GM의 우선순위와 상기 제2 GM의 우선순위를 비교하는 과정과, 상기 비교 결과에 따라 상기 제1 네트워크 엔티티의 역할을 변경하는 과정을 포함하되, 상기 제1 네트워크 엔티티와 상기 제2 네트워크 엔티티는 동일한 네트워크 내부에 존재하고, 상기 제1 TSN 노드와 상기 제2 TSN 노드는 상기 네트워크 외부에 존재함을 특징으로 하는 방법을 제안한다.

또한, 본 개시는 TSN(Time Sensitive Network) 기능을 가지는 제1 네트워크 엔티티(entity)의 제어 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용한 BMCA(Best Master Clock Algorithm) 지원 방법에 있어서, TSN AF(Application Function)으로부터 제1 TSN 네트워크 구성 정보를 수신하는 과정과, 제1 GM(Grand Master)을 클락 소스(Clock Source)로 가지는 제1 TSN 노드로부터 제1 Announce 메시지를 수신하는 과정과, 상기 수신된 제1 Announce 메시지를 상기 제1 TSN 네트워크 구성 정보를 기반으로 상기 TSN AF로 전송하는 과정과, 상기 TSN AF로부터 상기 제1 Announce 메시지를 기반으로 생성된 제2 TSN 네트워크 구성 정보를 수신하는 과정과, 상기 수신된 제2 TSN 네트워크 구성정보를 기반으로 상기 제1 네트워크 엔티티의 역할을 설정함을 특징으로 하는 방법을 제안한다.

현재 이동 통신 망을 이용하는 단말의 수와, 이를 지원하기 위한 서비스와 응용의 수는 기하 급수적으로 증가하고 있다. 더불어, 이동 통신 망의 품질 향상을 위해서 무선 망 및 핵심망의 설계와 운용은 갈수록 정교해 지고 있다. 이러한 상황에서 단순히 음성 통화와 데이터 서비스를 이용하는 단말뿐만 아니라, 공장, 무인항공기, 로봇, 자동차, 비행기 등과 같은 새로운 형태의 단말들이 등장하고 있다. 이러한 새로운 형태의 단말은 지속적으로 증가할 것으로 예상되며, 이들의 목적을 효과적으로 지원하기 위해서 이동 통신망 또한 지속적인 서비스의 진화가 예상된다.

다양한 단말의 목적과 형태는 변화하고 있는 반면, 이동통신 망은 현재 모든 단말들이 무선 자원을 공유하고 있으며, 일반적으로 핵심망 또한 모든 단말들이 공유하는 형태로 운용이 되고 있다. 각 단말들은 형태와 목적이 다르므로 운용되는 형식 및 사용하는 서비스에 있어서 차이를 가진다. 이에 따라서 네트워크와의 상호 작용에 있어서 차이를 가지고 온다. 따라서, 각 형태의 단말들을 효과적으로 지원하기 위해서 이동통신 망은 각 단말의 목적과 서비스 요구사항들을 분석하여 최적화된 설정을 유지하여야 한다. 더불어, 각 단말 및 서비스들을 효과적으로 지원하기 위해서는 각 단말들의 특성을 파악하고, 설정 및 관리의 최적화 및 자동화를 통해서 네트워크는 최소의 비용으로 원하는 수준의 서비스들을 지속적으로 제공할 수 있도록 운용되어야 한다.

본 발명은 이동통신 시스템을 통하여 사용 되는 다양한 서비스들 중 네트워크 트래픽의 전달에 있어, 시간 민감성을 가지고 있는 트래픽을 서비스가 요구하는 시간 범위 내에 전달 할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다. 특히, 전문가용 오디오, 비디오, 이미지 관련 서비스들은 트래픽의 전달에 있어 시간 관련 요구사항은 엄격하게 요구 된다. 시각 민감 트래픽을 효과적으로 처리하기 위해서는 시각 동기 기능과 결정적 통신 기능 (Deterministic Communication)이 요구 된다. 시각 동기 기능은 네트워크를 구성하는 장치들 사이에 시각(Clock)을 동기화 하여 같은 시간을 공유하도록 하는 기능이며, 결정적 통신 기능은 패킷이 특정 시간 범위 내에 전달 되는 것을 보장하는 기능이다. 본 개시의 일부 실시 예들은 시각 동기 기능을 5G 이동통신 네트워크에서 효율적으로 전달 할 수 있는 기능을 포함한다.

기존에는 시각 민감 네트워크 (Time Sensitive Network, TSN)를 지원하는 브릿지(Bridge)를 이용하여 근거리 네트워크를 구성하고 특수한 응용 서버인 TSN AF (Time Sensitive Network Application Function)이 관련 기능을 지원하는 경우에 한하여, 시각 동기화 (Time Synchronization)와 결정적 통신 기능(Deterministic communication)이 가능하였다. 더불어, 시각 동기의 기준 시계 (Grand Master Clock)가 외부 네트워크에 위치하여, 하향 방향으로만 시각 동기 패킷이 전달이 되었었다. 따라서, 시각 동기 네트워크를 5G 네트워크와 함께 구성함에 있어, 단말 쪽에 위치한 장치 또는 5G 네트워크 자체가 기준 시각이 되는 경우를 지원하는데 한계가 있었다. 이러한 한계는 단말 쪽 또는 5G 자체가 기준 시각이 되는 경우 시각 정보를 전달 하는 네트워크를 구성함에 있어서 시각 동기 정보를 전달하는 네트워크 계층을 구성하고 이를 각 시각 동기 패킷들을 전달 할 수 없었다. 본 개시에서는 네트워크 외부에 위치한 AF를 이용하여 제어 평면(control plane)에서 시각 동기 패킷의 전달 관련 설정들을 지원하여, 이러한 시각 동기 패킷들이 목적에 맞게 원활하게 제공될 수 있도록 하는 방법을 포함한다. 또한, 본 개시에서는 네트워크 외부에 위치한 AF의 도움 없이 사용자 평면(user plane)에서 분산된 방식으로 시각 동기 패킷의 전달 관련 설정들을 지원하여, 이러한 시각 동기 패킷들이 목적에 맞게 원활하게 제공될 수 있도록 하는 방법을 포함한다. 이를 통해 시각 동기 네트워크를 구성함에 있어서 유연성을 더하고, 더 많은 응용에 대해서 시각 민감 통신을 지원할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 5G 네트워크의 이동 통신 시스템과 망 외부에 위치한 엔티티들의 구성을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 2는 기존 3GPP 규격에 의해 정의된 TSN의 구조를 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 3은 기존의 TSN의 이더넷상에서의 시각 동기화(Time Synchronization) 원리를 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 4는 TSN 시각 동기화를 지원하는 5G 네트워크를 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 5는 본 개시의 실시 예에 따른 5G 네트워크 시스템에서 DS-TT 및 NW-TT를 설정하는 절차를 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 6은 본 개시의 실시 예에 따른 5G 네트워크시스템에서 제어 평면(Control Plane) 기반 중앙 집중식 정보 처리 방식을 적용하여 DS-TT 에서 수신한 Announce 메시지를 처리하는 절차를 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 7은 본 개시의 실시 예에 따른 5G 네트워크시스템에서 제어 평면(Control Plane) 기반중앙 집중식 정보 처리 방식을 적용하여 DS-TT에서 수신한 Announce 메시지를 효과적으로 처리하는 절차를 설명하기 위한 예시 도면이다.
도8은 본 개시의 실시 예에 따른 5G 네트워크 시스템에서 제어 평면(Control Plane) 기반 중앙 집중식 정보 처리 방식을 적용하여 NW-TT가 Announce 메시지를 효과적으로 처리하는 절차를 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 9는 본 개시의 실시 예에 따른 제어 평면(Control Plane) 기반 중앙 집중식 정보 처리 방식을 적용한 BMCA를 지원하는 방법의 동작 및 결과를 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 10은 본 개시의 실시 예에 따른 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용한 BMCA를 지원하는 방법의 동작 및 결과를 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 11은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용한 BMCA를 지원하는 방법의 동작 및 결과를 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 12은 본 개시의 또다른 실시 예에 따른 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용한 BMCA을 지원 하는 방법을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 13는 본 개시의 실시 예에 따른 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용하여 DS-TT 및 NW-TT가 모든 Announce 메시지를 5G 네트워크 내부에 브로드캐스트하는 절차를 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 14은 본 개시의 실시 예에 따른 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용하여 DS-TT 및 NW-TT가 효과적으로 Announce 메시지를 5G 네트워크 내부에 브로드캐스트하는 절차를 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 15는 본 개시의 실시 예에 따른 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용하여 DS-TT 및 NW-TT가 비활성 상태를 나타내는 Announce 메시지를 처리하는 절차를 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 16은 본 개시의 실시 예에 따른 5G 네트워크 시스템에서 제어 평면 기반 중앙 집중식 정보 처리 방식을 적용한 BMCA를 지원하는 네트워크 DS-TT의 동작을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 17은 본 개시의 실시 예에 따른 5G 네트워크 시스템에서 제어 평면 기반 중앙 집중식 정보 처리 방식을 적용한 BMCA를 지원하는 네트워크 NW-TT의 동작을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 18은 본 개시의 실시 예에 따른 5G 네트워크 시스템에서 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용한 BMCA를 지원하는 DS-TT의 동작을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 19는 본 개시의 실시 예에 따른 5G 네트워크 시스템에서 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용한 BMCA를 지원하는 NW-TT의 동작을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 20은 본 개시의 실시 예에 따른 네트워크 엔티티들의 구조를 설명하기 위한 예시 도면이다.

이하, 본 개시의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시예를 설명함에 있어서 본 개시가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 개시와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 개시의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.

본 개시의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 이동통신 규격 표준화 단체인 3GPP가 명세하고 있는 5G 이동통신 규격 상의 무선 접속망 New RAN (NR)과 코어 망인 패킷 코어 (5G System, 혹은 5G Core Network, 혹은 NG Core: Next Generation Core)를 주된 대상으로 하지만, 본 개시의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 개시의 범위를 크게 벗어 나지 아니 하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 개시의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능 할 것이다.

이하 설명의 편의를 위하여, 3GPP(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격(5G, NR, LTE 또는 이와 유사한 시스템의 규격)에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들이 일부 사용될 수 있다. 하지만, 본 개시가 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

또한 이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity, 네트워크 엔티티)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 네트워크 엔티티들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시에서 사용하는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

이하에서는, 핵심망을 구성하는 다양한 요소들 중에서 본 개시에서는 직접적인 관련이 있는 엔티티(entity)들을 예시적으로 설명한다.

도 1은 5G 네트워크의 이동 통신 시스템과 망 외부에 위치한 엔티티들의 구성을 설명하기 위한 예시 도면이다.

도 1을 참조하면, 각 엔티티들은 서비스 기반 인터페이스 (Service Based Interface)를 사용하여 상호작용한다.

AMF (Access and Mobility Management Function)(101)는 단말(User Equipment, UE)(108)의 접근(Access)와 이동성(Mobility)을 관리 하기 위한 장치로써 단말이 RAN(109)을 거처 핵심망의 다른 장치들과 연결 하는 단말-핵심망 종점 역할을 수행한다. AMF(101)가 제공하는 기능으로는 예컨대, 단말의 등록 (Registration), 연결 (Connection), 연결성 (Reachability), 이동성 (Mobility) 관리, 접근 확인/인증, 이동성 이벤트 생성 등과 같은 기능들이 포함될 수 있다.

SMF (Session Management Function)(102)은 단말의 PDU(Packet Data Unit) 세션의 관리 기능을 수행한다. 예를 들면, SMF(102)는 세션의 수립, 수정, 해제와 이에 필요한 UPF(110)와 (R)AN(109) 사이의 터널 유지를 통한 세션 관리 기능, 단말(108)의 IP주소 할당과 관리 기능, ARP(Address Resolution Protocol) Proxy 기능, 사용자 평면 (User Plane) 선택 및 제어, UPF(110)에서 트래픽 프로세싱 제어, 과금 데이터 수집 제어 등과 같은 기능들을 수행할 수 있다.

PCF (Policy Control Function)(103)은 AMF(101) 및 SMF(102)에서 적용하는 접근/이동성, 세션 관리에 대한 정책을 결정하여 내려주는 역할을 수행한다. 예를 들면, PCF(103)는 전체 네트워크의 행동을 관리(govern) 하며, 제어 평면을 구성하는 NF(Network Function)들에게 이행하여야 할 정책들을 제공할 수 있다. 또한, PCF(103)는 UDR에 접근하여 정책 결정에 관련된 정보들에 접근 할 수 있다.

NEF (Network Exposure Function)(105)은 이동통신 망에서 발생하는 이벤트 및 지원 하는 기능 (Capability)를 외부로 전달 또는 수신하는 기능을 담당한다. 예를 들면, NEF(105)는 핵심망에 외부 응용의 정보를 안전하게 프로비저닝하는 기능, 내부/외부 정보의 변환, 다른 NF로부터 받은 기능을 UDR에 저장 후 재 배포 등과 같은 기능을 수행한다.

UDM (Unified Data Management)(106)와 UDR (Unified Data Repository)는 독립적인 네트워크 기능이나, 본 실시예에서 그 기능과 역할이 유사하게 사용되어 동시에 서술한다. UDM(106)은 예컨대, 3GPP 보안을 위한 AKA 인증 정보의 생성, 사용자 식별자(User ID)의 처리, 보안된 사용자 식별자(Subscriber Concealed ID, SUPI)의 역은폐, 현재 단말(108)를 지원하는 NF의 목록 관리, 가입자 정보 (subscription) 관리, 단문(SMS) 관리 등을 수행할 수 있다. UDR은 예컨대, UDM(105)이 관리하는 가입자 정보, 노출을 위한 구조화된 데이터, NEF 또는 서비스와 연관된 응용 데이터들의 저장 및 제공 기능을 수행할 수 있다.

UPF (User Plane Function)(110)은 실제 사용자 데이터를 처리하는 역할을 수행하며, 외부의 데이터 네트워크로 단말(108)이 생성한 패킷을 전달 하거나 외부 데이터 네트워크에서 유입된 데이터를 단말에게 전달할 수 있도록 패킷을 처리하는 역할을 수행한다. UPF(110)가 제공하는 주요 기능으로는 예컨대, 무선 접속 기술 (Radio Access Technology) 간 앵커(Anchor) 역할 수행, PDU 세션과 외부 데이터 네트워크와 연결성 제공, 패킷 라우팅 및 포워딩, 패킷 검사(inspection), 사용자 평면 정책 적용, 트래픽 사용 보고서 작성, 버퍼링 등과 같은 기능들이 포함될 수 있다.

NWDAF (Network Data Analytics Function)(107)은 네트워크 내에서 발생하는 이벤트 또는 정보를 수집하여 분석 도구 또는 기계 학습과 같은 도구를 이용하여 특정 정보에 관련된 통계(Statistics), 예측 (Prediction), 추천 (Recommendation) 정보를 NF, AF, OAM에게 전달 할 수 있다. 예를 들면, NWDAF(107)는 NF/AF/OAM로부터 데이터의 수집, NWDAF 서비스 등록 및 메타데이터 노출(exposure), NF/AF에 네트워크 분석 정보 제공등의 기능을 수행할 수 있다.

UCMF (UE Radio Capability Management Function)은 PLMN이 할당하거나 제조사가 할당한 단말(108)의 무선 접속 관련 기능의 ID와 실제 기능 사이의 매핑 정보를 딕셔너리(Dictionary) 형태로 저장 및 제공하는 기능을 수행한다.

AF (Application Function)(104)은 서비스를 제공하기 위해 3GPP의 핵심망과 연동되는 기능을 수행한다. AF(104)는 크게 신뢰성이 있는 경우(Trusted)와 없는 경우(Untrusted)로 나뉠 수 있으며, 신뢰성을 가지고 잇는 AF(104)의 경우 NEF(105)와 같은 별도의 중간 기능없이 핵심망 내부에 위치하고 있는 네트워크 기능들의 서비스를 활용할 수 있다. 대표적으로 AF(104)가 제공하는 기능은 응용이 선호하는 네트워크 경로 전달 (Application influence on traffic routing), 네트워크 정보 노출 기능 활용, 정책 제어를 위한 정책 프레임워크와 상호 작용, IMS 관련 상호작용 등을 포함 할 수 있다.

OAM(Operation, administration and maintenance)는 기지국과 핵심망을 포함한 이동통신망 전반에 걸쳐 관리를 하기 위한 장치이다. 예를 들면, OAM 은 통신망의 운용, 관리, 유지보수, 프로비저닝, 문제 해결등과 관련된 기능을 수행할 수 있다. 또한, OAM 은 각 기지국 또는 핵심망의 기능들이 설계 및 정책에 따라 원활이 작동 하도록 감시 및 설정하는 기능을 수행할 수 있다. OAM은 관리와 관련된 도구, 절차 등을 모두 포괄하는 개념으로 특정한 장치를 지칭하는 것이 아닌, 망 관리자가 관리를 하기 위해서 사용하는 모든 도구, 소프트웨어, 절차 등이 포함될 수 있다.

