5G TSNAF (Time-Sensitive Networking Adaptation Function)

아래는 **5G TSNAF (Time-Sensitive Networking Adaptation Function)**에 대한 3GPP Rel-16~18 기준 실무 중심 설명입니다.

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✅ 1. TSNAF란? (Time-Sensitive Networking Adaptation Function)

TSNAF는 5G 네트워크에서 **IEEE TSN(Time-Sensitive Networking)**을 지원하기 위한 적응 계층 기능으로,
TSN 노드(예: 산업용 컨트롤러, 기기 등)와 5G 시스템 간의 시간 민감한 트래픽을 변환·매핑하는 인터페이스 역할을 합니다.

📌 쉽게 말해, 5G 네트워크가 IEEE TSN 기반 산업망(Ethernet 기반)과 호환되도록 만들어주는 “번역기” 또는 “적응기” 역할을 하는 기능입니다.

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✅ 2. 포함 표준 릴리즈

릴리즈	포함 여부	주요 내용
Rel-16	✅ 최초 도입	TSN과 5G 간 연동을 위한 아키텍처 정의 (TR 23.734)
Rel-17	✅ 기능 확장	TSNAF 구조 정형화, TSC 서비스 제공 가능 상태(PST, CST 등) 설정
Rel-18	✅ 고도화	고정지연 보장, TSCTSF와의 시간정렬 강화, MEC 연동 최적화

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✅ 3. TSNAF의 주요 역할

기능	설명
TSN–5G 트래픽 맵핑	IEEE TSN 스트림을 5G PDU 세션과 매핑 (Stream ID ↔ QoS Flow ID)
TSC QoS 보장	TSN QoS 스케줄(예: 주기적 통신)에 맞춰 5G QoS를 맞춰줌
시간 정렬 지원	TSCTSF와 연동해 TSN 장치와의 시간 동기화를 보장
서비스 제공 상태(PST/CST) 제어	TSN 브리지 간 상태 정보(Preparation/Configuration State)와 연동
데이터 포맷 적응	Ethernet/TSN 프레임 ↔ 5G 사용자 평면 포맷 변환

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✅ 4. 구성 예시

[TSN Talker/Listener]
   ↕ IEEE 802.1 TSN
[TSN Bridge]
   ↕
[TSNAF] ←→ [5G UPF + SMF]
   ↕
[5GC + RAN + UE]

• TSNAF는 TSN 도메인과 5GC 사이에 위치
• TSN Stream ID, VLAN, Scheduling 정보를 PDU 세션 QoS Flow로 변환
• 정밀 시간은 TSCTSF로부터 수신하여 TSN 단말과 동기화 보장

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✅ 5. 실무 적용 시나리오

산업	예시
스마트팩토리	PLC/로봇/센서 간 TSN 통신 ↔ 5G UE/UPF 연결 시 시간정렬 유지
전력망 통신(IEC 61850)	GOOSE 메시지 등 정시 수신 요구 시 TSN ↔ 5G 연동을 통해 실시간 대응
자동차 공정	AGV, 용접로봇 간 주기성 데이터 연결을 TSNAF 통해 5G 경로에 맞게 재스케줄

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✅ 6. TSNAF vs 일반 UPF

항목	TSNAF	일반 UPF
대상	TSN Stream ↔ 5G Flow	일반 IP 기반 Flow
QoS 보장	초고정밀 주기 보장 (e.g. 500μs)	Best-effort or GBR 정도
시간 기준	TSCTSF 연동으로 정렬	시간 보정 기능 없음
연동 프로토콜	IEEE 802.1AS, Qbv 등	IP 기반 QoS/5QI

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✅ 7. Rel-18 고도화 요소

항목	설명
시간 보정 최적화	TSCTSF와 연동하여 E2E 시간 오차 ≤ 1μs 보장
Edge 연동 강화	TSNAF + Local UPF 통합 배치 → MEC 기반 로봇 응답성 개선
TSC SLA 제어 연계	PCF 연동으로 TSC 트래픽에 우선순위 적용 가능
TSN Proxy 연계	TSNAF가 TSN Proxy 기능도 일부 수행 가능 (E2E 브리지 역할)

