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特表2024-546456衛星通信のソフトウェア定義サービスチェーンの動的管理
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-12-24
(54)【発明の名称】衛星通信のソフトウェア定義サービスチェーンの動的管理
(51)【国際特許分類】
   H04L 41/40 20220101AFI20241217BHJP
【FI】
H04L41/40
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024531179
(86)(22)【出願日】2022-03-17
(85)【翻訳文提出日】2024-05-23
(86)【国際出願番号】 US2022020715
(87)【国際公開番号】W WO2023177400
(87)【国際公開日】2023-09-21
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.JAVA
2.JAVASCRIPT
3.VISUAL BASIC
4.FRAM
5.イーサネット
(71)【出願人】
【識別番号】519008175
【氏名又は名称】クラトス インテグラル ホールディングス,エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100114775
【弁理士】
【氏名又は名称】高岡 亮一
(74)【代理人】
【識別番号】100121511
【弁理士】
【氏名又は名称】小田 直
(74)【代理人】
【識別番号】100202751
【弁理士】
【氏名又は名称】岩堀 明代
(74)【代理人】
【識別番号】100208580
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 玲奈
(74)【代理人】
【識別番号】100191086
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 香元
(72)【発明者】
【氏名】ボイド,クリストファー
(72)【発明者】
【氏名】クイグル,グレッグ
(72)【発明者】
【氏名】クビナ,スコット
(72)【発明者】
【氏名】ゴメス,ルイス
(72)【発明者】
【氏名】モンテレオーネ,リチャード
(72)【発明者】
【氏名】トリノア,マーク
(72)【発明者】
【氏名】デ ラ ロサ,ダニエル
(72)【発明者】
【氏名】プリッチェット,ジェームス
(72)【発明者】
【氏名】ドートリッジ,スチュアート
(72)【発明者】
【氏名】サンドヴァル,フランク
(57)【要約】
衛星リンクの複雑さ及び変動性により、自動化されたスケーラブルなサービスオーケストレーションが妨げられることから、従来、衛星を利用するソフトウェアベースサービスでは、手動で労力を費やして、コンフィギュレーション、プロビジョニング、アクティベーション、及びキャリブレーションが行われる。したがって、衛星リンクを利用するサービスの自動化されたスケーラブルなオーケストレーションのためのシステム及びプロセスが開示される。エンドツーエンドサービスのサービス定義を含むサービスリクエストに応じて、サービス定義を満たす衛星リンクのパラメータ(複数可)が計算され得る。これらのパラメータ(複数可)を使用して、複数の仮想ネットワーク機能を含む衛星ネットワークサービスチェーンのコンフィギュレーションが、サービスカタログから選択され得る。次に、選択されたコンフィギュレーションを使用して、クラウドインフラストラクチャ内で衛星ネットワークサービスチェーンがインスタンス化され得る。このプロセスは、サービスチェーンのリソース及びコンフィギュレーションを動的に管理するソフトウェア定義ネットワークコントローラで実施され得る。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)コントローラにより、
エンドツーエンドサービスのサービス定義を含むサービスリクエストを受信することと、
前記サービス定義を満たす衛星リンクの1つ以上のパラメータを計算することと、
前記計算した1つ以上のパラメータに基づいて、サービスカタログから衛星ネットワークサービスチェーンのコンフィギュレーションを選択することであって、前記衛星ネットワークサービスチェーンは複数の仮想ネットワーク機能を含む、前記選択することと、
前記選択したコンフィギュレーションで前記衛星ネットワークサービスチェーンのインスタンス化を開始することと、
を含む、方法。
【請求項2】
前記サービスリクエストは、少なくとも1つのネットワークを介してサービスオーケストレーションシステムから受信され、前記方法はさらに、前記サービスリクエストを受信する前に、前記SDNコントローラにより、
前記少なくとも1つのネットワークを介して前記サービスオーケストレーションシステムから、サービスインターフェースポイントのリクエストを受信することと、
前記リクエストに応じて、利用可能なサービスインターフェースポイントのリストを取得して、前記利用可能なサービスインターフェースポイントのリストを、前記少なくとも1つのネットワークを介して前記サービスオーケストレーションシステムに送信することと、
を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記利用可能なサービスインターフェースポイントのリストを取得することは、前記少なくとも1つのネットワークを介して、ネットワーク管理システムのアプリケーションプログラミングインターフェースにより、ゲートウェイ及び端末のリストを取得することを含む、請求項2に記載の方法
【請求項4】