기존의 5G 네트워크에서는 다양한 공장 자동화, 전문가용 미디어 처리와 같은 다양한 요구사항을 만족시키기 위하여 시간 민감 통신 관련 기능을 IEEE에서 기술한 IEEE 1588, 802.1Q, 802.1Acc과 연동함으로써 지원이 가능하게 설계하였다. 5G 네트워크는 단말과 UPF에 NW-TT(Network Side TSN Translator), DS-TT(Device Side TSN Translator)와 같은 시각 동기 프?紬握鳧? 처리하는 구조를 도입하였으며, TSN AF와 같은 시각 민감 트래픽과 관련된 브릿지 관리 및 포워딩 방법을 설정 할 수 있도록 하는 방법을 지원하였다. 이러한 시각 민감 통신의 지원은 이동통신 망 외부에 위치한 근거리 네트워크의 일부 구간을 5G로 구성된 구간을 통해 지원되도록 하는데 목적을 두고 있으며, 외부에 위치한 근거리 네트워크에서 5G 네트워크는 단일 브릿지로 역할을 수행한다. 따라서, 5G의 단말에 위치한 DS-TT와 네트워크에 위치한 NW-TT가 각각의 포트를 지원하는 것과 같이 작동하며, 단말과 UPF 사이 구간은 브릿지의 내부 전달을 위한 데이터 경로를 거치는 것과 동일한 효과를 가진다. 이러한 구성에 있어서, 결정적 통신 (Deterministic Communication) 및 각 포트들의 특성에 대한 관제를 하기 위하여 TSN AF로 명명된 특수한 형태의 AF가 존재하며, TSN AF는 5G 네트워크와 근거리 네트워크를 관리하는 CNC(Centralized Network Configuration)와 통신하여 목적 및 요구사항을 만족 할 수 있는 시각 민감 통신을 지원하는 네트워크를 구성할 수 있다. 이 과정에서 IEEE 규격에 따라 작동하는 CNC 및 외부 TSN 망과 연동을 위해 TSN AF가 브릿지에 대한 설정, 관리, 및 브릿지에서 제공되어야 하는 서비스 품질 요구사항들을 5G 핵심망과 교환 할 수 있다. 따라서, CNC에서 내려오는 명령들을 5GC(5G Core)에서 처리할 수 있는 형태로 변환(Mapping)하여 주는 TSN AF가 필수적으로 요구된다. TSN AF가 수행하는 동작은 크게 두가지로 단말과 UPF사이의 사용자 평면 데이터 전달 구간에서 요구되는 QoS 관련 요구사항을 전달 하는 것과 브릿지 설정 관련 정보를 전달하는 역할을 수행한다. 따라서, 기존 핵심망에서 TSN의 동작을 수행하기 위해서는 TSN AF가 필수적으로 존재하여야 한다.

도 2는 기존 3GPP 규격에 의해 정의된 TSN의 구조를 설명하기 위한 예시 도면이다. 도 2는 TSN 지원을 위해 요구되는 엔티티들만을 간략화 하여 도시한 것이다. TSN 워킹 도메인(TSN Working Domain)(210-1)은 기존에 IEEE 규격들을 지원하는 이더넷으로 구성된 근거리 통신망일 수 있으며, CNC(210)와 같은 제어 평면에 해당하는 엔티티가 존재 할 수 있다.

도2를 참조하면, 기존 5G 네트워크의 TSN 연동 관련 기본 설계는 외부에 위치하고 있는 근거리 네트워크와 5G 이동통신 망을 사용하는 단말에 시각 민감 통신을 지원하는 것을 목표로 하고 있으며, 기본적으로 각 설정 및 주요한 기능을 제공하는 장치들은 UPF(203) 외부에 있는 네트워크에 있는 것을 기본적으로 가정한다. 따라서, 시각 동기의 기준 시계 (Grand Master Clock, GM)은 5G 핵심망이 아닌 외부에 위치하고 있는 것을 가정하여 설계된다. 따라서, 외부망에서 N6 인터페이스를 통해 시각 동기 패킷이 전송되었을 경우, NW-TT(203-1)에서 DS-TT(201-1) 방향으로 가는 하향 방향에 대한 시각 동기 패킷의 전달을 지원한다. 이때, 시각 동기 패킷을 특정 NW-TT(203-1)를 지원하는 UPF(203)에 연결되어 있는 모든 NW-TT에 관련된 PDU 세션을 이용하여 전달 함으로써 패킷의 전달을 수행 할 수 있다. 이 과정에서 NW-TT(203-1)는 패킷을 5G 네트워크가 수신한 시간 정보와 DS-TT(201-1)에서 수신한 시간의 차이 정보를 통해 5G의 단말(201)-UPF(203) 구간에서 소요된 시간 (Residence Time)을 측정 할 수 있고, 이를 활용하여 특정 네트워크 구간에서 소요된 시간을 고려하여 네트워크 트래픽을 전달 할 수 있다.

도3은 기존의 TSN의 이더넷상에서의 시각 동기화(Time Synchronization) 원리를 설명하기 위한 예시 도면이다.

도 3을 참조하면, TSN의 노드 (Node)들(TSN Node0(301), TSN Node1(302) 및 TSN Node2(303))은 기준이 되는 GM (Grand Master)를 정한다. 그리고, GM을 클락 소스(Clock Source)로 하는 TSN Node0(301)는 타임스탬프(Timestamp) 필드에 GM의 현재 시각을 기록하고, 코렉션(Correction) 필드는 0으로 채워 동기 메시지(Sync Message) 0을 생성한다. TSN Node0(301)은 생성도니 동기 메시지0을 다음 노드인 TSN Node1(302)fh 전송한다. TSN Node1(302)은 상기 동기 메시지0을 수신하는데 걸린 시간(링크(Link)1에서의 지연시간)인 Link Delay 1과, TSN Node1(302)에서 소요된 시간인 Residence Time1을 고려하여 코렉션 필드를 업데이트한 동기 메시지1을 생성한다. TSN Node1(302)은 생성된 동기 메시지1을 다음 노드인 TS Node2(303)로 전송한다. TSN Node2(303)은 상기 동기 메시지1을 수신하는데 걸린 시간(링크2에서의 지연시간)인 Link Delay 2와 TSN Node2(303)에서 소요된 시간인 Residence Time2를 고려하여 코렉션 필드를 업데이트한 동기 메시지2를 생성한다. TSN Node2(303)은 생성된 동기 메시지2를 다음 노드로 전송한다. 이와 같이, 각 노드는 이전 노드와의 링크에 대한 지연시간을 주기적으로 측정하여 평균을 계산하고, 자신의 노드에서 소요된 시간을 특정하여 동기 메시지를 업데이트한 후 다음 노드로 동기 메시지를 전송한다.

도 4는 TSN 시각 동기화를 지원하는 5G 네트워크를 설명하기 위한 예시 도면이다. 도 4는 5G 네트워크를 도 3의 한 TSN 브릿지(Bridge)(또는 TSN 노드)로 모델링한 것이다.

도4은 TSN시각 동기화를 지원하는 5G 네트워크를 설명하기 위한 예시 도면이다. 도 4는 5G 네트워크를 도3의 한 TSN 브릿지(Bridge)(또는 TSN 노드)로 모델링한 것이다.

도 4를 참조하면, 5G 네트워크(501)인 UPF(502)-gNB(503)-UE(504)가 하나의 TSN 노드로서, 링크 지연(Link Delay)와 소요 시간(Residence Time)을 보정하여 동기 메시지를 업데이트함으로써 TSN을 지원한다. 이를 위해서 5G Network(501) 내부의 UPF/NW-TT (502), gNB(503), UE/DS-TT (504)는 공통의 5G GM(505)에 동기화되어 있는 것으로 가정한다. 예를 들어 gNB(503)는 GPS에 연결되어 있고, UPF/NW-TT(502)는 gNB(503)와 이더넷 기반의 TSN을 통하여 연결되어 gNB(503)와 동기를 맞추고, UE(504)는 PHY 프레임을 송수신하는 과정을 통해 gNB(503)와 동기화되어 있을 수 있다. UPF/NW-TT(502)는 유선망의 TSN 노드와 연결되어 있고, UE/DS-TT(504)도 유선망의 TSN 노드와 연결될 수 있다.

계속해서 도4를 참조하면, UPF/NW-TT(502)에 연결된 TSN 노드0(506)에 TSN의 GM인 TSN GM1(507)이 존재하므로, UPF/NW-TT(502)는 TSN 노드0(506)로부터 동기 메시지를 수신한다. UPF/NW-TT(502)는 5G GM(505)을 기준으로 TSN 노드0(506)로부터 수신한 시각을 패킷의 Ingress Time으로 기록한다. UPF/NW-TT(502)는 TSN 노드0(506)와의 링크 지연시간인 Link Delay를 주기적으로 계산하고 관리한다. UPF/NW-TT(502)는 Ingress Time과 Link Delay를 포함한 동기 메시지를 UE/DS-TT(504)로 전송한다. UE/DS-TT(504)는 TSN 노드1(508)와의 링크 지연 시간인 Link Delay를 계산하고,5G GM 기준의 시각을 기준으로, 5G 네트워크(501)k 내에서 소요된 시간인 Residence Time을 계산한다. UE/DS-TT(504)는 계산된 Residence Time과 Link Delay를 이용하여 동기 메시지의 코렉션 필드를 업데이트하고, 업데이트된 동기 메시지를 다음 TSN 노드인 TSN 노드1(507)로 전송한다. 여기서, TT는 TSN과 3GPP를 연결하는 기능을 담당하는 놀리 블록을 나탄낸 것으로 5G 네트워크를 하나의 TSN 노드인 TSN 브릿지로 모델하였을 때, 외부와 연결되는 포트를 갖고 있고, 실제 구현은 NW-TT의 경우 UPF와 또는 DS-TT의 경우 UE와 통합되거나 분리되어 구현될 수 있다.

한편, 공연장, 스포츠 스타디움 같은 곳에서의 무선 단말 간 네트워크 구성, 공장의 무선화와 같은 다양한 새로운 요구사항이 등장하면서, 단말 또는 네트워크 자체가 시각 민감 네트워크 (Time Sensitive Network; 이하 TSN)의 GM으로 사용되는 필요성이 대두되었다. 하지만, 현재 3GPP 규격에 따르면 5G 네트워크에서는 이러한 단말에 GM이 위치하거나 5G 핵심망 또는 기지국이 GM으로 작동하는 경우를 지원 할 수 없다. 대표적인 원인으로는 NW-TT에서 DS-TT로 향하는 하향 방향에 대한 패킷 처리 만을 지원하며, 단말 또는 5G 핵심망이 GM이 되는 경우 이 시각 동기 패킷의 전달 방향을 결정 할 수 없다. 따라서, 이러한 경우에도 시각 동기 정보를 담고 있는 PTP 또는 gPTP 패킷들의 전송을 하기 위해서는 패킷의 전송과 관련된 전달 규칙이 설정되어야 한다.

또 다른 요구사항으로 일반적인 대부분의 응용 및 서비스들은 IP기반의 네트워크 통신에 기반하고 있다. 앞서 서술한 IEEE TSN 네트워크 관련기술은 이더넷 (Ethernet) 기반으로 작동하는 기술로써 일반적인 IP 기반의 서비스 및 응용으로부터 발생되는 트래픽을 지원 할 수 없다. 따라서, 이러한 한계를 극복하기 위해 시각 민감 트래픽을 처리하기 위해, TSN AF가 아닌 일반 AF를 통한 시각 민감 트래픽 지원 여부 및 외부 네트워크에 TSN을 지원하는 네트워크가 아닌 일반 데이터 네트워크를 대상으로 하는 요구사항이 대두되고 있다. 더불어, 기존 외부 데이터 네트워크와의 통신 만을 지원하는 것을 확장하여, 이동 통신 네트워크에 연결되어 있는 단말 사이 시각 민감 트래픽을 제공할 필요성 또한 요구된다. 일반 데이터 네트워크를 사용하는 경우, 자체적인 시각 동기 관련 작동 방법을 사용하거나, PTP 메시지를 UDP/IP와 같은 일반 인터넷 프로토콜을 사용하는 패킷에 캡슐화하여 전달 하는 방법도 존재할 수 있다. 이러한 경우, 기존 TSN 네트워크에서는 시간 민감 통신을 위한 트래픽과 그렇지 않은 일반 데이터 트래픽의 구분이 불가능하여 동일한 서비스 품질의 적용을 받게 되며, TSN에서 요구하는 네트워크 특성의 지원이 불가능해 진다. 본 개시의 일부 실시예는 이러한 일반 네트워크 상에서 시간 민감 통신과 관련된 요구사항을 수용하기 위한 방법을 포함한다.

상술한 엔티티들의 사이의 정보 교환 및 제어 신호 교환은 3GPP 표준 규격 문서에서 정의하는 절차, 인터페이스, 및 프로토콜을 사용한다. 하지만, 본 개시에 포함되는 모든 용어가 3GPP 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되지 않으며, 다른 규격을 따르는 시스템 및 장치에도 동일 하게 적용될 수 있다. 본 개시의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 3GPP가 규격을 정한 통신 규격을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 개시의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 개시의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 개시의 기술 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

TSN을 구성하는 장치들 사이에 같은 시각 정보를 공유 하기 위해서, PTP프로토콜을 이용하여 각 장치들 사이에 통신시 발생하는 딜레이, 지터, 각 장치 시계의 클럭 (Clock)등을 보정하기 위한 방법으로 PTP 또는 gPTP 프로토콜은 사용한다. 본 개시에서는 gPTP를 기준으로 서술하며, PTP에서도 동일한 방법의 적용이 가능하다. gPTP 프로토콜은 IEEE 802.1 MAC을 기준으로 작동하는 프로토콜으로써 TSN을 구성하는 네트워크 사이에 시각 동기를 위한 메시지, 절차 등을 정의한 프로토콜이다.

gPTP를 이용한 시각 동기 방법에 정상적으로 수행하기 위해서는 우선 TSN 네트워크를 구성하는 장치들 중 기준 시각 역할을 하는 최적의 시계 (Best Clock)를 선택하여야 한다. 이러한 기준 시각을 선택 하는 방법을 BMCA (Best Master Clock Algorithm)이라 하며, IEEE 802.1AS에 서술되어 있다. TSN을 구성하는 장치들은 주기적 또는 타임 아웃과 같은 특정 이벤트가 발생하는 경우에 각 포트 별로 방송(Announce) 메시지를 전송한다. Announce 메시지에는 메시지를 송신한 포트에 대한 정보가 포함되어 있는데 currentUtcOffset, grandmasterPriority1, grandmasterClockQuality, grandmasterPriority2, grandmasterIdentity, stepsRemoved, timeSource, Path trace TLV가 포함될 수 있다. 각각의 정보들은 GM을 선출하는 기준으로 사용될 수 있으며, 각 인자를 이용하여 더 좋은 품질의 시각 정보를 제공하는 GM를 선출 하는 방법은 IEEE 802.1AS에 기술되어 있는 것과 동일 한 방법을 사용 할 수 있다.

특정 포트에서 Announce 메시지를 수신한 경우, 각 포트 별로 네트워크 장치는 메시지에 포함된 포트 정보를 활용하여, 현재 GM보다 더 좋은 품질의 시각 정보를 제공하는지 여부를 확인하고, 만약 더 좋은 품질의 시각 정보를 제공한다고 판단 되는 경우 장치의 기준 시각 정보들을 갱신하고 포트들의 역할을 재할당 하게 된다. 포트의 역할은 마스터 (Master, M), 슬래이브(Slave, S), 패시브(Passive, P) 및 비활성(Disabled, D)을 포함한다. 마스터 포트는 현재 시스템 또는 장치의 시각을 송출 하는 포트를 지칭하며, 슬래이브 포트는 포트에서 들어 오는 시각 동기 신호를 따라야 하는 포트를 지칭한다. 비활성 포트는 설정 또는 특정 원인으로 사용하지 않는 포트이며, 패시브 포트는 상술한 포트의 역할에 해당하지 않는 포트들을 지칭한다. 이러한 BMCA를 이용하여 각 장치들의 포트 별 역할을 구성하는 것을 Master-Slave Hierarchy라고 지칭한다.

도 4와 같이 5G 네트워크(501) 외부에 GM1(507)이 위치하고 있는 경우, DN(Data Network)쪽 방향에서 오는 동기 신호는 GM1(507)에서부터 오는 신호이기 때문에 DN쪽에 위치한 NW-TT(502)의 포트는 S 역할을 수행하며, 이러한 동기 정보를 슬래이브 쪽으로 전송하는 DS-TT(504)의 포트는 M 역할을 수행하게 된다.

BMCA를 5G 네트워크에서 사용함에 있어서 IEEE에서 정의한 규격과 연동함에 있어, 문제점이 발생하는 사항은 BMCA 관련 메시지를 수신하고 재전송하는 기재가 현재 지원되지 않는 다는 점에 있다. 더불어 BMCA를 처리함에 있어, 각 포트가 Announce 메시지를 수신하는 경우, 이를 처리 할 수 있는 노드의 역할이 명확하게 할당되어 있지 않다.