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✅ 실무 요약

항목	설명
역할	IEEE TSN 기반 산업망 ↔ 5G 네트워크 간 트래픽 변환 및 시간 정렬 기능
Rel-17 기능	기본 구조 + TSN Stream ↔ QoS 매핑, PST/CST 상태 연동
Rel-18 확장	정밀 동기화 + SLA 기반 QoS 스케줄링 + MEC 기반 저지연 대응
적용 산업	산업 자동화, 발전소, 공장로봇, 전력망, 차량 통신 등

 

**5G 주요 네트워크 기능(NFs)**들의 3GPP 릴리즈(Rel-15~Rel-19) 기준 포함 여부와 해당 릴리즈에서의 주요 도입 목적 및 변화 요약입니다.

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✅ 5G NF별 릴리즈 포함 정리표

기능명 (NF)	R15	R16	R17	R18	R19예정	주요 내용 요약
LMF (Location Management Function)	✅	✅	✅	✅	🔄 개선 예정	위치 측정 기능 (Rel-15 도입), 정밀도 강화 (Rel-18: sub-meter, Edge-LMF)
GMLC (Gateway Mobile Location Center)	✅	✅	✅	✅	🔄	LMF 연동 게이트웨이 (Rel-15 도입), NEF/API 노출 (Rel-17+), 긴급위치 강화
TNGF (Trusted Non-3GPP Gateway Function)	✅	✅	🔄	❌	❌	보안된 Wi-Fi 단말을 5GC에 연결 (Rel-15부터 도입)
W-AGF (Wireline Access Gateway Function)	❌	✅	✅	✅	🔄	FTTH 등 고정망 접속을 5GC에 연계 (Rel-16 최초 도입, Rel-18은 슬라이스 기반 강화)
TWIF (Trusted WLAN Interworking Function)	❌	❌	✅	✅	🔄	TNGF 경량화 버전 (Rel-17 도입), 가정/기업 Wi-Fi 연동 간소화
UCMF (User Consent Management Function)	❌	❌	✅	✅	🔄	위치정보/API 노출 동의 제어 기능 (Rel-17), 조건부 동의 및 만료 제어 (Rel-18)
AAnF (Authentication Authorization Function)	❌	❌	✅	✅	🔄	NEF/API 연동 외부 서비스 인증 (Rel-17), OAuth2, Scope 제어 등 강화 (Rel-18)
NSWOF (Network Slice-specific WoF)	❌	❌	❌	✅	🔄	슬라이스별 인증/인가 기능 (Rel-18 도입), B2B망 보안 분리 대응
NSSAAF (Network Slice Specific Auth & Authz Function)	❌	❌	❌	✅	🔄	슬라이스 단위 인증·인가 정책 (Rel-18), 공공망·민간망 분리 대응
NSACF (Network Slice Admission Control Function)	❌	❌	❌	✅	🔄	슬라이스 접속 허용/거부 판단 기능 (Rel-18 도입)
TSCTSF (TSC Time Sync Function)	❌	❌	✅	✅	🔄	정밀 시간 동기화 제공 (Rel-17), 산업용 sub-microsecond 대응 (Rel-18)
EASDF (Edge App Server Discovery Function)	❌	❌	✅	✅	🔄	UE 위치/App ID 기반 최적 MEC 서버 탐색 (Rel-17), 정책·부하 기반 강화 (Rel-18)
TSNAF (TSN Adaptation Function)	❌	✅	✅	✅	🔄	TSN ↔ 5G 트래픽 매핑 및 시간정렬 (Rel-16 도입, Rel-18에서 MEC/로봇 연동 강화)

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🟨 참고 기호

• ✅ : 해당 릴리즈에서 최초 도입 또는 주요 정의
• 🔄 : 해당 기능이 릴리즈에서 기능 보완 또는 고도화됨
• ❌ : 해당 릴리즈에 미포함

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✅ 결론 요약

릴리즈	핵심 NF 도입
Rel-15	LMF, GMLC, TNGF 등 기본 5GC 구조
Rel-16	W-AGF, TSNAF 등 고정망/산업망 연동
Rel-17	UCMF, AAnF, TSCTSF, EASDF 등 API·TSC 기반 확장
Rel-18	NSWOF, NSSAAF, NSACF 등 슬라이스 보안/정책 분리 강화

