PS-LTE 재난안전망 시스템 기술 및

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PS-LTE 재난안전망시스템 기술 및 솔루션PS-LTE 재난안전기술 워크샵 20152015. 3.11

ContentAPS-LTE 재난안전망 시스템 기술PS-LTE 네트워크 아키텍쳐PS-LTE 관련 주요 기술상용망 활용 및 망연동 기술In-Building IoT based PS-LTE시스템 제품 및 솔루션 Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.

PS-LTE 네트워크 구성도재난안전통신망 시스템MDMFOTA HSSTAS백홀권역량MGCFCSCFIBCFProSE 량강원 내시·군기초량정선 내시·군기존 TETRA기존 시스템iDENV/UHFIP S연계 G/W백본SW해상망(e-Navi)EPCIP 망PSTN상용망 연계철도망(LTE-R)EPCIP 망상용망위성EPC이동 기지국센터 백본중부권이용기관 지역상황실연동 G/WRoIPHSS/SPRP-GW방화벽FirewallM-GW안전망 중앙관제충청전라권광주 내시·군광산구 내동국사(자가)DUEPCDU/RU 기RU국사(임차)RUDURU Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and 차량형고정형※ 출처: ‘14.12.18 LG CNS 발표자료3

3GPP PS-LTE 관련 주요 기술Rel.12GCSEGroup Communication SystemEnablerMBMSMultimedia Broadcast MulticastServiceRel.13ProSe (D2D)Proximity-based Service(Device-to-Device)MCPTTMission Critical Push-To-TalkIOPSIsolated eUTRAN Operation forPublic SafetyeProSe ext.Device-to-Device Relay기간망 유실 Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.4

3GPP GCSE(Group Communication System Enabler) Group Communication Service Application Server(GCS AS)에서 UE 그룹으로 applicationsignaling과 data 전송– Unicast와 Multicast(eMBMS) 영역간 이동시 서비스 연속성 지원– Uplink는 VoLTE/영상전화와 동일한 방식– eMBMS로 수신만 하는 경우 Idle 상태에서 수신 가능 수천명 이상 다자 통화 지원UnicasteMBMSGCS ASMB2-UMB2-CBM-SC/MBMS-GWS/P-GWeNBUE-1New Reference Point(3GPP TS 23.468)eNBUE-1eNBUE-1UE-1eNBUE-1eMBMS AreaGCS AS : Group Communication Service Application ServerBM-SC : Broadcast Multicast Service CenterUE-1(Source: 3GPP TR 23.768)MBMS GW : Multimedia Broadcast/Multicast Service Gateway Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.5

PTT Service Continuity Unicast eMBMS 영역간 -SC /MBMS GWMMEGC-ASUEtargeteNBSourceeNBBM-SCPCRF1.Group Communication Traffic received overeMBMS(1) UE indicates GC-ID (e.g. APN) to MME during GC service setupGC with unicast delivery to UE (via eNB1)MBMS bearerestablishment (via eNB2)broadcasting(2) MME stores GCID in MBMS bearercontext(3) UE performs HO from eNB1 to eNB22. Identified the serviceis not provided overeMBMS in the targeteNB3. If the UE is inRRC Idle, establish RRCconnection to thenetwork4. service over unicast bearer requestGC with unicast delivery to UE (via eNB2)(4) MME indicates TMGI to UE(5) UE scansfor eMBMSserviceGCSE AS6. service over unicast request Ack(5.1) UE joins eMBMSbearer service5. Decision to providethe service overunicast7. Begin establishing dedicated bearer for the service delivery as per 3GPP standardreceiving GC service over MRB8. the delivery of the service over the unicast bearer(6.1) Informs GC-AS about multicast reception(6.2) GC-AS terminates unicast delivery(Source: 3GPP TR 36.868)(Source: 3GPP TR 23.768)Unicast eMBMS* TMGI: Temporary Mobile Group IdentityeMBMS Unicast Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.6