본 개시에서는 IEEE 802.1AS 규격에서 정의한 BMCA 프로토콜을 5G 네트워크에서 유사하게 수행 할 수 있도록 하는 제어 평면 기반 중앙 집중식 정보 처리 방식을 적용한 BMCA 지원 방법을 포함한다. 현재 TSN을 지원하기 위해서 5G 핵심망에서 역할을 수행하는 엔티티는 크게 DS-TT, NW-TT, SMF, PCF, TSN AF가 있을 수 있다.

도 5는 본 개시의 실시 예에 따른 5G 네트워크 시스템에서 DS-TT 및 NW-TT를 설정하는 절차를 설명하기 위한 예시 도면이다.

도 5를 참조하면, 501단계에서 TSN을 구성하기 위해 DS-TT 기능을 가진 단말(UE)(515)(UE/DS-TT)는 5G 네트워크에 등록 과정 후, TSN 관련 정보를 교환하기 위해 특정 TSN에 할당된 DNN(Data Network Name), S-NSSAI(Single Network Slice Selection Assistance Information)를 활용하여 PDU 세션(session) 수립을 SMF(545)에 요청한다. 이 때, 단말(515)이 이미 관련 PDU 세션을 가지고 있는 경우, 변경 (modification) 절차를 수행할 수 있다. 일 예로, DS-TT(515-1)의 포트 관리 정보 (Port Management Information Container, PMIC)를 SMF(545)에 전달 할 수 있다.

선택적으로 502단계에서 PDU 세션이 브릿지의 최초 PDU 세션이라면 SMF(545)는UPF(515)로부터, N4 규칙을 생성 후에, 브릿지 관리 정보 (Bridge Management Information Container, BMIC)와 NW-TT(555-1)에 위치하고 있는 포트들의 PMIC를 함께 수집 할 수 있다.

503 단계에서- SMF(545)는 501 단계에서 수신한 PDU 세션의 수립 또는 변경 요청과 PMIC 정보를 해당 PCF(565)에 보고한다. 일 예로, SMF(545)는 SM policy association 생성 또는 변경 절차를 통해 수집한 DS-TT(515-1)의 PMIC 및 NW-TT(555)에서 수집한 BMIC와 PMIC들을 PCF(565)로 전달 할 수 있다. PCF(565)는 BMIC, PMIC와 같은 TSN 관련 정보를 TSN AF(575)에 전달 한다. 이 과정에서 NEF를 통해 정보가 전달 될 수 있다. 관련 절차는 3GPP의 TSN 관련 절차를 따른다.

504단계에서 TSN AF(575)는 PCF(565)로부터 전달 받은 BMIC와 PMIC정보의 조합으로 현재 S-NSSAI, DNN조합에서 제공되고 있는 브릿지에 대한 포트 및 구성 정보를 확인 한다. 더불어 각 포트에 대한 초기 역할 설정을 할 수 있다. 이 과정에서 TSN AF(575)가 브릿지의 시스템 식별자 (System Identity)를 알고 있는 경우 이를 각 포트에 추가적으로 전달하여 BMCA 관련 작업을 수행하는데 사용 할 수 있다. TSN AF(575)는 시스템 식별자, 브릿지, 포트 별 설정 정보를 CNC 또는 외부의 관리자로부터 제공 받을 수 있다. 시스템 식별자에는 IEEE 802.1AS에 정의된 것과 같이 priority 1, clockClass, clockAccuracy, offsetScaleLogVariance, priority2, clockIdentity가 포함될 수 있다. 추가적으로 각 포트에서 Announce 메시지를 보낼지 여부 (Announce Enabled), Announce 메시지를 보내는 주기 (Announce interval), 포트 역할(Port role), Announce 메시지 대기시간(Timeout) 정보를 추가적으로 포함 할 수 있다. 이 때, 시스템 식별자 대신에 실제 계산에 사용되는 PortPriorityVector를 보낼 수도 있다. PortPriorityVector는 rootSystemIdentity, stepsRemoved, sourcePortIdentity, PortNumber의 조합으로 구성할 수 있다. 브릿지 설정 정보를 제외한 포트 관련 정보는 포트 별로 구별이 가능한 자료 구조를 사용하여 전송할 수 있다. 만약 기존에 선택된 시스템이 사용하고 있는 GM이 있는 경우, GM의 존재 여부 (Grandmaster present), Grand Master Priority, StepsRemoved등의 IEEE 802.1AS의 포트 우선순위 선택(Port Priority Selection) 과정에서 사용되는 정보가 GM 정보에 포함될 수 있다.

505 단계에서 TSN AF(575)는 504 단계에서 결정한 브릿지, 포트 설정 정보, 시스템 식별자, Announce Interval과 같은 정보를 PMIC와 BMIC에 담아 PCF(565)에 전달 한다. PCF(565)는 필요 정보를 취사 선택하고, SMF(545)에 전달 한다. 이 과정에서 SM policy association 변경 절차를 활용 하여 정보들이 전달될 수 있다.

506 단계에서 SMF(545)는 BMIC, PMIC의 관련 구성 정보를 확인한 후 해당 포트 또는 브릿지 기능을 수행하는 UPF(555)와 DS-TT 기능을 수행하는 UE(515)에 각 정보들을 전달 한다. 3GPP의 규격에 따라 UPF(555)에 전달을 위해서 N4 세션 변경(N4 session modification) 절차가 사용 될 수 있으며(506a 단계), DS-TT(515-1)를 수행하는 UE(515)에는 PDU 세션 변경(PDU session modification) 절차를 통해 PCF(565)로부터 전달 받은 정보를 전달 할 수 있다(506b 단계). 각 절차는 별도로 수행 될 수 있다. 506 단계까지의 설정을 통해 DS-TT(515-1) 및 NW-TT(555-1)은 TSN 네트워크의 일부 포트로써 작동하게 된다.

507 단계에서 포트 설정 정보와 시스템 식별자를 전달 받은 포트들은 설정 정보를 저장하고, 이에 따라 Announce 메시지를 전송할 수 있다. 507a 단계에서 DS-TT(515-1)는 Announce 메시지를 전송하고, 507b 단계에서 NW-TT(555-1)는 Announce 메시지를 전송한다.. 이 때, DS-TT(515-1) 및 NW-TT(555-1)에서 전송되는 Announce 메시지에는 현재 시스템 식별자 및 동기화된 GM의 우선순위(Priority)등 이 포함된다.

일부 실시예에 따라 DS-TT에서는 Announce 메시지를 포트와 연결되어 있는 TSN 장치들에게 전달 할 수 있다. 더불어, DS-TT는 Announce 메시지를 링크에 연결되어 있는 장치로부터 수신 할 수 있다. 본 개시에서는 DS-TT가 Announce 메시지를 수신한 경우, 이를 IEEE 802.1AS에서 정의한 것과 유사하게 작동 할 수 있게 하는 방법을 포함한다.

도 6은 본 개시의 실시 예에 따른 5G 네트워크시스템에서 제어 평면(Control Plane) 기반중앙 집중식 정보 처리 방식을 적용하여 DS-TT에서 수신한 Announce 메시지를 처리하는 절차를 설명하기 위한 예시 도면이다.

601단계에서 5GC를 활용하여 TSN을 지원하는 DS-TT(625-1)는 연결되어 있는 포트의 링크를 통해 외부 TSN 장치(615)(또는 노드)로부터 Announce 메시지를 수신한다. 이 때, 수신된 Announce 메시지는 Port Announce Information을 포함한다.

602단계에서 외부 TSN 장치(615)로부터 Announce 메시지를 수신한 DS-TT(625-1)는 PDU 세션 변경 절차를 활용하여, PMIC를 SMF(665)에 전달한다. 이때 PMIC에는 보고 하는 포트의 식별자 정보와 수신한 Announce 메시지가 포함된다.

603 단계에서 SMF(665)는 TSN를 지원하기 위한 UPF(675), DS-TT들(625-1,635-1)의 정보를 PCF(685)를 거쳐 TSN AF(695)에 전달한다. 이 때 3GPP의 TSN 관련 규격의 절차를 따를 수 있다. 일 예로, SMF(665)는 SM policy association 생성 또는 변경 절차를 통해 수집한 DS-TT(625-1)에서 전달 받은 PMIC 및 NW-TT(675)에서 수집한 BMIC와 PMIC들을 PCF(685) 로 전달 할 수 있다.

604 단계에서 TSN AF(695)는 DS-TT(625-1)로부터 수신한 Announce 메시지를 통해 Port Announce Information을 획득한다. 이때, TSN AF(695)은 Port Announce Information을 통해 포트에 연결되어 있는 외부망의 변화 여부를 확인 할 수 있다. TSN AF(695)은 Port Announce information을 통해 기존 GM보다 더 좋은 품질의 시각 정보를 제공하는 GM을 발견하거나, 기존 GM이 타임아웃(Timeout)되는 경우, Port announce information을 보고한 포트의 브릿지의 GM 관련 설정을 변경하고, 각 포트들의 역할을 다시 할당 할 수 있다. 한편 기존 GM이 타임아웃되는 경우를 위하여, TSN AF(695)는 자체적으로 타이머를 유지하여 특정 시간 내에 특정 포트로부터 Announce 메시지를 수신하지 못한 경우, 601단계 내지 603단계를 생략하고 604단계를 수행한다. TSN AF(618)는 각 포트 별로 전달 되어야 하는 Announce 메시지를 생성할 수 있다. 이 때 새로 생성되는 Announce 메시지는 새롭게 선정된 GM의 정보가 포함되어야 하며, Announce 메시지를 보고한 포트뿐만 아니라 브릿지에 연결되어 있는 모든 포트에 대해서 GM이 갱신되었음을 알려야 한다.

605 단계에서 TSN AF(695)는 604 단계에서 생성된 브릿지 설정 정보, 포트 별 설정 정보, 포트 별 Announce 메시지를 PMIC와 BMIC에 담아 SMF(665)로 전달 한다. 이 때, NEF와 PCF(685)를 거쳐 SMF(665)로 정보들이 컨테이너(Container)형식으로 전달될 수 있다. 이 과정에서 SM policy association 변경 절차를 활용 하여 정보들이 전달 될 수 있다.

606 단계에서 SMF(665)는 605 단계에서 수신 받은 BMIC, PMIC의 관련 구성 정보를 확인한 후 BMIC 및 PMIC에 포함된 정보들을 DS-TT(625-1,635-1) 및 NW-TT(675-1)의 각 포트 별로 전달 한다. 3GPP의 규격에 따라 SMF(665)는 DS-TT(625-1)과 DS-TT(635-1) 각각에 PDU 세션 변경 절차를 사용하여 수신한 정보들을 전달할 수 있다(606a 단계, 606b단계). 또한, SMF(665)는 NW-TT(675-1)에 N4 세션 변경 절차를 사용하여 수신한 정보들을 전달할 수 있다(606c 단계).

607단계에서 포트 설정 정보와 시스템 식별자를 전달 받은 포트들(625-1,635-1,675-1)은 설정 정보를 저장하고, 이에 따라 Announce 메시지를 전송할 수 있다. 607a단계에서 DS-TT(625-1)은 Announce 메시지를 전송하고, 607b 단계에서 DS-TT(635-1)은 Announce메시지를 전송하고,, 607c 단계에서 NW-TT(675-1)은 Announce 메시지를 전송한다. 이 때, DS-TT(635-1) 및 NW-TT(675-1)에서 전송되는 Announce 메시지에는 현재 시스템 식별자 및 동기화된 GM의 우선순위(Priority)등이 포함된다.

한편, 추가적으로 601단계 및 602단계에서 NW-TT(675-1)에 위치한 포트에서 Announce 메시지를 수신한 경우, NW-TT(675-1)는 PDU 세션 변경이 아닌 N4 세션 변경 절차를 활용하여, 보고 하는 포트의 식별자 정보와 수신한 Announce 메시지가 포함된 PMIC를 SMF(665)로 전달한다.

한편, TSN AF에서 모든 포트에서 수신한 Announce 메시지를 수신하여 처리하고, 각 포트에서 외부로 전달되어야 하는 모든 메시지를 처리하고 수신하는 것은 5G 시스템의 제어평면에 많은 시그널링을 생성하게 된다. 이를 해결 하기 위해서, 본 개시의 실시 예는 필요한 Announce 메시지만을 취사 선택하여 처리 하도록 하는 방법을 포함한다. 각 포트들이 외부에서 Announce 메시지를 수신하였을 경우, 기존 GM 보다 높은 우선순위를 가지고 있는 GM이 새롭게 생성되거나, 기존 GM의 우선 순위가 변경 되거나 사라지는 것과 같은 이벤트가 발생 하였을 경우에 한하여 TSN AF에 Announce 메시지를 전달한다. 이를 통해 TSN AF에 전달되는 시그널링의 개수를 줄일 수 있다.

도 7은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 5G 네트워크시스템에서 제어 평면(Control Plane) 기반중앙 집중식 정보 처리 방식을 적용하여 DS-TT에서 수신한 Announce 메시지를 처리하는 절차를 설명하기 위한 예시 도면이다.

도 7을 참조하면, 701단계에서 TSN을 구성하기 위해 DS-TT 기능을 가진 단말(UE)(725)(UE/DS-TT)는 5G에 등록 과정 후, TSN 관련 정보를 교환 하기 위해 특정 TSN에 할당된 DNN, S-NSSAI를 활용하여 PDU 세션 수립을 SMF(765)에 요청한다. 이 때, 단말(725)이 이미 관련 PDU 세션을 가지고 있는 경우, 변경 (modification) 절차를 수행할 수 있다. 단말(725)은 DS-TT(725-1)의 PMIC를 SMF(765)에 전달 할 수 있다.

702 단계에서- SMF(765)는 701 단계에서 수신한 PDU 세션의 수립 또는 변경 요청과 PMIC 정보를 해당 PCF(785)에 보고한다. SMF(765)는 SM policy association 생성 또는 변경 절차를 통해 수집한 DS-TT(725-1)의 PMIC 및 NW-TT(727-1)에서 수집한 BMIC와 PMIC들을 PCF(785)로 전달 할 수 있다. PCF(785)는 BMIC, PMIC와 같은 TSN 관련 정보를 TSN AF(795)에 전달 한다. 이 과정에서 NEF를 통해 정보가 전달 될 수 있다. 관련 절차는 3GPP의 TSN 관련 절차를 따른다. 이 때, PDU session이 브릿지의 최초 PDU 세션이라면 SMF(765)는 UPF(775)로부터, N4 규칙을 생성 후에, BMIC와 NW-TT(775-1)에 위치하고 있는 포트들의 PMIC를 함께 수집 할 수 있다.

704 단계에서 TSN AF(795)는 PCF(785)로부터 전달 받은 BMIC와 PMIC정보의 조합으로 현재 S-NSSAI, DNN조합에서 제공되고 있는 브릿지에 대한 포트 및 구성 정보를 확인 한다. 더불어 각 포트에 대한 초기 역할 설정을 할 수 있다. 이 과정에서 TSN AF(795)가 브릿지의 시스템 식별자를 알고 있는 경우 이를 각 포트에 추가적으로 전달하여 BMCA 관련 작업을 수행하는데 사용 할 수 있다. TSN AF(795)는 시스템 식별자, 브릿지, 포트 별 설정 정보를 CNC 또는 외부의 관리자로부터 제공 받을 수 있다. 시스템 식별자에는 IEEE 802.1AS에 정의된 것과 같이 priority 1, clockClass, clockAccuracy, offsetScaleLogVariance, priority2, clockIdentity가 포함될 수 있다. 추가적으로 각 포트에서 Announce 메시지를 보낼지 여부 (Announce Enabled), Announce 메시지를 보내는 주기 (Announce interval), 포트 역할(Port role), Announce 메시지 대기시간(Timeout) 정보를 추가적으로 포함 할 수 있다. 이 때, 시스템 식별자 대신에 실제 계산에 사용되는 PortPriorityVector를 보낼 수도 있다. PortPriorityVector는 rootSystemIdentity, stepsRemoved, sourcePortIdentity, PortNumber의 조합으로 구성할 수 있다. 브릿지 설정 정보를 제외한 포트 관련 정보는 포트 별로 구별이 가능한 자료 구조를 사용하여 전송할 수 있다. 만약 기존에 시스템이 사용하고 있는 GM이 있는 경우, GM의 존재 여부 (Grandmaster present), Grand Master Priority, StepsRemoved등의 IEEE 802.1AS의 Port Priority Selection 과정에서 사용되는 정보가 GM 정보에 포함될 수 있다. 추가적으로 TSN AF(795)은 각 포트의 Announce 메시지에 대한 보고 조건들을 설정할 수 있다. 즉, TSN AF(795)는 각 포트에서 수신된 Announce 메시지가 기존 시스템의 GM 보다 우선 순위가 높은 GM에 대해 보고하고 있거나, Announce 메시지가 특정 시간 동안 수신되지 않은 상태이거나, 기존 시스템의 GM의 우선순위가 변경되는 이벤트가 DS-TT 또는 NW-TT의 포트에서 탐지되었을 경우에 Announce 메시지를 TSN AF(795)에 보고 하도록 설정 할 수 있다. TSN AF(795)은 상기 보고 조건들을 Announce Reporting mode에 포함시켜 전달한다.

