5G 인터워킹

N3IWF(non-3GPP 인터워킹 기능)

N3IWF 를 이용하면 기기에서 3GPP 표준에 없는 액세스 기술을 사용하여 5G 코어망에 연결할 수 있습니다.

5G 코어망 접속의 예를 들면 다음과 같습니다.

• 신뢰할 수 있는 non-3GPP 네트워크: 이동통신 사업자가 보안 설정을 직접 정의할 수 있는 Wi-Fi와 같이, TNAN(신뢰할 수 있는 non-3GPP 접속망)을 통해 5G 코어망에 더욱 원활히 접속할 수 있습니다.
• 신뢰할 수 없는 non-3GPP 네트워크: 이동통신 사업자가 보안 설정을 직접 관리할 수 없는 Wi-Fi와 같이, N3IWF(non-3GPP 인터워킹 기능)을 통해 원활한 접속을 구현합니다. 이 범주에는 MCX(미션 크리티컬 통신)를 위한 LMR(육상 이동 라디오) 기술(예: TETRA, P25)과 TV 방송용 DVB-S2X도 포함됩니다.
• 유선 네트워크: FMC(고정 모바일 컨버전스)의 기반 기술을 대표하는 DSL, 광섬유 등이 있습니다.

Wi-Fi는 특히 망접속 측면에서 간단하다는 장점이 있습니다. 반면, 5G는 특히 스케줄링, 보안 자격 증명, QoS(서비스 품질) 측면에서 매우 유연합니다. non-3GPP 접속의 기본 목적은 Wi-Fi의 장점과 5G의 장점을 결합하는 것입니다:

• 더욱 다양한 서비스 및 사용 사례
• 대역폭 집약적인 애플리케이션을 위한 효율적 트래픽 오프로딩
• 원활한 이동성 및 서비스 품질 관리로 사용자 경험 향상

5G 네트워크 아키텍처 설계에서 작동하는 기기는 N3IWF(non-3GPP 인터워킹 기능) 또는 TNAN(신뢰할 수 있는 non-3GPP 접속망)을 통해 5G 코어망 기능에 연결할 수 있습니다. 이러한 기능은 보안 액세스를 구현해줍니다. 예를 들어, 비접근 계층 제어 메시지와 사용자 평면 데이터에 보안 IP 터널을 활용할 수 있습니다. 또한 시그널링 절차가 구현되어 있어 두 접속망에서 액세스, 인증, 모빌리티 시나리오를 관리하는 동시에 사용자 평면 데이터에 대한 서비스 품질 흐름 제어를 활용합니다.

ATSSS(접속 트래픽 스티어링, 스위칭, 분할)

ATSSS는 다중 경로 연결을 활용하며 정교한 메커니즘을 통해 3GPP 및 non-3GPP 접속을 위한 동시 연결에 사용되는 상위 및 하위 계층 스티어링 기능과 모드를 지원합니다.

• 스티어링: 새 데이터 흐름에 대한 접속망이 선택된 다음, 선택된 접속망을 통해 해당 데이터 흐름의 트래픽이 전송됩니다.
• 스위칭: 한 접속망에서 진행 중인 모든 데이터 트래픽을 다른 접속망으로 이동하는 방식으로 데이터 흐름의 연속성을 유지합니다.
• 분할: 데이터 트래픽을 여러 접속망 사이에 분할하여 링크 집계 또는 중복성 목적 액세스의 이점을 활용합니다.

ATSSS는 MPTCP(다중 경로 전송 제어 프로토콜) 또는 MPQUIC(다중 경로 사용자 데이터그램 프로토콜)을 사용하여 IP 계층 위에 구현할 수 있습니다. 또한 트래픽 스티어링을 위한 새로운 ATSSS 하위 계층 기능을 사용하여 IP 계층 아래에 구현하면 다중 접속 PDU를 구현할 수 있습니다. ATSSS 제어는 UE(사용자 장비) 및 네트워크 측에서 사업자가 정의한 ATSSS 규칙(다중 접속 규칙 MAR)을 기반으로 한 PCF(정책 제어 기능)과 PMF(성능 측정 기능)로 처리됩니다.

셀룰러와 Wi-Fi 간 인터워킹 테스트 과제

3GPP 네트워크와 non-3GPP 네트워크 간의 성공적인 인터워킹을 위한 주요 테스트 과제는 다음과 같습니다.

• 시그널링 모드에서 무선 액세스 기술 테스트
• 인터워킹 및 모빌리티 기능 테스트
• 관련 오디오 및 비디오 서비스의 애플리케이션 테스트
• 기능 규정 준수, QoE(체감 품질), 전력 소비와 같은 다양한 측면에서 기기 기능 테스트
• 성능 테스트, 즉 KPI(핵심 성과 지표) 평가
• 문제 해결 개선, 즉 UE와 네트워크 간 신호 흐름 및 계층 3 메시지 교환에 대한 자세한 분석

이를 위해서는 전체 범위의 무선 액세스 기술 을 지원하는 테스트 셋업이 필요합니다.

셀룰러와 Wi-Fi 간 인터워킹 테스트를 위한 고성능 솔루션

로데슈바르즈는 수십 년간 Wi-Fi와 셀룰러의 컨버전스를 위한 테스트 솔루션을 제공해 왔습니다. 예를 들어, LTE에서 무선랜 트래픽 오프로드 테스트 솔루션은 오랫동안 당사의 우수한 기술력을 검증받은 솔루션입니다.

로데슈바르즈의 셀룰러와 WLAN 인터워킹 테스트 솔루션은 최초에 R&S®CMW500 Mobile Radio Tester 를 기반으로 개발되었습니다. 5G와 Wi-Fi 7이 등장함에 따라, 이제 R&S®CMX500 5G One-box Signaling Tester에서 이 솔루션을 완벽하게 지원합니다.

R&S®CMX500은 내장형 페이딩 모듈을 지원하며 데이터 손실 또는 데이터 무질서와 같은 IP 장애에 대한 사용자별 구성이 가능합니다. 사용자는 정교한 메시지 분석기 화면을 통해 신호 흐름의 상세 정보를 입력하고 필터, 중단점, 계층화된 화면과 같은 사용자 도구를 사용하여 심층적인 문제를 해결할 수 있습니다. 이 원박스 테스터는 WLAN과 5G를 동시에 지원하여 정교한 프로토콜 절차 분석 및 RF 테스트를 구현합니다. 또한 엔드투엔드 데이터 애플리케이션을 테스트하기까지의 데이터 애플리케이션도 포함됩니다.

이 테스트 셋업은 Wi-Fi와 5G 간의 끊김 없는 연결 전환을 테스트하기 위한 통합 N3IWF 기능을 제공합니다. 향상된 애플리케이션 및 QoS(서비스 품질) 분석을 위해 IP 계층에서 처리량을 측정할 수 있습니다. IMS(통합 관리 시스템) 서버를 통해 VoNR(Voice over NR)에서 Wi-Fi 음성 통화로 전송이 가능합니다. 또한 PoLQA 알고리즘을 사용하여 오디오 품질 분석을 수행합니다.