PTT Call Setup Delay 단축단말은 Power On 시, PTT 서버에 registration하고,소속 그룹 세션에 참여하여 다른 그룹원의 Media Burst를 청취할 수 있음단말 Turn ON 시 PTT Session JoinMBCP로 발언권 획득MBCP : Media Burst Control Protocol4. PTT Registration6. eMBMS Session Info.PTT ServerPTT Server46IMS33.MB GranteMBMSeMBMSLTE/EPCLTE/EPC3. IMS Registration232.LTE Attach5711.UE Power On5. Group SessionJoin7. Listening MediaBurst from eMBMSSession2.MB Request255.Media Burst644.MB Taken6.Media Burst11.Push Talk Button Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.7

eMBMS Enhancements 효율적인 무선 자원 활용– Group user수에 따른 Unicast Broadcast 변환(Rel.12)Unicast deliveryof a streamBroadcast deliveryof a stream3Note: The optimized threshold value is dependent of the radio capacityand the required bit rate of a stream Group Call Congestion Handling– Congestion 상황 대비한 Broadcast/Unicast 자원 할당 제어 (Rel.13) Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.8

eMBMS Enhancements eMBMS 경계지역에서의 성능 Sub-frame number3 4 5 6 789#1#2 Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.012Sub-frame number3 4 5 6 789#1 *#1 * * #2 * #2 *: Power Down/Blanking at border9

ProSe (D2D) ProSe Reference ArchitectureProSe Function: Direct communication 인증 및 설정 관리ProSe APPLTE- UuUEE -UTRANPC 5SGiS1EPCLTE- UuPC 4ProSe APPUEPC 3PC 2ProSe FunctionPC 6ProSe APPServer(Source: 3GPP TR 23.703)PC 1 기지국 제어에 의한 D2D 통신 절차––––단말 D2D request기지국 D2D 자원 할당(uplink 자원)송신 단말 SA D2D data 전송수신 단말 SA D2D data 수신RRC Connection Reconfiguration procedure(SR information, BSR related information, etc)D2D data is available to send※ 기지국 제어 없는 D2D 통신에서는 미리 설정된 SA(Scheduling Assignment)자원 풀과 D2D 데이터 자원 풀을 사용함Scheduling RequestUL Grant (PDCCH indicated by C-RNTI)Buffer Status Report for D2D orBuffer Status Report for D2D Cellular DataGrant for SA/D2D data (PDCCH indicated byD2D-RNTI)SA D2D data Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.10

EPC 기반 상용망 활용 기술3GPP EPC Network를 통해 상용망 연동이 가장 유리- RAN Sharing 시 안전망과 상용망간의 광선로를 새로 구축해야 하기 때문에 추가 비용 발생 불가피- EPC Network를 통해 상용망 활용이 유리(단, 보안 이슈는 VPN 등 검토 필요)상용망 Core(EPC)PLMN ID : 3 (상용망)MME상용망 LTESGWPLMN ID : 1 전망 LTEPGWCore 연동을 통해 비용최소화 가능(가장 Simple한 구조)재난망 Core(EPC)MMEPLMN ID : 1 (안전망)SGWPGWNote : 단말에 우선 순위 설정PLMN1 이 잡힐 때는 PLMN 1에 우선 접속 PLMN: Public Land Mobile NetworkPLMN1이 잡히지 않을 경우 PLMN2에 접속 PLMN ID : 기지국에서 주기적으로 broadcast하는 무선 access 망 식별자 Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.11

IMS 기반 MCPTTIMS는 MCPTT에 요구되는 기능들을 기 지원Applications ofPublic Safety A가입자 gementFunctionSIP Session 관리GMF-1(to UE)QoS (PCRF 연동)MB2-CISC(MCP-1)Applicationsof PublicSafety unctionMCP-4(to 위IMS CoreP-CSCFIMS CoreRxSGWE-UTRANPDN GWGC1MMEGxHSS망 연동PS-UDFMCP-2(to UE)GC1-U(to UE)가입자 인증MCPTTUE멀티미디어PCRFKey:User data & embedded ControlControl signallingInter PS operator signallingTR 23.779 : Study on architectural enhancements to support Mission Critical Push To Talk over LTE (MCPTT) services Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.12