704단계에서 TSN AF(795)는 703 단계에서 결정한 브릿지, 포트 설정 정보, 시스템 식별자, Announce Interval, Announce Reporting mode과 같은 정보를 PMIC와 BMIC에 담아 PCF(785)에 전달 한다. PCF(785)는 필요 정보를 취사 선택하고, SMF(765)에 전달 한다. 이 과정에서 SM policy association 변경 절차를 활용 하여 정보들이 전달될 수 있다.

705단계에서 SMF(765)는 704 단계에서 수신한 BMIC, PMIC의 관련 구성 정보를 확인한 후 BMIC 및 PMIC에 포함된 정보들을 DS-TT(725-1) 및 NW-TT(775-1)의 각 포트 별로 전달 한다. 3GPP의 규격에 따라 SMF(765)는 PDU 세션 변경 절차를 사용하여 수신한 정보들을 전달할 수 있다. 705 단계까지의 설정을 통해 DS-TT(725-1)은 TSN 네트워크의 일부 포트로써 작동하게 된다.

706 단계에서 DS-TT(725-1)은 연결되어 있는 포트의 링크를 통해 외부의 TSN 장치(715) 또는 브릿지로부터 Announce 메시지를 수신한다.

707 단계에서 DS-TT(725-1)은 705 단계에서 전달 받은 Announce Reporting mode에 따라 Announce 메시지의 보고 조건들을 만족하는지 여부를 확인한다. 즉, DS-TT(725-1)은 수신된 Announce message가 기존 시스템의 GM보다 우선 순위가 높은 GM을 보고하고 있는지 여부, Announce 메시지가 특정 시간 동안 수신되지 않은 상태인지 여부, 기존 시스템의 GM의 우선순위가 변경되는 이벤트가 DS-TT 또는 NW-TT의 포트에서 탐지되었는지 여부에 대해 확인한다. 이 때 특정 시간 동안 Announce메시지가 수신되지 않는 경우에 대해서는 타임 아웃이 발생했다는 약속된 코드가 전달될 수 있다.

708단계에서, DS-TT(725-1)는 수신된 Announce 메시지가 보고 조건들 중 적어도 하나를 만족하는 경우 PDU 세션 변경 절차를 통해 PMIC를 이용하여 수신한 Announce 메시지를 SMF(765)에 전달한다. 이때 PMIC는 보고 하는 포트의 식별자 정보와 수신한 Announce 메시지가 포함될 수 있다.

709 단계에서 SMF(765)는 TSN를 지원하기 위한 UPF(775), DS-TT(625-1, 635-1)들의 정보를 PCF(785)를 거쳐 TSN AF(795)에 전달 할 수 있다. 이 과정은 3GPP의 TSN 관련 규격의 절차를 따른다. 일 예로, SMF(765)는 SM policy association 생성 또는 변경 절차를 통해 수집한 DS-TT(725-1)에서 전달 받은 PMIC 및 NW-TT(775)에서 수집한 BMIC와 PMIC들을 PCF(785) 로 전달 할 수 있다.

710 단계에서 TSN AF(795)는 DS-TT(725-1)로부터 수신한 Announce 메시지를 통해 Port Announce Information을 획득한다. 이때, TSN AF(795)은 Port Announce Information을 통해 포트에 연결되어 있는 외부망의 변화 여부를 확인 할 수 있다. TSN AF(695)은 Port Announce information을 통해 기존 시스템의 GM 보다 더 좋은 품질의 시각 정보를 제공하는 GM을 발견하거나, 기존 시스템의 GM이 타임아웃되는 경우, Port announce information을 보고한 포트의 브릿지의 GM 관련 설정을 변경하고, 각 포트들의 역할을 다시 할당 할 수 있다.

한편, GM이 타임아웃되는 경우를 위하여, TSN AF(795)는 자체적으로 타이머를 유지하여 특정 시간 내에 특정 포트로부터 Announce 메시지를 수신하지 못한 경우, 706 단계 내지 709 단계를 생략하고 710 단계를 수행한다. TSN AF(795)는 각 포트 별로 전달 되어야 하는 Announce 메시지를 생성한다. 이 때 새로 생성되는 Announce 메시지는 새롭게 선정된 GM의 정보가 포함되어야 하며, Announce 메시지를 보고한 포트뿐만 아니라 브릿지에 연결되어 있는 모든 포트에 대해서 GM이 갱신되었음을 알려야 한다.

711 단계에서 TSN AF(795)는 710 단계에서 생성된 브릿지 설정 정보, 포트 별 설정 정보, 포트 별 Announce 메시지를 PMIC와 BMIC에 담아 SMF(765)에 전달한다. 이 때 NEF와 PCF(785)를 거쳐 SMF(765)에 정보들이 컨테이너형식으로 전달이 가능하다. 일 예로 SM policy association 변경 절차를 활용하여 정보들이 전달될 수 있다.

712 단계에서, SMF(765)는 711 단계에서 수신한 BMIC, PMIC의 관련 구성 정보를 확인한 후 BMIC 및 PMIC에 포함된 정보들을 DS-TT(725-1, 735-1) 및 NW-TT(775-1)의 각 포트 별로 전달 한다. 3GPP의 규격에 따라 SMF(765)는 DS-TT(725-1)과 DS-TT(735-1) 각각에 PDU 세션 변경 절차를 사용하여 수신한 정보들을 전달할 수 있다(712a 단계, 712b단계). 또한, SMF(765)는 NW-TT(775-1)에 N4 세션 변경 절차를 사용하여 수신한 정보들을 전달할 수 있다(712c 단계).

713 단계에서 포트 설정 정보와 시스템 식별자를 전달 받은 포트들(725-1, 735-1, 775-1)은 설정 정보를 저장하고, 이에 따라 Announce 메시지를 전송할 수 있다. 713a 단계에서 DS-TT(725-1)은 Announce 메시지를 전송하고, 713b 단계에서 DS-TT(735-1)은 Announce메시지를 전송하고, 713c 단계에서 NW-TT(775-1)은 Announce 메시지를 전송한다. 이 때, DS-TT(735-1) 및 NW-TT(775-1)에서 전송되는 Announce 메시지에는 현재 시스템 식별자 및 동기화된 GM의 우선순위등 이 포함된다.

도8은 본 개시의 실시 예에 따른 5G 네트워크 시스템에서 제어 평면(Control Plane) 기반 중앙 집중식 정보 처리 방식을 적용하여 NW-TT가 Announce 메시지를 효과적으로 처리하는 절차를 설명하기 위한 예시 도면이다.

801 단계에서 (최초TSN 구성 시) TSN을 구성하기 위해 DS-TT 기능을 가진 단말(UE)(815)(UE/DS-TT)는 5G에 등록 과정 후, TSN 관련 정보를 교환 하기 위해 특정 TSN에 할당된 DNN, S-NSSAI를 활용하여 PDU 세션 수립을 SMF(845)에 요청한다. 이 때, 단말(815)이 이미 관련 PDU 세션을 가지고 있는 경우, 변경 (modification) 절차를 수행할 수 있다. 단말(815)은 DS-TT(815-1)의 PMIC를 SMF에 전달 할 수 있다.

802 단계에서 TSN을 위한 PDU 세션수립 요청이 있는 경우, 해당 NW-TT(855-1)를 처리하고 있는 UPF(855)는 3GPP규격에 따라 N4 세션 관련 절차를 통해 BMIC와 PMIC 들의 정보를 SMF(845)에 전달한다.

803 단계에서- SMF(845)는 PDU 세션 및 N4 세션의 수립 또는 변경 요청과 함께 BMIC 및 PMIC 정보를 해당 PCF(865)에 보고한다. SMF(845)는 SM policy association 생성 또는 변경 절차를 통해 수집한 DS-TT(815-1)의 PMIC 및 NW-TT(855-1)에서 수집한 BMIC와 PMIC들을 PCF(865)로 전달 할 수 있다. PCF(865)는 BMIC, PMIC와 같은 TSN 관련 정보를 TSN AF(875)에 전달 한다. 이 과정에서 NEF를 통해 정보가 전달 될 수 있다. 관련 절차는 3GPP의 TSN 관련 절차를 따른다.

804 단계에서 TSN AF(875)는 PCF(865)로부터 전달 받은 BMIC와 PMIC정보의 조합으로 현재 S-NSSAI, DNN조합에서 제공되고 있는 브릿지에 대한 포트 및 구성 정보를 확인 한다. 더불어 각 포트에 대한 초기 역할 설정을 할 수 있다. 이 과정에서 TSN AF(875)가 브릿지의 시스템 식별자(System Identity)를 알고 있는 경우 이를 각 포트에 추가적으로 전달하여 BMCA 관련 작업을 수행하는데 사용 할 수 있다. TSN AF(875)는 시스템 식별자, 브릿지, 포트 별 설정 정보를 CNC 또는 외부의 관리자로부터 제공 받을 수 있다. 시스템 식별자에는 IEEE 802.1AS에 정의된 것과 같이 priority 1, clockClass, clockAccuracy, offsetScaleLogVariance, priority2, clockIdentity가 포함될 수 있다. 추가적으로 각 포트에서 Announce 메시지를 보낼지 여부 (Announce Enabled), Announce 메시지를 보내는 주기 (Announce interval), 포트 역할(Port role), Announce 메시지 대기시간(Timeout) 정보를 추가적으로 포함 할 수 있다. 이 과정에서 시스템 식별자 대신에 실제 계산에 사용되는 portPriorityVector를 보낼 수도 있다. PortPriorityVector는 rootSystemIdentity, stepsRemoved, sourcePortIdentity, PortNumber의 조합으로 구성할 수 있다. 브릿지 설정 정보를 제외한 포트 관련 정보는 포트 별로 구별이 가능한 자료 구조를 사용하여 전송할 수 있다. 만약 기존에 선택된 시스템이 사용하고 있는 GM이 있는 경우, GM의 존재 여부 (Grandmaster present), Grand Master Priority, StepsRemoved등의 IEEE 802.1AS의 Port Priority Selection 과정에서 사용되는 정보가 GM information에 포함될 수 있다. 추가적으로 TSN AF(875)는 각 포트의 Announce 메시지에 대한 보고 조건들을 설정할 수 있다. 즉, TSN AF(875)는 각 포트에서 수신된 Announce 메시지가 기존 시스템의 GM 보다 우선 순위가 높은 GM에 대해 보고하고 있거나, Announce 메시지가 특정 시간 동안 수신되지 않은 상태dlrjsk, 기존 시스템의 GM의 우선순위가 변경되는 이벤트가 DS-TT 또는 NW-TT의 포트에서 탐지되었을 경우에 Announce 메시지를 TSN AF(875)에 보고 하도록 설정 할 수 있다. TSN AF(875)은 상기 보고 조건들을 Announce Reporting mode에 포함시켜 전달한다.

805 단계에서 TSN AF(875)는 804 단계에서 결정한 브릿지, 포트 설정 정보, 시스템 식별자, Announce Interval, Announce Reporting mode과 같은 정보를 PMIC와 BMIC에 담아 PCF(865)에 전달 한다. PCF(865)는 필요 정보를 취사 선택하고, SMF(845)에 전달 한다. 이 과정에서 SM policy association 변경 절차를 활용 하여 정보들이 전달될 수 있다.

806 단계에서 SMF(845)는 805 단계에서 수신한 BMIC, PMIC의 관련 구성 정보를 확인한 후 BMIC 및 PMIC에 포함된 정보들을 DS-TT(815-1) 및 NW-TT(855-1)의 각 포트 별로 전달 한다. 3GPP의 규격에 따라 SMF(845)는 N4 세션 관련 절차를 사용하여 수신한 정보들을 전달할 수 있다. 806 단계까지의 설정을 통해 NW-TT(855-1)은 TSN 네트워크의 일부 포트로써 작동하게 된다.

807단계에서 NW-TT(855-1)은 연결되어 잇는 포트의 링크를 통해 외부의 TSN 장치(885) 또는 브릿지로부터 Announce 메시지를 수신한다.

808 단계에서 NW-TT(855-1)는 806 단계에서 전달 받은 Announce Reporting mode에 따라 Announce 메시지의 보고 조건들을 만족하는지 여부를 확인한다. 즉, NW-TT(855-1)은 수신된 Announce message가 기존 시스템의 GM보다 우선 순위가 높은 GM을 보고하고 있는지 여부, Announce 메시지가 특정 시간 동안 수신되지 않은 상태인지 여부, 기존 시스템의 GM의 우선순위가 변경되는 이벤트가 DS-TT 또는 NW-TT의 포트에서 탐지되었는 여부에 대해 확인한다. 이 때 특정 시간 동안 Announce 메시지가 수신되지 않는 경우에 대해서는 정보가 없으며 타임 아웃이 발생했다는 약속된 코드가 전달될 수 있다.

809 단계에서 NW-TT(855-1)는 수신된 Announce 메시지가 보고 조건들 중 적어도 하나를 만족하는 경우 N4 세션 보고(N4 Session Reporting) 절차를 통해 PMIC를 이용하여 수신한 Announce 메시지를 SMF(845)에 전달한다. 이때 PMIC는 보고 하는 포트의 식별자 정보와 수신한 Announce 메시지가 포함될 수 있다.

810 단계에서 SMF(845)는 TSN를 지원하기 위한 UPF(855), DS-TT(815-1)들의 정보를 PCF(865)를 거쳐 TSN AF(875)에 전달 할 수 있다. 이 과정은 3GPP의 TSN 관련 규격의 절차를 따른다. 일 예로, SMF(765)는 SM policy association 생성 또는 변경 절차를 통해 수집한 DS-TT(815-1)에서 전달 받은 PMIC 및 NW-TT(855-1)에서 수집한 BMIC와 PMIC들을 PCF(865) 로 전달 할 수 있다.

811 단계에서 TSN AF(875)는 NW-TT(855-1)로부터 수신한 Announce 메시지를 통해 Port Announce Information을 획득한다. 이때, TSN AF(875)은 Port Announce Information을 통해 포트에 연결되어 있는 외부망의 변화 여부를 확인 할 수 있다. TSN AF(875)은 Port Announce information을 통해 기존 시스템의 GM 보다 더 좋은 품질을 제공하는 GM을 발견하거나, 기존 시스템의 GM이 타임아웃되는 경우, 현재 Port announce information을 보고한 포트의 브릿지의 GM 관련 설정을 변경하고, 각 포트들의 역할을 다시 할당 할 수 있다.

한편, GM이 타임아웃되는 경우를 위하여, TSN AF(875)는 자체적으로 타이머를 유지하여 특정 시간 내에 특정 포트로부터 Announce 메시지를 수신하지 못한 경우, 807 단계 내지 810 단계를 생략하고, 811 단계를 수행한다. TSN AF(875)는 각 포트 별로 전달 되어야 하는 Announce 메시지를 생성한다. 이 때 새로 생성되는 Announce 메시지는 새롭게 선정된 GM의 정보가 포함되어야 하며, Announce 메시지를 보고한 포트뿐만이라 브릿지에 연결되어 있느 모든 포트에 대해서 GM이 갱신되었음을 알려야 한다.

812 단계에서 TSN AF(875)는 811 단계에서 생성된 브릿지 설정 정보, 포트 별 설정 정보, 포트 별 Announce 메시지를 PMIC와 BMIC에 담아 SMF(845)에 전달 한다. 이 때, NEF와 PCF를 거쳐 SMF에 정보들이 컨테이너형식으로 전달이 가능하다. 일 예로 SM policy association 변경 절차를 활용하여 정보들이 전달될 수 있다.

813 단계에서 SMF(845)는 812 단계에서 수신한 BMIC, PMIC의 관련 구성 정보를 확인한 후 BMIC 및 PMIC에 포함된 정보들을 DS-TT(815-1) 및 NW-TT(855-1)의 각 포트 별로 전달 한다. 3GPP의 규격에 따라 SMF(8455)는 DS-TT(715-1)에 PDU 세션 변경 절차를 사용하여 수신한 정보들을 전달할 수 있다(813a 단계). 또한, SMF(845)는 NW-TT(855-1)에 N4 세션 변경 절차를 사용하여 수신한 정보들을 전달할 수 있다(813b 단계).

814 단계에서 포트 설정 정보와 시스템 식별자를 전달 받은 포트들(815-1, 855-1)은 설정 정보를 저장하고, 이에 따라 Announce 메시지를 전송할 수 있다. 814a 단계에서 DS-TT(815-1)은 Announce 메시지를 전송하고, 814b 단계에서 NW-TT(855-1)은 Announce 메시지를 전송한다. 이 때, DS-TT(815-1) 및 NW-TT(855-1)에서 전송되는 Announce 메시지에는 현재 시스템 식별자 및 동기화된 GM의 우선순위등이 포함된다.