前記サービス定義は、キャリアイーサネット(CE)サービスを定義する、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記サービス定義は、ゲートウェイ及び端末を識別し、サービスレベルアグリーメントを定義する1つ以上のサービスパラメータを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記1つ以上のサービスパラメータは、認定情報速度及び超過情報速度を含む、請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記1つ以上のサービスパラメータはさらに、最大情報速度を含む、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記衛星ネットワークサービスチェーンをインスタンス化した後に、
前記衛星ネットワークサービスチェーンの1つ以上のキーパフォーマンスインジケータを監視することと、
前記1つ以上のキーパフォーマンスインジケータが前記サービスパラメータを満たさない場合、前記計算した1つ以上のパラメータに基づいて前記サービスカタログから前記衛星ネットワークサービスチェーンの新たなコンフィギュレーションを選択し、前記衛星ネットワークサービスチェーンを前記新たなコンフィギュレーションに更新することと、
をさらに含む、請求項5に記載の方法。
【請求項9】
前記衛星ネットワークサービスチェーンを更新することは、
前記新たなコンフィギュレーションで新たな衛星ネットワークサービスチェーンをインスタンス化することと、
前記衛星ネットワークサービスチェーンから前記新たな衛星ネットワークサービスチェーンへトラフィックを移行することと、
前記コンフィギュレーションの前記衛星ネットワークサービスチェーンを終了することと、
を含む、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記1つ以上のパラメータは、リンクバジェットである、請求項1に記載の方法。
【請求項11】
前記コンフィギュレーションは、クラウドコンピューティング環境内の前記複数の仮想ネットワーク機能に割り当てられるコンピューティングリソースの1つ以上のディメンションを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項12】
前記衛星ネットワークサービスチェーンのインスタンス化を開始することは、前記コンフィギュレーションを含むサービスチェーンリクエストを、少なくとも1つのネットワークを介してネットワーク管理システムに送信することを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項13】
前記ネットワーク管理システムにより、
前記少なくとも1つのネットワークを介して前記SDNコントローラから、前記サービスチェーンリクエストを受信することと、
前記サービスチェーンリクエストに応じて、前記少なくとも1つのネットワークを介してネットワーク機能仮想化(NFV)オーケストレータに、インスタンス化リクエストを送信することと、
をさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記NFVオーケストレータにより、
前記少なくとも1つのネットワークを介して前記ネットワーク管理システムから、前記インスタンス化リクエストを受信することと、
前記インスタンス化リクエストに応じて、クラウドコンピューティング環境内で前記複数の仮想ネットワーク機能をインスタンス化することと、
をさらに含む、請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記インスタンス化リクエストは、衛星サービスチェーンのゲートウェイコンフィギュレーションを含み得、前記方法はさらに、前記ネットワーク管理システムにより、前記サービスチェーンリクエストに応じて、端末サービスチェーンの端末コンフィギュレーションを、端末コンフィギュレーションサービスに送信することを含む、請求項13に記載の方法。
【請求項16】
前記複数の仮想ネットワーク機能は、
イーサネットパケットを衛星フレームに変換するエンカプスレータ及びモジュレータと、
衛星フレームをイーサネットパケットに変換するデモジュレータ及びデカプスレータと、
のうちの一方または両方を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項17】
サンドボックス環境で前記衛星ネットワークサービスチェーンをインスタンス化することであって、前記複数の仮想ネットワーク機能は、前記衛星リンクをシミュレートする1つ以上の仮想ネットワーク機能を含む、前記インスタンス化することと、
前記サンドボックス環境における前記衛星ネットワークサービスチェーンのパフォーマンスパラメータを取得することと、
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項18】
前記取得したパフォーマンスパラメータに基づいて、前記サンドボックス環境で前記衛星ネットワークサービスチェーンを再構成することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項19】
前記SDNコントローラにより、
監視サービスのサービス定義を含むサービスリクエストを受信することと、
前記監視サービスの監視サービスチェーンのコンフィギュレーションを特定することと、
前記特定したコンフィギュレーションで前記監視サービスチェーンのインスタンス化を開始することであって、前記監視サービスチェーンは、前記衛星ネットワークサービスチェーン内のデジタル信号ストリームの分析を行う、前記開始することと、