IMS 기반 안전망 연동 기술3GPP IMS Network를 통해 망 연동이 가장 유리- 안전망과 철도망 간의 그룹 통신시 IMS를 이용하여 연동하는 것이 가장 유리- 기관별 안전망 구축 시 여러 기관을 하나의 그룹으로 구성하여 통신시 IMS 연동이 가장 유리※ Non-IMS SIP Core의 경우 SIP Core간 연동 규격 신규 정의 및 연동 GW 적용 필요PTT Signal안전망단말PTT Media안전망단말안전망 CoreIMSPTT 서버철도망단말안전망 CoreEPCPTT 서버EPCPTT 서버철도망단말IMSPTT 서버철도망 Core Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.철도망 Core13

In-Builiding IoT based PS-LTEIn-Building IoT with Sensor RAU Sensor RAU : Sensor에게 wireless connectivity 제공 DU : Sensor RAU: sensor RAU 관리, sensor 정보를 IoT 서버로 전달IoT Server IndoorOpticZigBeeBluetooth: sensor 정보 분석 및 저장SensorNavigation, 층별 인원, 온도 인식,Optic화재 , 침입 감시 등PS-LTE상황 인식 정보- 빌딩 내 인원 & 위치- 위치별 온도- CCTV 영상단말OpticHUBIoT Server Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.14

재난 ·철도 ·e-Nav 등 공공 통합망 지원 아키텍쳐Service Network : 물리적 망 분리 (단말 인증, 보안)무선 Network : 논리적 망 분리 (RAN sharing, Prioritized Air Resource Allocation) End-to-end Security 지원공공기관별 NWPublic Safety NWServiceNetwork무선Network단말광대역 주파수공통 사용 (재난 철도 e-Nav)재난철도e-Nav기관별 Vital 트래픽에 대하여 전용 자원 할당 Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.15

ContentAPS-LTE 재난안전망 시스템 기술시스템 제품 및 솔루션Core / Access 제품GCSE-LTE 기반의 PTT 솔루션타망과의 연동 G/W망 장애시 서비스 솔루션 Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.

Core / Access 제품Core 제품- 안전망 운용에 적합한 Compact Type의 통합 EPC/IMS solution- 안전망 생존성 보장을 위한 이중화 제공 (장비 이중화, board 이중화)- 3GPP 표준 준수MMESAE GWPCRFCSCFTASHSSAccess 제품- 안전 망 주파수용 기지국 Solution (Band 28, 10MHz)- 다수 중계기 지원으로 효율적 망 확장성 지원- 공공통합망 지원 가능 Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.17

GCSE-LTE 기반의 PTT 솔루션3GPP eMBMS 3GPP Rel.12 GCSEGCSEPTT 시스템- eMBMS : PTT 단말로 Broadcast 방식의 지령- GCSE : GCS (PTT) AS 와 eMBMS 시스템 간 연동 규격GCSAS지령대eMBMSGCSEService AreaBMSCMCEMMEUEMBMS GWeNBeMBMS SignalingeMBMS Bearer for MultimediaGCSE SignalingGCSE Bearer for Multimedia광역 Broadcast 지령 가능GCSE : Group Communication Service EnablerBM-SC : Broadcast Multicast – Service CenterMCE : Multi-cell/multicast Coordination EntityGCS AS : Group Communication Service Application ServerMBMS GW : Multimedia Broadcast Multicast Service GatewayeNB : E-UTRAN Node B Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.PTT : Push To TalkMME : Mobility Management EntityUE : User Equipment18