도9는 본 개시의 실시 예에 따른 제어 평면(Control Plane) 기반 중앙 집중식 정보 처리 방식을 적용한 BMCA를 지원하는 방법의 동작 및 결과를 설명하기 위한 예시 도면이다.

도 9를 참조하면, 901단계에서 5G 네트워크 외부의TSN Node0(910)는 GM1(910-1)을 클락 소스(Clock Source)로 삼는 Announce 메시지0를 DS-TT1(915-1)에 전송한다. 902단계에서 DS-TT1(915-1)은 수신한 Announce 메시지0을 기준으로 자신의 정보를 TSN AF(965)에 전달한다. 일 예로, DS-TT1(915-1)은 PDU 세션 변경 절차를 통해 PMIC를 이용하여 수신한 Announce 메시지0을 SMF(955)를 거처 TSN AF(965)로 전달한다. 구체적인 절차는 도 6 및 도7을 따른다. 903단계에서 5G 네트워크 외부의 TSN Node2(970)는 GM2(970-1)를 클락 소스로 삼는 Announce 메시지2를 NW-TT(945-1)에 전송한다. 904단계에서 NW-TT(945-1)는 수신한 Announce 메시지2를 기준으로 자신의 정보를 TSN AF(965)에 전달한다. 일 예로, NW-TT(945-1)는 N4 세션 보고 절차를 통해 PMIC를 이용하여 수신한 Announce 메시지2를 SMF(955)를 거쳐 TSN AF(965)로 전달한다. 구체적인 절차는 도8을 따른다. 905단계에서 TSN Node1(925)은 클락 소스를 갖지 않음을 나타내는 Non-GM-Capable 정보를 포함한 Announce 메시지1을 DS-TT2(920-1)에 전송한다. 906단계에서 DS-TT2(920-1)는 수신한 Announce 메시지1을 기준으로 자신의 정보를 담아서 TSN AF(965)에 전달한다. 일 예로, DS-TT2(920-1)은 PDU 세션 변경 절차를 통해 PMIC를 이용하여 수신한 Announce 메시지1을 SMF(965)를 거처 TSN AF(975)로 전달한다. 구체적인 절차는 도 6 및 도7을 따른다. 907단계에서 TSN AF(965)는 DS-TT1(915-1), DS-TT2(920-1), NW-TT(945-1)로부터 수신한 정보를 종합하여, 브릿지(Bridge) 내의 클락 소스를 결정하고, DS-TT1(915-1), DS-TT2(920-1), NW-TT(945-1)의 역할을 결정한다. 이때, BMCA의 원칙에 따라 최선의 마스터 클락(Best Master Clock)이 위치한 포트를 정한다. 일 예로, GM1이 GM2보다 우선순위가 높은 (GM1>GM2) 클락 소스인 경우, GM1이 위치한 DS-TT1(915-1)을 S역할로, GM2가 위치한 NW-TT(945-1)를 M역할로, 또, non-GM-Capable 노드들만 위치한 DS-TT2(920-1)를 M 역할로 설정하는 시그널을 제어 평면으로 전송한다. 일 예로, TSN AF(965)는 포트 별 설정 정보를 PMIC와 BMIC에 담아 SMF(955)를 거쳐 각 포트들로 전달할 수 있다. 구체적인 절차는 도 6 내지 도 8을 따른다.

일 예로 DS-TT1(915-1)이 S, DS-TT2(920-1) 및 NW-TT(945-1)이 M으로 역할이 설정되면, DS-TT1(915-1)는 Announce 메시지의 전송 주기에서 자신의 역할에 따라 Announce 메시지를 전송한다. 예를 들어, DS-TT1(915-1)는 NW-TT(945-1)에서 수신한 Announce 메시지를, 클락 소스인 GM2는 그대로 두고, GM2와의 홉(Hop) 수를 나타내는 스텝(Step) 필드를 1 증가시켜 TSN Node0(910)로 전송한다. DS-TT1(915-1)으로부터 Announce 메시지를 수신한 TSN Node0(910)은 자신의 역할이 M이고, DS-TT1(915-1)의 역할이 S임을 알게 된다. NW-TT(945-1)나 DS-TT2(920-1)도 Announce 메시지의 전송 주기에서 자신의 역할에 따라 Announce 메시지를 전송한다 예를 들어, DS-TT1(915-1)으로부터 수신한 Announce 메시지를, 클락 소시인 GM1은 그대로 두고, 스텝 필드를 1증가시켜 외부로 전송한다. 정해진 역할에 따라 DS-TT1(915-1)은 동기 메시지를 수신하면, NW-TT(945-1) 및 DS-TT2(920-1)로 전송한다. NW-TT(945)는 수신한 동기 메시지의 코렉션(Correction) 필드를, 5G 네트워크에서 소요된 시간(Residence Time)과, DS-TT1(915-1)와 TSN Node0(910)의 링크에서 지연된 시간(Link Delay)를 반영하여 업데이트 하고 외부로 전송한다. DS-TT2(920-1)도 수신한 동기 메시지의 코렉션(Correction) 필드를, 5G 네트워크에서 소요된 시간(Residence Time)과, DS-TT1(915-1)와 TSN Node0(910)의 링크에서 지연된 시간(Link Delay)를 반영하여 업데이트 하고 외부로 전송한다.

도10은 본 개시의 실시 예에 따른 사용자 평면(User Plane) 기반 분산 정보 처리 방식을 적용한 BMCA를 지원하는 방법의 동작 및 결과를 설명하기 위한 예시 도면이다. 도 10에서 Case 1은 GM1의 우선순위가 GM2의 우선순위보다 높은 경우의 실시 예에 해당하고, Case 2는 GM1의 우선순위가 GM2의 우선순위보다 낮은 경우의 실시 예에 해당한다.

도 10를 참조하면, 1001a 단계에서 GM1(1015-1)을 클락 소스로 가지는 TSN Node0(1015)는 Announce 메시지0을 DS-TT1(1025-1)에 전송한다. 1002a 단계에서 DS-TT1(1025-1)은 수신한 Announce 메시지0을 기준으로 자신의 역할을 잠정적으로 S로 설정한다. 1003a 단계에서 DS-TT1(1025-1)는 Announce 메시지0에 DS-TT1(1025-1)이 S 역할임을 나타내는 정보를 추가하여 브로드캐스트 방식으로로 NW-TT(1075-1) 및 DS-TT2(1035-1)에 전송한다. 1004a 단계에서 DS-TT1(1025-1)로부터 Announce 메시지0을 수신한 NW-TT(1075-1)는 자신의 역할을 M으로 설정한다. 마찬가지로 DS-TT1(1025-1)로부터 Announce 메시지0을 수신한 DS-TT2(1035-1)는 자신의 역할을 M으로 설정한다.

1005a단계에서 GM2(1085-1)을 클락 소스(Clock Source)로 가지는 TSN Node2(1085)는 Announce 메시지2를 NW-TT(1075-1)에 전송한다. 1006a 단계에서 NW-TT(1075-1)는 수신한 Announce 메시지2를 기준으로 자신의 역할을 업데이트할지 여부를 판단한다. 즉, NW-TT(1075-1)는 Announce 메시지0에 대한 GM1(1015-1)의 우선순위와 Announce 메시지2에 대한 GM2(1085-1) 우선순위를 비교한다. 비교결과, GM1(1015-1)의 우선순위가 GM2(1085-1)의 우선순위보다 높으므로, NW-TT(1075-1)은 앞서 설정했던 대로 M 역할을 유지한다. 1007a 단계에서 NW-TT(1075-1)는 수신한 Announce 메시지2에 NW-TT(1075-1)가 M 역할임을 나타내는 정보를 추가하여 브로드캐스트 방식으로 DS-TT1(1025-1) 및 DS-TT2(1035-1)에 전송한다. 1008a 단계에서 Announce 메시지2를 수신한 DS-TT1(1025-1)는 Announce 메시지0에 대한 GM1(1015-1)의 우선순위와 Announce 메시지2에 대한 GM2(1085-1) 우선순위를 비교한다. GM1(1015-1)의 우선순위가 GM2(1085-1)의 우선순위보다 높으므로, DS-TT1(1025-1)은 자신의 역할을 S로 유지한다. 마찬가지로 NW-TT(1075-1)로부터 Announce 메시지2를 수신한 DS-TT2(1035-1)는 자신의 역할을 M으로 유지한다.

1009a 단계에서 GM에 대한 클락 소스를 가지고 있지 않은TSN Node1(1045)는 Announce 메시지1를 DS-TT2(1035-1)에 전송한다. 1010a 단계에서 DS-TT2(1035-1)는 Announce 메시지1을 기준으로 자신의 역할을 업데이트할지 여부를 판단한다. Announce 메시지1는 GM에 대한 정보를 포함하지 않으므로, DS-TT2(1035-1)는 앞서 설정했던 대로 M 역할을 유지한다. 1011a 단계에서 DS-TT2(1035-1)는 수신한 Announce 메시지1에 DS-TT2(1035-1)가 M 역할임을 나타내는 정보를 추가하여 브로드캐스트 방식으로 NW-TT(1085-1) 및 DS-TT1(1025-1)에 전송한다. 1012a 단계에서 Announce 메시지1을 수신한 NW-TT(1085-1)는 Announce 메시지2에 GM에 대한 정보가 포함되어 있지 않으므로, 자신의 역할을 M으로 유지한다. 마찬가지로 Announce 메시지2를 수신한 DS-TT1(1025-1)은 자신의 역할을 S로 유지한다.

이와 같이, GM1(1015-1)의 우선순위가 GM2(1085-1)의 우선순위보다 높은 경우(GM1>GM2), DS-TT1(1025-1)은 S, NW-TT(1075-1) 및 DS-TT2(1035-1)는 M으로 역할이 설정되고, 각 포트들은 Announce 메시지 Interval Timer에 맞춰 각각 자신의 역할에 따른 Announce 메시지를 외부로 전송한다. 이때, S 역할을 갖는 DS-TT1(1025-1)은 Announce 메시지를 외부로 전송하지 않는다. 또, 5G 네트워크 내부에서의 동기 메시지의 전송은 S 역할을 갖는 DS-TT1(1025-1)으로부터 M 역할을 갖는 NW-TT(1075-1) 및 DS-TT2(1035-1)로 이루어진다.

계속해서 도 10를 참조하면, 1001b 단계에서 GM1(1015-1)을 클락 소스로 갖는 TSN Node0(1015)는 Announce 메시지0을 DS-TT1(1025-1)에 전송한다. 1002b 단계에서 DS-TT1(1025-1)은 수신한 Announce 메시지0를 기준으로 자신의 역할을 잠정적으로 S로 설정한다. 1003b 단계에서 DS-TT1(1025-1)는 Announce 메시지0에 DS-TT1이 S 역할임을 나타내는 정보를 추가하여 브로드캐스트 방식로 NW-TT(1075-1) 및 DS-TT2(1035-1)에 전송한다. 1004b 단계에서 DS-TT1(1025-1)로부터 Announce 메시지0을 수신한 NW-TT(1075-1)는 자신의 역할을 M으로 설정한다. 마찬가지로 DS-TT1(1025-1)로부터 Announce 메시지0를 수신한 DS-TT2(1035-1)는 자신의 역할을 M으로 설정한다.

1005b단계에서 GM2(1085-1)을 클락 소스로 갖는 TSN Node2(1085)는 Announce 메시지2를 NW-TT(1075-1)에 전송한다. 1006b 단계에서 NW-TT(1075-1)는 수신한 Announce 메시지2를 기준으로 자신의 역할을 업데이트할지 여부를 판단한다. 즉, NW-TT(1075-1)는 Announce 메시지0에 대한 GM1(1015-1)의 우선순위와 Announce 메시지2에 대한 GM2(1085-1) 우선순위를 비교한다. GM1(1015-1)의 우선순위가 GM2(1085-1)의 우선순위보다 낮으므로, NW-TT(1075-1)는 자신의 역할을 S로 변경한다. 1007b 단계에서 NW-TT(1075-1)는 수신한 Announce 메시지2에 NW-TT(1075-1)가 S 역할임을 나타내는 정보를 추가하여 브로드캐스트 방식으로 DS-TT1(1025-1) 및 DS-TT2(1035-1)에 전송한다. 1008b 단계에서 Announce 메시지2를 수신한 DS-TT1(1025-1)은 Announce 메시지0에 대한 GM1(1015-1)의 우선순위와 Announce 메시지2에 대한 GM2(1085-1) 우선순위를 비교한다. GM1(1015-1)의 우선순위가 GM2(1085-1)의 우선순위보다 낮으므로, DS-TT1(1025-1)는 자신의 역할을 M으로 변경한다. 마찬가지로 NW-TT(1075-1)로부터 Announce 메시지2를 수신한 DS-TT2(1035-1)는 자신의 역할을 M으로 유지한다.

1009b 단계에서 GM에 대한 클락 소스를 가지고 있지 않은 TSN Node1(1045)가 Announce 메시지1을 DS-TT2(1035-1)에 전송한다. 1010b단계에서 DS-TT2(1035-1)는 Announce 메시지1을 기준으로 자신의 역할을 업데이트할지 여부를 판단한다., Announce 메시지1은 GM에 대한 정보를 포함하지 않으므로, DS-TT2(1035-1)는 앞서 설정했던 대로 M 역할을 유지한다. 1011b 단계에서 DS-TT2(1035-1)는 수신한 Announce 메시지1에 DS-TT2(1035-1)가 M 역할임을 추가하여 브로드캐스트 방식으로 NW-TT(1075-1) 및 DS-TT1(1025-1)에 전송한다. 1012b 단계에서 Announce 메시지1를 수신한 NW-TT(1075-1)는 Announce 메시지1이 GM에 대한 정보를 포함하지 않으므로, 자신의 역할을 S로 유지한다. 마찬가지로 Announce 메시지1를 수신한 DS-TT1(1025-1)는 자신의 역할을 M으로 유지한다.

이와 같이, GM1(1015-1)의 우선순위가 GM2(1085-1)의 우선순위보다 낮은 경우(GM1<GM2), NW-TT(1075-1)는 S, DS-TT1(1025-1) 및 DS-TT2(1035-1)는 M으로 역할이 설정되고, 각 포트들은 Announce 메시지 Interval Timer에 맞춰 각각 자신의 역할에 따른 Announce 메시지를 외부로 전송한다. 이때, S 역할을 갖는 NW-TT(1075-1)는 Announce 메시지를 외부로 전송하지 않는다. 또, 5G 네트워크 내부에서의 동기 메시지의 전송은 S 역할을 갖는 NW-TT(1075-1)로부터 M 역할을 갖는 DS-TT1(1025-1) 및 DS-TT2(1035-1)로 이루어진다.

도11은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용한 BMCA을 지원하는 방법의 동작 및 결과를 설명하기 위한 예시 도면이다. 도 11에서 Case 1은 GM1의 우선순위가 GM2의 우선순위보다 높은 경우의 실시 예에 해당하고, Case 2는 GM1의 우선순위가 GM2의 우선순위보다 낮은 경우의 실시 예에 해당한다.

도 11을 참조하면, 1101a 단계에서 GM1(1115-1)을 클락 소스로 가지는 TSN Node0(1115)은 Announce 메시지0를 DS-TT1(1125-1)에 전송한다. 1102a 단계에서 DS-TT1(1125-1)은 수신한 Announce 메시지0이 직전에 수신한 Announce 메시지와 다를 경우, Announce 메시지0를 기준으로 자신의 역할을 잠정적으로 S로 설정한다. 1103a단계에서 DS-TT1(1125-1)은 Announce 메시지0에 DS-TT1(1125-1)이 S 역할임을 나타내는 정보를 추가하여 브로드캐스트(Broadcast) 방식으로 NW-TT(1175-1) 및 DS-TT2(1135-1)에 전송한다. 1104a단계에서 DS-TT1(1125-1)로부터 Announce 메시지0을 수신한 NW-TT(1175-1)는 자신의 역할을 M으로 설정한다. 마찬가지로 DS-TT1(1125-1)으로부터 Announce 메시지0를 수신한 DS-TT2(1135-1)는 자신의 역할을 M으로 설정한다.