**5G 주요 네트워크 기능(NFs)**들의 3GPP 릴리즈(Rel-15~Rel-19) 기준 포함 여부와 해당 릴리즈에서의 주요 도입 목적 및 변화 요약입니다.

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✅ 5G NF별 릴리즈 포함 정리표

기능명 (NF)	R15	R16	R17	R18	R19예정	주요 내용 요약
LMF (Location Management Function)	✅	✅	✅	✅	🔄 개선 예정	위치 측정 기능 (Rel-15 도입), 정밀도 강화 (Rel-18: sub-meter, Edge-LMF)
GMLC (Gateway Mobile Location Center)	✅	✅	✅	✅	🔄	LMF 연동 게이트웨이 (Rel-15 도입), NEF/API 노출 (Rel-17+), 긴급위치 강화
TNGF (Trusted Non-3GPP Gateway Function)	✅	✅	🔄	❌	❌	보안된 Wi-Fi 단말을 5GC에 연결 (Rel-15부터 도입)
W-AGF (Wireline Access Gateway Function)	❌	✅	✅	✅	🔄	FTTH 등 고정망 접속을 5GC에 연계 (Rel-16 최초 도입, Rel-18은 슬라이스 기반 강화)
TWIF (Trusted WLAN Interworking Function)	❌	❌	✅	✅	🔄	TNGF 경량화 버전 (Rel-17 도입), 가정/기업 Wi-Fi 연동 간소화
UCMF (User Consent Management Function)	❌	❌	✅	✅	🔄	위치정보/API 노출 동의 제어 기능 (Rel-17), 조건부 동의 및 만료 제어 (Rel-18)
AAnF (Authentication Authorization Function)	❌	❌	✅	✅	🔄	NEF/API 연동 외부 서비스 인증 (Rel-17), OAuth2, Scope 제어 등 강화 (Rel-18)
NSWOF (Network Slice-specific WoF)	❌	❌	❌	✅	🔄	슬라이스별 인증/인가 기능 (Rel-18 도입), B2B망 보안 분리 대응
NSSAAF (Network Slice Specific Auth & Authz Function)	❌	❌	❌	✅	🔄	슬라이스 단위 인증·인가 정책 (Rel-18), 공공망·민간망 분리 대응
NSACF (Network Slice Admission Control Function)	❌	❌	❌	✅	🔄	슬라이스 접속 허용/거부 판단 기능 (Rel-18 도입)
TSCTSF (TSC Time Sync Function)	❌	❌	✅	✅	🔄	정밀 시간 동기화 제공 (Rel-17), 산업용 sub-microsecond 대응 (Rel-18)
EASDF (Edge App Server Discovery Function)	❌	❌	✅	✅	🔄	UE 위치/App ID 기반 최적 MEC 서버 탐색 (Rel-17), 정책·부하 기반 강화 (Rel-18)
TSNAF (TSN Adaptation Function)	❌	✅	✅	✅	🔄	TSN ↔ 5G 트래픽 매핑 및 시간정렬 (Rel-16 도입, Rel-18에서 MEC/로봇 연동 강화)

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🟨 참고 기호

• ✅ : 해당 릴리즈에서 최초 도입 또는 주요 정의
• 🔄 : 해당 기능이 릴리즈에서 기능 보완 또는 고도화됨
• ❌ : 해당 릴리즈에 미포함

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✅ 결론 요약

릴리즈	핵심 NF 도입
Rel-15	LMF, GMLC, TNGF 등 기본 5GC 구조
Rel-16	W-AGF, TSNAF 등 고정망/산업망 연동
Rel-17	UCMF, AAnF, TSCTSF, EASDF 등 API·TSC 기반 확장
Rel-18	NSWOF, NSSAAF, NSACF 등 슬라이스 보안/정책 분리 강화