타망과의 연동 G/W[ PS-LTE ]Voice &ControlSIP,RTP/IPRoIP 모듈TETRATETRA교환기/기지국TETRA 단말기RMSVoice &ControlRoIP 모듈V/UHFV/UHF 단말기구 분세부 내역RMS RoIP 제어, 상태 및 장애 관리, Config 변경RoIP 모듈 RMS 기존 무선망(TETRA/VHF/UHF)의 단말 간 Signaling& Traffic 처리음성 서비스 PTT 그룹통화, 발언권 제어(TETRA/VHF/UHF)신호처리 SIP, RTP 처리 Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.비 고RoIP 단말 원격 제어PTT와 연계19

망 장애시 서비스 솔루션 - 이동기지국이동기지국은 단독기지국 운용모드 대안으로 도입 필요- 백홀이 지원될 수 없는 상황을 고려- 차량에 탑재 가능한 소형 장비 solution을 통한 긴급 통신 복구 제공- 재난 상황하에서 Cell 반경 內 다수의 경찰·소방 인력의 업무 수행에 대비,GCSE-LTE 기반 PTT 지원 필요GCSEService E GWTASMRFPCRFeNBUEBroadcast 지령UE Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.20

망 장애시 서비스 솔루션 - 단독 기지국Backhaul 망 장애 발생시 서비스 지원-기지국 단독으로 서비스 제공 (제한된 서비스만 제공)단독 기지국 modeNormalPS용으로 용도 전환부가 Service용으로 사용※ Rel 13. 표준화 결과에 따라 지원 방식, 지원 범위 달라질 수 있음 Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.21

3GPP PS-LTE 표준 지원 방안PS-LTE 표준 : 3GPP Rel.12(GCSE-LTE, D2D) Rel.13(MCPTT, IOPS, D2D Relay)- ’15년 시범단계 : 3GPP Rel.12와 OMA PoC 2.1 혼합 지원· 단독기지국 운용모드(IOPS): 이동기지국 대체 활용- ’16년 확장단계 : 3GPP PS-LTE 표준 Fully 지원 ( ’16년 말)· MCPTT 기능 업그레이드· D2D, D2D Relay· 단독기지국 운영모드(IOPS)국가재난안전통신망: 기존 OMA PoC 2.1 규격을 MCPTT 규격으로 S/W 업그레이드: ’16년 하반기 출시 예정: 기지국 H/W 추가 가능성 여부 미정 (표준화 진행 中)’15년 시범단계’16년 확장단계이동기지국 활용단독기지국 운용모드(IOPS)DMO(D2D) 1:1 개별통신MCPTTDMO(D2D) 단말 중계기능OMAPoC 2.1 3GPPRel.12OMA PoC 2.1 규격PTT 그룹통신/관리, 단말 App.MigrationPTT 단말 App.동적그룹 관리기능GCSE-LTE (가입자 용량 확보)GCSE-LTE (가입자 용량 확보)DMO(D2D) 1:M 그룹통신DMO(D2D) 1:M 그룹통신3GPPRel.133GPP IMS(IP Multi-media Subsystem) Platform 기반표준화와 개발 동시 추진을 통해 표준-개발 시차 최소화 Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.22

주요 사업화 일정 3GPP Rel.12 PS-LTE 제품 공급으로 年內 시범 사업 완료 가능구분’15년1月2月3월4月ISP 완료5月6月7月8月TTA Demo9月10月장비공급/ 구축11月12월시범 서비스(eNB, EPC, IMS, eMBMS, PTT 솔루션) Samsung Electronics. All Rights Reserved. Confidential and Proprietary.23

PLMN : Public Land Mobile Network access 망식별자 PLMN ID : 1 (안전망) PGW PGW 재난망 Core(EPC) 전용회선 구축비용 추가발생 Core 연동을 통해 비용 최소화 가능(가장 Simple한 구조) 상용망 LTE 안전망 LTE