1105a단계에서 GM2(1185-1)를 클락 소스로 가지는 TSN Node1(1185)은 Announce 메시지1을 NW-TT(1175-1)에 전송한다. 1106a단계에서 NW-TT(1175-1)는 수신한 Announce 메시지1이 직전에 수신한 Announce 메시지와 다른지 비교하고, 다를 경우 Announce 메시지1을 기준으로 자신의 역할을 업데이트할지 여부를 판단한다. 즉, NW-TT(1175-1)는 Announce 메시지0에 대한 GM1(1115-1)의 우선순위와 Announce 메시지1에 대한 GM2(1185-1)의 우선순위를 비교한다. GM1(1115-1)의 우선순위가 GM2(1185-1)의 우선순위보다 높으므로, NW-TT(1175-1)은 앞서 설정한 M 역할을 유지한다. 1107a단계에서 NW-TT(1175-1)는 수신한 Announce 메시지1에 NW-TT(1175-1)가 M 역할임을 나타내는 정보를 추가하여 브로드케스트 방식으로 DS-TT1(1125-1) 및 DS-TT2(1135-1)에 전송한다. 1008a 단계에서 Announce 메시지1을 수신한 DS-TT1(1125-1)은 GM1(1115-1)의 우선순위와 Announce 메시지1에 대한 GM2(1185-1) 우선순위를 비교한다. GM1(1115-1)의 우선순위가 GM2(1185-1)의 우선순위보다 높으므로, DS-TT1(1125-1)은 자신의 역할을 S로 유지한다. 마찬가지로 NW-TT(1175-1)로부터 Announce 메시지1를 수신한 DS-TT2(1135-1)는 자신의 역할을 M으로 유지한다.

1109a단계에서 GM에 대한 클락 소스를 가지고 있지 않은TSN Node2(1145)은 Announce 메시지2를 DS-TT2(1135-1)에 전송한다. 1110a단계에서 DS-TT2(1135-1)는 Announce 메시지2를 직전에 수신한 Announce 메시지와 비교하여 다를 경우, Announce 메시지2를 기준으로 자신의 역할을 업데이트할지 여부를 판단한다. Announce 메시지2는 GM에 대한 정보를 포함하지 않으므로, DS-TT2(1135-1)는 앞서 설정한 M 역할을 유지한다. 1111a 단계에서 DS-TT2(1135-1)는 수신한 Announce 메시지2에 DS-TT2(1035-1)가 M 역함임을 나타내는 정보를 추가하여 브로드캐스트 방식으로 NW-TT(1075-1) 및 DS-TT1(1125-1)에 전송한다. 1112a 단계에서 Announce 메시지2를 수신한 NW-TT(1175-1)는 Announce 메시지2가 GM에 대한 정보를 포함하지 않으므로, 자신의 역할을 M으로 유지한다. 마찬가지로 Announce 메시지2를 수신한 DS-TT1(1125-1)은 자신의 역할을 S로 유지한다.

이와 같이, GM1(1115-1)의 우선순위가 GM2(1185-1)의 우선순위보다 높은 경우, DS-TT1(1125-1)은 S, NW-TT(1175-1) 및 DS-TT2(1135-1)는 M으로 역할이 설정되고, 각 포트들은 Announce 메시지 Interval Timer에 맞춰 각각 자신의 역할에 따른 Announce 메시지를 외부로 전송한다. 이때, S 역할을 갖는 DS-TT1(1125-1)은 Announce 메시지를 외부로 전송하지 않는다. 또, 5G 네트워크 내부에서의 동기 메시지의 전송은 S 역할을 갖는 DS-TT1(1025-1)으로부터 M 역할을 갖는 NW-TT(1175-1) 및 DS-TT2(1135-1)로 이루어진다.

계속해서 도 11를 참조하면, 1101b 단계에서 GM1(1115-1)을 클락 소스로 가지는 TSN Node0(1115)은 Announce 메시지0를 DS-TT1(1125-1)에 전송한다. 1102b 단계에서 DS-TT1(1125-1)은 수신한 Announce 메시지0를 직전에 수신한 Announce 메시지와 비교하여 다를 경우, Announce 메시지0를 기준으로 자신의 역할을 잠정적으로 S로 설정한다. 1103b 단계에서 DS-TT1(1125-1)은 Announce 메시지0에 DS-TT1(1125-1)이 S 역할임을 나타내는 정보를 추가하여 브로드캐스트(Broadcast) 방식으로 NW-TT(1175-1) 및 DS-TT2(1135-1)에 전송한다. 1104b 단계에서 DS-TT1(1125-1)로부터 Announce 메시지0을 수신한 NW-TT(1175-1)는 자신의 역할을 M(Master)으로 설정한다. 마찬가지로 DS-TT1(1125-1)로부터 Announce 메시지0를 수신한 DS-TT2(1135-1)는 자신의 역할을 M으로 설정한다.

1105b단계에서 GM2(1185-1)을 클락 소스로 가지는 TSN Node2(1185)는 Announce 메시지2을 NW-TT(1175-1)에 전송한다. 1106b단계에서 NW-TT(1175-1)는 수신한 Announce 메시지2을 직전에 수신한 Announce 메시지와 비교하여 다를 경우 Announce 메시지2을 기준으로 자신의 역할을 업데이트할지 여부를 판단한다. 즉, NW-TT(1175-1)는 Announce 메시지0에 대한 GM1(1115-1)의 우선순위와 Announce 메시지2에 대한 GM2(1185-1) 우선순위를 비교한다. 비교결과, GM1(1115-1)의 우선순위가 GM2(1185-1)의 우선순위보다 낮으므로, NW-TT(1175-1)은 자신의 역할을 S로 변경한다. 1107b 단계에서 NW-TT(1175-1)는 수신한 Announce 메시지2에 NW-TT(1175-1)가 S 역할임을 나타내는 정보를 추가하여 브로드케스트 방식으로 DS-TT1(1125-1) 및 DS-TT2(1135-1)에 전송한다. 1108b 단계에서 Announce 메시지2을 수신한 DS-TT1(1125-1)은 GM1(1115-1)의 우선순위와 Announce 메시지2에 대한 GM2(1185-1) 우선순위를 비교한다. GM1(1115-1)의 우선순위가 GM2(1185-1)의 우선순위보다 낮으므로, DS-TT1(1125-1)은 자신의 역할을 M으로 변경한다. 마찬가지로 NW-TT(1175-1)로부터 Announce 메시지2를 수신한 DS-TT2(1135-1)는 자신의 역할을 M으로 유지한다.

1109b 단계에서 GM에 대한 클락 소스를 가지고 있지 않은TSN Node1(1145)은 Announce 메시지2를 DS-TT2(1135-1)에 전송한다. 1110b단계에서 DS-TT2(1135-1)는 Announce 메시지1를 직전에 수신한 Announce 메시지와 비교하여 다를 경우 Announce 메시지1를 기준으로 자신의 역할을 업데이트할지 여부를 판단한다. Announce 메시지1에 대한 GM이 존재하지 않으므로, DS-TT2(1135-1)는 앞서 결정했던 대로 M 역할을 유지한다. 1111b 단계에서 DS-TT2(1135-1)는 수신한 Announce 메시지1에 DS-TT2(1135-1)가 M 역함임을 나타내는 정보를 추가하여 브로드캐스트 방식으로 NW-TT(1175-1) 및 DS-TT1(1125-1)에 전송한다. 1112b 단계에서 Announce 메시지1를 수신한 NW-TT(1175-1)는 Announce 메시지2가 GM에 대한 정보를 포함하지 않으므로, 자신의 역할을 S로 유지한다. 마찬가지로 Announce 메시지1를 수신한 DS-TT1(1125-1)은 자신의 역할을 M으로 유지한다.이와 같이, GM1(1115-1)의 우선순위가 GM2(1185-1)의 우선순위보다 낮은 경우(GM1<GM2), NW-TT(1175-1)는 S, DS-TT1(1125-1) 및 DS-TT2(1135-1)는 M으로 역할이 설정되고, 각 포트들은 Announce 메시지 Interval Timer에 맞춰 각각 자신의 역할에 따른 Announce 메시지를 외부로 전송한다. 이때, S 역할을 갖는 NW-TT(1175-1)는 Announce 메시지를 외부로 전송하지 않는다. 또, 5G 네트워크 내부에서의 동기 메시지의 전송도 S 역할을 갖는 NW-TT(1175-1)로부터 M 역할을 갖는 DS-TT1(1125-1) 및 DS-TT2(1135-1)로 이루어 진다.

도 12은 본 개시의 또다른 실시 예에 따른 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용한 BMCA을 지원 하는 방법의 동작 및 결과를 설명하기 위한 예시 도면이다. 도 12에서 Case 1은 GM1의 우선순위가 GM2의 우선순위보다 높은 경우의 실시 예에 해당하고, Case 2는 GM1의 우선순위가 GM2의 우선순위보다 낮은 경우의 실시예에 해당한다. 도 12은 도11과 비교하여, Announce 메시지 수신 타이머가 만료될 때까지 Announce 메시지를 받지 못한 경우, 이것을 변경된 메시지로 인식하고 동작하는 부분에 있어 차이가 있다.

도 12를 참조하면, 1201a 단계에서 GM1(1215-1)을 클락 소스로 가지는 TSN Node0(1215)은 Announce 메시지0를 DS-TT1(1225-1)에 전송한다. 1202a 단계에서 DS-TT1(1225-1)은 수신한 Announce 메시지0가 직전에 수신한 Announce 메시지와 다를 경우, Announce 메시지0를 기준으로 자신의 역할을 잠정적으로 S로 설정한다. 1203a단계에서 DS-TT1(1225-1)은 Announce 메시지0에 DS-TT1(1225-1)이 S 역할임을 나타내는 정보를 추가하여 브로드캐스트 방식으로 NW-TT(1275-1) 및 DS-TT2(1235-1)에 전송한다. 1204a단계에서 DS-TT1(1225-1)로부터 Announce 메시지0을 수신한 NW-TT(1275-1)는 자신의 역할을 M으로 설정한다. 마찬가지로 DS-TT1(1225-1)로부터 Announce 메시지0를 수신한 DS-TT2(1235-1)는 자신의 역할을 M으로 설정한다.

1205a단계에서 GM2(1285-1)을 클락 소스로 갖는 TSN Node1(1285)은 Announce 메시지1을 NW-TT(1275-1)에 전송한다. 1206a단계에서 NW-TT(1275-1)는 수신한 Announce 메시지1이 직전에 수신한 Announce 메시지와 다른지 비교하고, 다를 경우 Announce 메시지1을 기준으로 자신의 역할을 업데이트할지 여부를 판단한다. 즉, NW-TT(1275-1)는 Announce 메시지0에 대한 GM1(1215-1)의 우선순위와 Announce 메시지1에 대한 GM2(1285-1) 우선순위를 비교한다. GM1(1215-1)의 우선순위가 GM2(1285-1)의 우선순위보다 높으므로, NW-TT(1275-1)은 앞서 결정했던 대로 M 역할을 유지한다. 1207a단계에서 NW-TT(1275-1)는 수신한 Announce 메시지1에 NW-TT(1275-1)가 M 역할임을 나타내는 정보를 추가하여 브로드케스트 방식으로 DS-TT1(1225-1) 및 DS-TT2(1235-1)에 전송한다. 1208a 단계에서 Announce 메시지1을 수신한 DS-TT1(1225-1)은 GM1(1215-1)의 우선순위와 Announce 메시지1에 대한 GM2(1286-1) 우선순위를 비교한다. GM1(1215-1)의 우선순위가 GM2(1285-1)의 우선순위보다 높으므로, DS-TT1(1225-1)은 자신의 역할을 S로 유지한다. 마찬가지로 NW-TT(1275-1)로부터 Announce 메시지1를 수신한 DS-TT2(1235-1)는 자신의 역할을 M으로 유지한다.

1209a단계에서 GM에 대한 클락 소스를 가지고 있지 않은 TSN Node1(1245)가 DS-TT2(1235-1)에 전송하던 Announce 메시지를 더 이상 전송하지 않게 되었다면, DS-TT2(1235-1)는 일정 시간 내에 Announce 메시지가 도착하는지 여부를 확인한다. 1210a 단계에서 DS-TT2(1235-1)는 일정 시간 내에 Announce 메시지가 도착하지 않는다는 것을 확인하면, 자신의 역할을 D로 변경한다. 또는, DS-TT2(1235-1)는 일정 시간 내에 Announce 메시지가 도착하지 않는지를 반복하여 확인하고, 반복 횟수가 특정 값 이상이 될 때에 역할을 D로 변경한다. 1211a 단계에서 DS-TT2(1235-1)는 이전 Announce 수신 주기에서 수신한 non-GM-Capable 설정의 Announce 메시지에 DS-TT2(1235-1)의 역할이 D임을 나타내는 정보를 추가하여 브로드캐스트 방식으로 NW-TT(1275-1) 및 DS-TT1(1225-1)에 전달한다. 1212a 단계에서 NW-TT(1275-1) 및 DS-TT1(1225-1)은 자신의 역할에 따라 DS-TT2(1235-1)로의 동기 메시지 전달 여부를 설정한다. 즉, GM1(1215-1)의 우선순위가 GM2(1285-1)의 우선순위보다 높으므로(GM1>GM2), S 역할을 갖는 DS-TT1(1225-1)는 DS-TT2(1235-1)로의 동기 메시지 전달이 더 이상 필요하지 않는다고 판단하여 동기 메시지를 전송하지 않는 것으로 설정한다.이와 같이, GM1(1215-1)의 우선순위가 GM2(1285-1)의 우선순위보다 높은 경우 (GM1>GM2), DS-TT1(1225-1)은 S, NW-TT(1275-1)는 M, DS-TT2(1235-1)는 D로 역할이 설정되고, 각 포트들은 Announce Interval Timer에 맞춰 각각 자신의 역할에 따른 Announce 메시지를 외부로 전송한다. 이때, S 역할을 갖는 DS-TT1(1225-1)은 Announce 메시지 외부로 전송하지 않는다. 이후 5G 네트워크 내부에서의 동기 메시지의 전송은 S 역할을 갖는 DS-TT1(1225-1)으로부터 M 역할을 갖는 NW-TT(1275-1)로 이루어진다.

계속해서 도 12를 참조하면, 1201b 단계에서 GM1(1215-1)을 클락 소스로 갖는 TSN Node0(1215)은 Announce 메시지0를 DS-TT1(1225-1)에 전송한다. 1202b 단계에서 DS-TT1(1225-1)은 수신한 Announce 메시지0를 직전에 수신한 Announce 메시지와 비교하여 다를 경우, Announce 메시지0를 기준으로 자신의 역할을 잠정적으로 S로 설정한다. 1203b 단계에서 DS-TT1(1225-1)은 Announce 메시지0에 DS-TT1(1225-1)이 S 역할임을 나타내는 정보를 추가하여 브로드캐스트 방식으로 NW-TT(1275-1) 및 DS-TT2(1235-1)에 전송한다. 1204b 단계에서 DS-TT1(1225-1)로부터 Announce 메시지0을 수신한 NW-TT(1275-1)는 자신의 역할을 M(Master)으로 설정한다. 마찬가지로 DS-TT1(1225-1)로부터 Announce 메시지0를 수신한 DS-TT2(1235-1)는 자신의 역할을 M으로 설정한다.

1205b단계에서 GM2(1285-1)을 클락 소스로 갖는 TSN Node2(1285)는 Announce 메시지1을 NW-TT(1275-1)에 전송한다. 1206b단계에서 NW-TT(1275-1)는 수신한 Announce 메시지2을 직전에 수신한 Announce 메시지와 비교하여 다를 경우 Announce 메시지2을 기준으로 자신의 역할을 업데이트할지 여부를 판단한다. 즉, NW-TT(1275-1)는 Announce 메시지0에 대한 GM1(1215-1)의 우선순위와 Announce 메시지2에 대한 GM2(1285-1) 우선순위를 비교한다. GM1(1215-1)의 우선순위가 GM2(1285-1)의 우선순위보다 낮으므로(GM1<GM2), NW-TT(1275-1)은 자신의 역할을 S로 변경한다. 1207b 단계에서 NW-TT(1275-1)는 수신한 Announce 메시지2에 NW-TT(1275-1)가 S 역할임을 나타내는 정보를 추가하여 브로드케스트 방식으로 DS-TT1(1225-1) 및 DS-TT2(1235-1)에 전송한다. 1208b 단계에서 Announce 메시지2을 수신한 DS-TT1(122501)은 GM1(1215-1)의 우선순위와 Announce 메시지2에 대한 GM2(1285-1) 우선순위를 비교한다. GM1(1215-1)의 우선순위가 GM2(1285-1)의 우선순위보다 낮으므로, DS-TT1(1225-1)은 자신의 역할을 M으로 변경한다. 마찬가지로 NW-TT(1275-1)로부터 Announce 메시지2를 수신한 DS-TT2(1235-1)는 자신의 역할을 M으로 유지한다.

1209b단계에서 GM에 대한 클락 소스를 가지고 있지 않은TSN Node1(1145)이 DS-TT2(1235-1)에 Announce 메시지를 더 이상 전송하지 않게 되었다면, DS-TT2(1235-1)는 일정 시간 내에 Announce 메시지가 도착하는지 여부를 확인한다. 1210b 단계에서 DS-TT2(1235-1)는 일정 시간 내에 Announce 메시지가 도착하지 않는다는 것을 확인하면, 자신의 역할을 D로 변경한다. 또는, DS-TT2(1235-1)는 일정 시간 내에 Announce 메시지가 도착하지 않는지를 반복하여 확인하고, 반복 횟수가 특정 값 이상이 될 때 역할을 D로 변경한다. 1211b 단계에서 DS-TT2(1235-1)는 이전 Announce 메시지 수신 주기에서 수신한 non-GM-Capable 설정의 Announce 메시지에 DS-TT2(1235-1)의 역할이 D임을 나타내는 정보를 추가하여 브로드캐스트 방식으로 NW-TT(1275-1) 및 DS-TT1(1225-1)에 전송한다. 1212b 단계에서 NW-TT(1275-1) 및 DS-TT1(1225-1)은 자신의 역할에 따라 DS-TT2(1235-1)로 동기 메시지 전달 여부를 설정한다. 즉, GM1(1215-1)의 우선순위가 GM2(1285-1)의 우선순위보다 낮으므로 S 역할을 갖는 NW-TT(1275-1)는 DS-TT2(1235-1)로의 동기 메시지 전달이 더 이상 필요하지 않는다고 판단하여 동기 메시지를 전달하지 않는 것으로 설정한다.

이와 같이, GM1(1215-1)의 우선순위가 GM2(1285-1)의 우선순위보다 낮은 경우 (GM1<GM2), NW-TT(1275-1)는 S, DS-TT1(1225-1)는 M, DS-TT2(1235-1)는 D로 역할이 설정되고, 각 포트들은 Announce Interval Timer에 맞춰 각각 자신의 역할에 따른 Announce 메시지를 외부로 전송한다. 이때, S 역할을 갖는 NW-TT(1275-1)는 Announce 메시지를 외부로 전송하지 않는다. 이후, 5G네트워크 내부에서의 동기 메시지의 전송은 S 역할을 갖는 NW-TT(1275-1)로부터 M 역할을 갖는 DS-TT1(1225-1)으로 이루어진다.

도13는 본 개시의 실시 예에 따른 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용하여 DS-TT 및 NW-TT가 모든 Announce 메시지를 5G 네트워크 내부에 브로드캐스트하는 절차를 설명하기 위한 예시 도면이다.

도 13를 참조하면, 1301 단계에서 UE1/DS-TT1(1335/1335-1)은 TSC (Time Sensitive Communications) DNN (Data Network Name) 및 S-NSSAI (Single Network Slicing Selection Assistance Information)에 대하여 PDU 세션을 수립한다. UE1/DS-TT1(1335/1335-1)는 수립된 PDU 세션을 통해UPF/NW-TT(1365/1365-1)를 거쳐 TSN Node2(1385)와 이더넷으로 통신할 수 있게 된다. 마찬가지로, UE2/DS-TT2(1345/1345-1)가 동일한 TSC DNN/S-NSSAI로 PDU 세션을 수립한다. UE2/DS-TT2(1345/1345-1)는 수립된 PDU 세션을 통해 UPF/NW-TT(1365/1365-1)를 거쳐 이더넷으로 통신할 수 있게 된다.

1302단계에서 TSN Node0(1315)가 GM1을 클락 소스로 하는 BMCA Announce 메시지0을 DS-TT1/UE1(1335-1/1335)에 전달한다. DS-TT1(1335-1)은 수신한 BMCA Announce 메시지0을 기준으로 자신의 역할을 S 로 잠정 설정한다. 1303단계에서, DS-TT1(1335-1)은 수신한 BMCA Announce 메시지0에 DS-TT1(1335-1)의 역할 정보를 추가하여 NW-TT(1365-1) 및 DS-TT2(1345-1)에 브로드캐스트로 전달한다. 브로드캐스트는 해당 TSC DNN/S-NSSAI로 특정되는 UPF내의 모든 포트로 전달된다. NW-TT(1365-1) 및 DS-TT2(1345-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지0를 기준으로 자신의 역할을 업데이트한다. 즉, NW-TT(1365-1)는 자신의 역할을 M으로 설정하고, DS-TT2(1345-1)도 자신의 역할을 M으로 설정한다.

1304 단계에서 TSN Node2(1385)가 GM2을 클락 소스로 하는 BMCA Announce 메시지2를 NW-TT/UPF(1365-1)에 전달한다. NW-TT(1365-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지2를 기준으로 자신의 역할을 업데이트한다. 즉, GM1과 GM2의 우선순위를 비교하여 GM1의 우선순위가 높으면 (GM1>GM2), 자신의 역할을 M으로 유지하고, GM2의 우선순위가 높으면 (GM1<GM2), 자신의 역할을 S로 변경한다. 1305 단계에서, NW-TT(1365-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지2에 NW-TT(1365-1)의 역할 정보를 추가하여 DN-TT1(1335-1) 및 DS-TT2(1345-1)에 브로드캐스트로 전달한다. 브로드캐스트는 해당 TSC DNN/S-NSSAI로 특정되는 UPF내의 모든 포트로 전달된다. DS-TT1(1335-1) 및 DS-TT2(1345-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지2을 기준으로 자신의 역할을 업데이트한다. 즉, DS-TT1(1335-1)은 GM1과 GM2의 우선순위를 비교하여 GM1의 우선순위가 높으면 (GM1>GM2), 자신의 역할을 S로 유지하고, GM2의 우선순위가 높으면 (GM1<GM2), 자신의 역할을 M으로 변경한다. DS-TT2(1345-1)는 자신의 역할을 M으로 유지한다. DS-TT2(1345-1)는 자신의 역할을 M으로 유지한다.

1306단계에서 TSN Node1(1325)가 클락 소스가 없음을 나타내는 non-GM-Capable 설정의 BMCA Announce 메시지1을 DS-TT2/UE2(1345-1/1345)에 전달한다. DS-TT2(1345-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지1을 기준으로 자신의 역할을 업데이트한다. 즉, DS-TT2(1345-1)는 GM1(또는 GM2)과 non-GM-Capable의 우선순위를 비교하고, GM1(또는 GM2)의 우선순위가 non-GM-Capable의 우선순위 보다 높으므로, 기존의 설정대로 자신의 역할을 M으로 유지한다. 1307 단계에서, DS-TT2(1345-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지1에 DS-TT2(1345-1)의 역할 정보를 추가하여 NW-TT(1365-1) 및 DS-TT1(1335-1)에 브로드캐스트로 전달한다. 브로드캐스트는 해당 TSC DNN/S-NSSAI로 특정되는 UPF내의 모든 포트로 전달된다. NW-TT(1365-1) 및 DS-TT1(1335-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지1을 기준으로 자신의 역할을 업데이트한다. 즉, GM1의 우선순위가 GM2보다 높은 경우(GM1>GM2), DS-TT1(1335-1)은 GM1과 non-GM-Capable의 우선순위를 비교하여 GM1의 우선순위가 높으므로, 자신의 역할을 S로 유지하고, NW-TT(1365-1)는 GM1과 non-GM-Capable의 우선순위를 비교하여 GM1의 우선순위가 높으므로, 자신의 역할을 M으로 유지한다. GM2의 우선순위가 GM1보다 높은 경우(GM1<GM2), DS-TT1(1335-1)은 GM2과 non-GM-Capable의 우선순위를 비교하여 GM2의 우선순위가 높으므로, 자신의 역할을 M으로 유지하고, NW-TT(1365-1)는 GM2과 non-GM-Capable의 우선순위를 비교하여 GM2의 우선순위가 높으므로, 자신의 역할을 S로 유지한다.

1308단계에서 Announce 메시지를 전달하는 주기를 알리는 Announce Interval Timer에 맞춰 DS-TT1(1335-1), DS-TT2(1345-1), NW-TT(1365-1)는 각각 자신의 역할에 따른 Announce 메시지를 전송한다. 즉, S 역할을 갖는 DS-TT1(1335-1)(GM1>GM2) 혹은 NW-TT(1365-1)(GM1<GM2)는 BMCA용 Announce 메시지를 외부로 전송하지 않는다. 그리고, 정해진 역할에 따라, 5G 네트워크 내부에서의 동기 메시지가 S 역할을 갖는 포트로부터 M 역할을 갖는 포트들로 전송된다.

도14은 본 개시의 실시 예에 따른 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용하여 DS-TT 및 NW-TT가 효과적으로 Announce 메시지를 5G 네트워크 내부에 브로드캐스트하는 절차를 설명하기 위한 예시 도면이다.

도 14을 참조하면, 1401단계에서 UE1/DS-TT1(1435/1435-1)은 TSC (Time Sensitive Communications) DNN (Data Network Name) 및 S-NSSAI (Single Network Slicing Selection Assistance Information)에 대하여 PDU 세션을 수립한다. UE1/DS-TT1(1435/1435-1)은 수립된 PDU 세션을 통해UPF/NW-TT(1465/1465-1)를 거쳐 TSN Node2(1485)와 이더넷으로 통신할 수 있게 된다. 마찬가지로, UE2/DS-TT2(1445/1445-1)가 동일한 TSC DNN/S-NSSAI로 PDU 세션을 수립한다. UE2/DS-TT2(1445/1445-1)는 수립된 PDU 세션을 통해 UPF/NW-TT(1465/1465-1)를 거쳐 이더넷으로 통신할 수 있게 된다.

1402 단계에서 TSN Node0(1415)가 GM1을 클락 소스로 하는 BMCA Announce 메시지 0을 DS-TT1/UE1(1435/1435-1)에 전달한다. DS-TT1(1435-1)은 수신한 BMCA Announce 메시지0을 이전 Announce 메시지 수신 주기에서 수신한 Announce 메시지와 비교한다. BMCA Announce 메시지0이 이전 주기에서 수신한 Announce 메시지와 같다면, DS-TT1(1435-1)은 아무런 동작을 취하지 않는다. BMCA Announce 메시지0이 이전 주기에서 수신한 Announce 메시지와 다르면, DS-TT1(1435-1)은 수신한 Announce 메시지0를 기준으로 자신의 역할을 S (Slave)로 잠정 설정한다. 1403단계에서, DS-TT1(1435-1)은 수신한 BMCA Announce 메시지0에 DS-TT1(1435-1)의 역할 정보를 추가하여 NW-TT(1465-1) 및 DS-TT2(1445-1)에 브로드캐스트로 전달한다. 브로드캐스트는 해당 TSC DNN/S-NSSAI로 특정되는 UPF내의 모든 포트로 전달된다. NW-TT(1465-1) 및 DS-TT2(1445-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지0를 기준으로 자신의 역할을 업데이트한다. 즉, NW-TT(1465-1)는 자신의 역할을 M으로 설정하고, DS-TT2(1445-1)도 자신의 역할을 M으로 설정한다.

1404단계에서 TSN Node2(1485)가 GM2을 클락 소스로 하는 BMCA Announce 메시지2를 NW-TT/UPF(1465-1/1465)에 전달한다. NW-TT(1465-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지2를 이전 Announce 메시지 수신 주기에서 수신한 Announce 메시지와 비교한다. BMCA Announce 메시지2이 이전 주기에서 수신한 Announce 메시지와 같다면, NW-TT(1465-1)는 아무런 동작을 취하지 않는다. BMCA Announce 메시지2이 이전 주기에서 수신한 Announce 메시지와 다르다면, NW-TT(1465-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지2를 기준으로 자신의 역할을 업데이트한다. 즉, GM1과 GM2의 우선순위를 비교하여 GM1의 우선순위가 높으면 (GM1>GM2), 자신의 역할을 M으로 유지하고, GM2의 우선순위가 높으면 (GM1<GM2), 자신의 역할Role을 S로 변경한다. 1405단계에서, NW-TT(1465-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지2에 NW-TT(1465-1)의 역할 정보를 추가하여 DN-TT1(1435-1) 및 DS-TT2(1445-1)에 브로드캐스트로 전달한다. 브로드캐스트는 해당 TSC DNN/S-NSSAI로 특정되는 UPF내의 모든 포트로 전달된다. DS-TT1(1335) 및 DS-TT2(1345)는 수신한 BMCA Announce 메시지2을 기준으로 자신의 역할을 업데이트한다. DS-TT1(1335)은 GM1과 GM2의 우선순위를 비교하여 GM1의 우선순위가 높으면 (GM1>GM2), 자신의 역할을 S로 유지하고, GM2의 우선순위가 높으면 (GM1<GM2), 자신의 역할을 M으로 변경한다. DS-TT2(1345)는 자신의 역할을 M으로 유지한다. DS-TT2는 자신의 역할을 M으로 유지한다.

1406단계에서 TSN Node1(1425)가 클락 소스가 없음을 나타내는 non-GM-Capable 설정의 BMCA Announce 메시지1을 DS-TT2/UE2(1445-1/1445)에 전달한다. DS-TT2(1445-1)는 수신한 BMCA 메시지1을 이전 Announce 메시지 수신 주기에서 수신한 Announce 메시지와 비교한다. BMCA Announce 메시지1이 이전 주기에서 수신한 Announce 메시지와 같다면, DS-TT2(1445-1)는 아무런 동작을 취하지 는다. BMCA Announce 메시지1이 이전 주기에서 수신한 Announce 메시지와 다르다면, DS-TT2(1445-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지1을 기준으로 자신의 역할을 업데이트한다. 즉, DS-TT2(1445-1)는 GM1 혹은 GM2와 non-GM-Capable의 우선순위를 비교하고, GM1 혹은 GM2의 우선순위가 non-GM-Capable의 우선순위 보다 높으므로, 기존의 설정대로 자신의 역할을 M으로 유지한다. 1407단계에서, DS-TT2(1445-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지1에 DS-TT2(1445-1)의 역할 정보를 추가하여 NW-TT(1465-1) 및 DS-TT1(1435-1)에 브로드캐스트로 전달한다. 브로드캐스트는 해당 TSC DNN/S-NSSAI로 특정되는 UPF내의 모든 포트로 전달된다. NW-TT(1465-1) 및 DS-TT1(1435-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지1을 기준으로 자신의 역할을 업데이트한다. 즉, GM1의 우선순위가 GM2보다 높은 경우(GM1>GM2), DS-TT1(1435-1)은 GM1과 non-GM-Capable의 우선순위를 비교하여 GM1의 우선순위가 높으므로, 자신의 역할을 S로 유지하고, NW-TT(1465-1)는 GM1과 non-GM-Capable의 우선순위를 비교하여 GM1의 우선순위가 높으므로, 자신의 역할을 M으로 유지한다. GM2의 우선순위가 GM1보다 높은 경우(GM1<GM2), DS-TT1(1435-1)은 GM2과 non-GM-Capable의 우선순위를 비교하여 GM2의 우선순위가 높으므로, 자신의 역할을 M으로 유지하고, NW-TT(1465-1)는 GM2과 non-GM-Capable의 우선순위를 비교하여 GM2의 우선순위가 높으므로, 자신의 역할을 S로 유지한다.

1408단계에서 Announce 메시지를 전달하는 주기를 알리는 Announce Interval Timer에 맞춰 DS-TT1(1435-1), DS-TT2(1445-1), NW-TT(1465-1)는 각각 자신의 역할에 따른 Announce 메시지를 외부로 전송한다. S 역할을 갖는 DS-TT1(1435-1)(GM1>GM2) 혹은 NW-TT(1445-1)(GM1<GM2)는 BMCA용 Announce 메시지를 외부로 전송하지 않는다. 이때 정해진 역할에 따라, 5G 네트워크 내부에서의 동기 메시지가 S 역할을 갖는 포트로부터 M 역할을 갖는 포트들로 전송된다.

도15는 본 개시의 실시 예에 따른 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용하여 DS-TT 및 NW-TT가 비활성 상태를 나타내는 Announce 메시지를 처리하는 절차를 설명하기 위한 예시 도면이다.

도15는 도14와 비교하여, Announce 메시지 수신 타이머가 만료될 때까지 Announce 메시지를 받지 못한 경우, 이것을 변경된 메시지로 인식하고 동작하는 부분에 있어 차이가 있다.

도 15를 참조하면, 1501단계에서 UE1/DS-TT1(1535/1535-1)은 TSC (Time Sensitive Communications) DNN (Data Network Name) 및 S-NSSAI (Single Network Slicing Selection Assistance Information)에 대하여 PDU 세션을 수립한다. UE1/DS-TT1(1535/1535-1)은 수립된 PDU 세션을 통해UPF/NW-TT(1565/1565-1)를 거쳐 TSN Node2(1585)와 이더넷으로 통신할 수 있게 된다. 마찬가지로, UE2/DS-TT2(1545/1545-1)가 동일한 TSC DNN/S-NSSAI로 PDU 세션을 수립한다. UE2/DS-TT2(1545/1545-1)는 수립된 PDU 세션을 통해 UPF/NW-TT(1565/1565-1)를 거쳐 이더넷으로 통신할 수 있게 된다.

1502 단계에서 TSN Node0(1515)가 GM1을 클락 소스로 하는 BMCA Announce 메시지 0을 DS-TT1/UE1(1535-1/1535)에 전달한다. DS-TT1(1535-1)은 수신한 BMCA Announce 메시지0을 이전 Announce 메시지 수신 주기에서 수신한 Announce 메시지와 비교한다. BMCA Announce 메시지0이 이전 주기에서 수신한 Announce 메시지와 같다면, DS-TT1(1535-1)은 아무런 동작을 취하지 않는다. BMCA Announce 메시지0이 이전 주기에서 수신한 Announce 메시지와 다르면, DS-TT1(1535-1)은 수신한 Announce 메시지0를 기준으로 자신의 역할을 S 로 잠정 설정한다. 1503단계에서, DS-TT1(1535-1)은 수신한 BMCA Announce 메시지0에 DS-TT1(1535-1)의 역할 정보를 추가하여 NW-TT(1565-1) 및 DS-TT2(1545-1)에 브로드캐스트로 전달한다. 브로드캐스트는 해당 TSC DNN/S-NSSAI로 특정되는 UPF내의 모든 포트로 전달된다. NW-TT(1565-1) 및 DS-TT2(1545-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지0를 기준으로 자신의 역할을 업데이트한다. 즉, NW-TT(1565-1)는 자신의 역할을 M으로 설정하고, DS-TT2(1545-1)도 자신의 역할을 M으로 설정한다.

1504단계에서 TSN Node2(1585)가 GM2을 클락 소스로 하는 BMCA Announce 메시지2를 NW-TT/UPF(1565-1/1565)에 전달한다. NW-TT(1565-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지2를 이전 Announce 메시지 수신 주기에서 수신한 Announce 메시지와 비교한다. BMCA Announce 메시지2이 이전 주기에서 수신한 Announce 메시지와 같다면, NW-TT(1565-1)는 아무런 동작을 취하지 않는다. BMCA Announce 메시지2이 이전 주기에서 수신한 Announce 메시지와 다르다면, NW-TT(1565-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지2를 기준으로 자신의 역할을 업데이트한다. 즉, GM1과 GM2의 우선순위를 비교하여 GM1의 우선순위가 높으면 (GM1>GM2), 자신의 역할을 M으로 유지하고, GM2의 우선순위가 높으면 (GM1<GM2), 자신의 역할Role을 S로 변경한다. 1405단계에서, NW-TT(1565-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지2에 NW-TT(1565-1)의 역할 정보를 추가하여 DN-TT1(1535-1) 및 DS-TT2(1545-1)에 브로드캐스트로 전달한다. 브로드캐스트는 해당 TSC DNN/S-NSSAI로 특정되는 UPF내의 모든 포트로 전달된다. DS-TT1(1535-1) 및 DS-TT2(1545-1)는 수신한 BMCA Announce 메시지2을 기준으로 자신의 역할을 업데이트한다. DS-TT1(1535-1)은 GM1과 GM2의 우선순위를 비교하여 GM1의 우선순위가 높으면 (GM1>GM2), 자신의 역할을 S로 유지하고, GM2의 우선순위가 높으면 (GM1<GM2), 자신의 역할을 M으로 변경한다. DS-TT2(1545-1)는 자신의 역할을 M으로 유지한다. DS-TT2는 자신의 역할을 M으로 유지한다.

1506단계에서, TSN Node1(1525)는 클락 소스가 없음을 나타내는 non-GM-Capable 설정의 BMCA Announce 메시지1을 DS-TT2/UE2(1545-1/1545)에 전달하는 것을 주기적으로 반복하다가, 이 전송을 중단한다. DS-TT2(1545-1)는 현재의 Announce 수신 주기에 BMCA Announce 메시지1이 수신되지 않았다는 것을 기록하고 관리한다. DS-TT2(1445)는 수신 타임아웃 타이머(Receipt Timeout Timer)에 맞춰 Announce 메시지를 더 이상 수신하지 않게 되었음을 확인한다. DS-TT2(1545-1)는 일정 시간 내에 Announce 메시지가 도착하지 않는다는 것을 확인한 후, 자신의 역할을 D (Disabled)로 변경한다. 또는, DS-TT2(1545-1)는 일정 시간 내에 Announce 메시지가 도착하지 않는지를 반복하여 확인하고 반복 횟수가 특정 값 이상이 될 때에 역할을 D로 변경할 수도 있다. 1507단계에서, DS-TT2(1545-1)는 이전에 수신한 BMCA Announce 메시지에 DS-TT2의 역할 정보를 추가하여 NW-TT(1565-1) 및 DS-TT1(1535-1)에 브로드캐스트로 전달한다. 브로드캐스트는 해당 TSC DNN/S-NSSAI로 특정되는 UPF내의 모든 포트로 전달된다. NW-TT(1565-1) 및 DS-TT1(1545-1)는 DS-TT2(1545-1)로부터 수신한 이전 BMCA 메시지를 기준으로 자신의 역할을 업데이트한다. 즉, NW-TT(1545-1) 및 DS-TT1(1535-1)은 자신의 역할에 따라 DS-TT2(1545-1)로 동기 메시지 전달 여부를 설정한다. GM1의 우선순위가 GM2의 우선순위보다 높은 경우(GM1>GM2), S역할을 갖는 DS-TT1(1535-1)는 DS-TT2(1455)로의 동기 메시지 전달이 더 이상 필요하지 않는다고 판단하여 동기 메시지를 전달하지 않는 것으로 설정한다. GM1의 우선순위가 GM2의 우선순위보다 낮은 경우(GM1<GM2), S역할을 갖는 NW-TT(1565-1)는 DS-TT2(1545-1)로의 동기 메시지 전달이 더 이상 필요하지 않는다고 판단하여 동기 메시지를 전달하지 않는 것으로 설정한다.

1508단계에서 Announce 메시지를 전달하는 주기를 알리는 Announce Interval Timer에 맞춰 DS-TT1(1535-1), DS-TT2(1545-1), NW-TT(1565-1)는 각각 자신의 역할에 따른 Announce 메시지를 전송한다. S 역할을 갖는 DS-TT1(1535-1)(GM1>GM2) 혹은 NW-TT(1565-1)(GM1<GM2)는 BMCA용 Announce 메시지를 외부로 전송하지 않는다. 그리고, 정해진 역할에 따라, 5G 네트워크 내부에서의 동기 메시지가 S 역할을 갖는 포트로부터 M 역할을 갖는 포트들로 전송된다. 즉, D 역할을 갖는 DS-TT2(1545-1)에는 더 이상 동기 메시지가 내부에서 전달되지 않는다.

한편, 도10 내지 도15의 BMCA 과정을 DS-TT 대신 UPF나 NW-TT에 DS-TT를 대리하여 BMCA 기능을 수행하는 것도 가능하다. 이 경우, DS-TT1이나 DS-TT2가 Role을 판단하던 기능을 UPF나 NW-TT 내의 DS-TT1 대리 로직이나 UPF나 NW-TT내의 DS-TT2 대리 로직이 담당하게 된다. NW-TT에서 DS-TT1이나 DS-TT2로 가는 5GS 내부 메시지는 Announce Interval Timer 에 맞춰질 수도 있다. DS-TT1이나 DS-TT2가 5GS 외부용의 Announce 메시지를 생성하던 기능을 UPF나 NW-TT 내의 DS-TT1 대리 로직이나 UPF나 NW-TT내의 DS-TT2 대리 로직이 담당할 수도 있다.

또한, 도 5 내지 도15의 BMCA 과정은 모두 TSN 도메인(Domain) 별로 지원된다. Announce 메시지나 동기 메시지는 해당하는 도메인을 표시하는 필드를 갖고 있다.

도 16은 본 개시의 실시 예에 따른 5G 네트워크 시스템에서 제어 평면 기반 중앙 집중식 정보 처리 방식을 적용한 BMCA를 지원하는 네트워크 DS-TT의 동작을 설명하기 위한 예시 도면이다. 도 16의 DS-TT는 도 5 내지 9에 기재된 DS-TT 동작을 기반으로 동작한다.

도 16을 참조하면, 1601단계에서 DS-TT는 TSN AF로부터 TSN 네트워크 구성 정보를 수신한다. 상기 TSN 네트워크 구성 정보는 일 예로 포트 설정 정보, 시스템 식별자, Announce 메시지 수신 주기(Announce Interval), Announce 메시지 보고 조건(Announce Reporting mode)를 포함한다.

1602 단계에서 DS-TT는 외부 TSN 장치로부터 Announce 메시지를 수신한다. 상기 Announce 메시지는 Port Announce 메시지를 포함한다.

1603 단계에서 DS-TT는 수신한 Announce 메시지를 상기 TSN 네트워크 구성 정보를 기반으로 TSN AF로 전송한다. 이 때, DS-TT는 수신한 Announce 메시지를 SMF를 거쳐 TSN AF로 전달한다.

1604 단계에서 DS-TT는 TSN AF로부터 상기 Announce 메시지를 기반으로 생성된 새로운 TSN 네트워크 구성 정보를 수신한다.

도 17은 본 개시의 실시 예에 따른 5G 네트워크 시스템에서 제어 평면 기반 중앙 집중식 정보 처리 방식을 적용한 BMCA를 지원하는 네트워크 NW-TT의 동작을 설명하기 위한 예시 도면이다. 도 17의 NW-TT는 도 5 내지 9에 기재된 NW-TT 동작을 기반으로 동작한다.

도 17을 참조하면, 1701단계에서 NW-TT는 TSN AF로부터 TSN 네트워크 구성 정보를 수신한다. 상기 TSN 네트워크 구성 정보는 일 예로 포트 설정 정보, 시스템 식별자, Announce 메시지 수신 주기(Announce Interval), Announce 메시지 보고 조건(Announce Reporting mode)를 포함한다.

1702 단계에서 NW-TT는 외부 TSN 장치로부터 Announce 메시지를 수신한다. 상기 Announce 메시지는 Port Announce 메시지를 포함한다.

1703 단계에서 NW-TT는 수신한 Announce 메시지를 상기 TSN 네트워크 구성 정보를 기반으로 TSN AF로 전송한다. 이 때, DS-TT는 수신한 Announce 메시지를 SMF를 거쳐 TSN AF로 전달한다.

1704 단계에서 NW-TT는 TSN AF로부터 상기 Announce 메시지를 기반으로 생성된 새로운 TSN 네트워크 구성 정보를 수신한다.

도 18은 본 개시의 실시 예에 따른 5G 네트워크 시스템에서 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용한 BMCA를 지원하는 DS-TT의 동작을 설명하기 위한 예시 도면이다. 도 18의 DS-TT는 도 10 내지 15에 기재된 DS-TT 동작을 기반으로 동작한다.

도 18을 참조하면, 1801단계에서 DS-TT는 외부 TSN 장치로부터 Announce 메시지를 수신한다.

1802단계에서 DS-TT는 수신한 Announce 메시지를 기반으로 자신의 역할을 설정한다.

1803 단계에서 DS-TT는 자신의 역할을 나타내는 정보를 추가한 Announce 메시지를 브도르캐스트 방식으로 네트워크 내부의 다른 포트들로 전달한다. 이 때, DS-TT는 외부 TSN 장치로부터 수신한 Announce 메시지가 직전 Announce 수신 주기에서 수신한 Announce 메시지와 다를 경우에 외부 TSN장치로부터 수신한 Announce 메시지를 네트워크 내부로 전달할 수 있다.

1804 단계에서 DS-TT는 네트워크 내부의 다른 포트로부터 Announce 메시지를 수신한다.

1805 단계에서 DS-TT는 상기 다른 포트로부터 수신한 Announce 메시지를 기반으로 자신의 역할을 변경한다. 상기 다른 포트로부터 수신한 Announce 메시지에 더 높은 우선순위를 가지는 GM에 대한 정보가 포함된 경우, DS-TT는 자신의 역할을 변경한다. 반면, 상기 다른 포트로부터 수신한 Announce 메시지에 더 낮은 우선순위를 가지는 GM에 대한 정보가 포함된 경우, 자신의 역할을 유지한다.

도 19는 본 개시의 실시 예에 따른 5G 네트워크 시스템에서 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용한 BMCA를 지원하는 NW-TT의 동작을 설명하기 위한 예시 도면이다. 도 18의 DS-TT는 도 10 내지 15에 기재된 DS-TT 동작을 기반으로 동작한다.

도 19를 참조하면, 1901단계에서 NW-TT는 네트워크 내부의 다른 포트로부터 브로드캐스트 방식으로 Announce 메시지를 수신한다.

1902단계에서 NW-TT는 수신한 Announce 메시지를 기반으로 자신의 역할을 설정한다.

1903 단계에서 NW-TT는 외부TSN 장치로부터 Announce 메시지를 수신한다.

1904단계에서 NW-TT는 외부 TSN장치로부터 수신한 Announce 메시지를 기반으로 자신의 역할을 변경한다. 즉, NW-TT는 외부 TSN 장치로부터 수신한 Announce메시지에 DS-TT로부터 수신한 Announce 메시지보다 더 높은 우선순위를 가지는 GM에 대한 정보가 포함된 경우, 자신의 역할을 변경한다. 반면, NW-TT는 외부 TSN 장치로부터 수신한 Announce메시지에 DS-TT로부터 수신한 Announce 메시지보다 더 낮은 우선순위를 가지는 GM에 대한 정보가 포함된 경우, 자신의 역할을 유지한다.

1905단계에서 NW-TT는 자신의 역할을 나타내는 정보를 추가한 상기 TSN 외부 장치로부터 수신한 Announce 메시지를 네트워크 내부의 다른 포트들로 브로드캐스트 방식으로 전달한다.

도 20은 본 개시의 실시 예에 따른 네트워크 엔티티들의 구조를 설명하기 위한 예시 도면이다. 본 개시의 실시 예에 따른 네트워크 엔티티들은 DS-TT, DS-TT 기능을 가지는 단말, NW-TT, NW-TT 기능을 가지는 UPF, SMF, PCF 및 TSN AF등이 존재한다.

도 20을 참고하면, 네트워크 엔티티는 송수신부 (2010), 제어부 (2020), 저장부 (2030)을 포함할 수 있다. 제어부(2020)는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부 (2010)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(2010)는 예를 들어, 기지국으로부터 시스템 정보를 수신할 수 있으며, 동기 신호 또는 기준 신호를 수신할 수 있다.

제어부 (2020)은 본 개시에서 제안하는 실시 예에 따른 네트워크 엔티티의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 (2020)는 도 5 내지 15을 참고하여 상술한 절차에 따른 동작을 수행하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(2020)는 상술한 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 서비스 탐지를 제공하기 위해 본 개시에서 제안하는 동작을 제어할 수 있다.

저장부 (2030)는 상기 송수신부 (2010)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (2020)을 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부 (2030)는 상술한 실시 예에 따른 서비스 탐지를 위해 요구되는 정보 등을 저장할 수 있다.

이상에서 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한, 상술한 여러 가지 실시 예들 중 하나 이상이 결합되어 수행될 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 개시의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 개시를 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

TSN(Time Sensitive Network) 기능을 가지는 제1 네트워크 엔티티(entity)의 사용자 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용한 BMCA(Best Master Clock Algorithm) 지원 방법에 있어서,
제1 GM(Grand Master)을 클락 소스(Clock Source)로 가지는 제1 TSN 노드로부터 제1 Announce 메시지를 수신하는 과정과,
수신한 제1 Announce 메시지를 기반으로 상기 제1 네트워크 엔티티의 역할을 설정하는 과정과,
상기 설정된 제1 네트워크 엔티티의 역할을 나타내는 정보를 포함하는 제1 Announce 메시지를 브로드캐스트 방식으로 제2 네트워크 엔티티로 전송하는 과정과,
상기 제2 네트워크 엔티티로부터 제2 GM을 클락 소스로 가지는 제2 TSN 노드의 제2 Announce 메시지를 수신하는 과정, 여기서, 제2 Announce 메시지는 상기 제1 Announce 메시지 및 상기 제2 Announce 메시지를 기반으로 설정된 제2 네트워크 엔티티의 역할을 나타내는 정보를 포함하고,
수신한 제2 Announce 메시지를 기반으로 상기 제1 GM의 우선순위와 상기 제2 GM의 우선순위를 비교하는 과정과,
상기 비교 결과에 따라 상기 제1 네트워크 엔티티의 역할을 변경하는 과정을 포함하되,
상기 제1 네트워크 엔티티와 상기 제2 네트워크 엔티티는 동일한 네트워크 내부에 존재하고, 상기 제1 TSN 노드와 상기 제2 TSN 노드는 상기 네트워크 외부에 존재함을 특징으로 하는 방법.
TSN(Time Sensitive Network) 기능을 가지는 제1 네트워크 엔티티(entity)의 제어 평면 기반 분산 정보 처리 방식을 적용한 BMCA(Best Master Clock Algorithm) 지원 방법에 있어서,
TSN AF(Application Function)으로부터 제1 TSN 네트워크 구성 정보를 수신하는 과정과,
제1 GM(Grand Master)을 클락 소스(Clock Source)로 가지는 제1 TSN 노드로부터 제1 Announce 메시지를 수신하는 과정과,
상기 제1 TSN 네트워크 구성 정보를 기반으로 상기 제1 Announce 메시지를 상기 TSN AF로 전송하는 과정과,
상기 TSN AF로부터 상기 제1 Announce 메시지를 기반으로 생성된 제2 TSN 네트워크 구성 정보를 수신하는 과정과,
상기 제2 TSN 네트워크 구성 정보를 기반으로 상기 제1 네트워크 엔티티의 역할을 설정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.