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項20】
前記複数の仮想ネットワーク機能は、デジタルビデオブロードキャスト(DVB)規格に従って波形を復調するように構成された少なくとも1つのデモジュレータと、前記DVB規格に従って波形を変調するように構成された少なくとも1つのモジュレータと、少なくとも1つのエンカプスレータと、少なくとも1つのデカプスレータと、を含む仮想化モデムを備える、請求項1に記載の方法。
【請求項21】
前記仮想化モデムは、キャリアイーサネットサービスを提供する、請求項20に記載の方法。
【請求項22】
少なくとも1つのハードウェアプロセッサと、
1つ以上のソフトウェアモジュールと、
を備えるシステムであって、
前記1つ以上のソフトウェアモジュールは、前記少なくとも1つのハードウェアプロセッサにより実行されると、
エンドツーエンドサービスのサービス定義を含むサービスリクエストを受信することと、
前記サービス定義を満たす衛星リンクの1つ以上のパラメータを計算することと、
前記計算した1つ以上のパラメータに基づいて、サービスカタログから衛星ネットワークサービスチェーンのコンフィギュレーションを選択することであって、前記衛星ネットワークサービスチェーンは複数の仮想ネットワーク機能を含む、前記選択することと、
前記選択したコンフィギュレーションで前記衛星ネットワークサービスチェーンのインスタンス化を開始することと、
を実行するように構成される、前記システム。
【請求項23】
命令が格納された非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記命令は、プロセッサにより実行されると、
エンドツーエンドサービスのサービス定義を含むサービスリクエストを受信することと、
前記サービス定義を満たす衛星リンクの1つ以上のパラメータを計算することと、
前記計算した1つ以上のパラメータに基づいて、サービスカタログから衛星ネットワークサービスチェーンのコンフィギュレーションを選択することであって、前記衛星ネットワークサービスチェーンは複数の仮想ネットワーク機能を含む、前記選択することと、
前記選択したコンフィギュレーションで前記衛星ネットワークサービスチェーンのインスタンス化を開始することと、
を、前記プロセッサに実行させる、前記非一時的コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書で説明される実施形態は、概して衛星通信に関し、より具体的には、衛星通信のソフトウェア定義サービスチェーンの動的管理に関する。
【背景技術】
【0002】
関連技術の説明
通信業界は、顧客のエンドツーエンドサービスリクエストに対応するために、運用支援システム(OSS)により実現される、スケーラブルなサービス指向プロビジョニングプラットフォームに移行した。サービスプロバイダは、OSSを使用して、顧客がリクエストしたサービスのプロビジョニング及びアクティベーションを、ソフトウェアサブシステムにわたり推進し、ソフトウェアサブシステムは、サービスを実現にするように、ルールベースプログラミングを使用して、通信回路または通信経路を提供する物理ネットワーク要素及び仮想ネットワーク要素を構成する。このプロセスは、「サービスオーケストレーション」として知られている。
【0003】
しかし、衛星通信を使用して提供されるサービスでは、衛星リンクに伴う変動性、複雑さ、及び多くの場合はプロプライエタリ要素が原因で、このようなサービスオーケストレーションはこれまで不可能であった。例えば、衛星リンクは、多数の動的状況の影響を受けるが、既知の物理的特性を有する固定リンクを含む地上リンクは、多数の動的状況の影響を同様に受けることはない。衛星リンクに影響を与える動的状況には、無線周波数(RF)干渉、大気特性、アンテナ状況、及び経路長などが含まれ、これらはすべて、衛星リンクのスループットに影響を与え得る。衛星リンクの劣化により、サービスプロバイダとその顧客との間のサービスレベルアグリーメント(SLA)の違反が生じ得る。さらに、変化する状況に対処するために、簡単かつ安価に新たなネットワーク要素を衛星に追加する、または衛星内でアクティベートすることができないため、衛星リソースの構成及びプロビジョニングは、地上ネットワークよりもさらに複雑である。
【0004】
その結果、衛星を利用するサービスでは通常、手動で労力を費やして、コンフィギュレーション、プロビジョニング、アクティベーション、及びキャリブレーションが行われる。さらに、クローズドシステム設計、及びサービスによく使用されるプロプライエタリ要素が原因で、プロバイダは、プロプライエタリ要素とインターフェースするカスタムミドルウェアを作成する必要がある。これにより、サービスライフサイクルの作成及び管理に必要な、システム全体にわたる衛星リンクを介したサービスのオーケストレーションを、自動化及び拡張する能力が阻止される。
【発明の概要】
【0005】
したがって、自動化されたスケーラブルな方法で、衛星通信のソフトウェア定義サービスチェーンを動的に管理するためのシステム及び方法が開示される。
【0006】
実施形態では、方法は、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)コントローラにより、エンドツーエンドサービスのサービス定義を含むサービスリクエストを受信することと、サービス定義を満たす衛星リンクの1つ以上のパラメータを計算することと、計算した1つ以上のパラメータに基づいて、サービスカタログから衛星ネットワークサービスチェーンのコンフィギュレーションを選択することであって、衛星ネットワークサービスチェーンは複数の仮想ネットワーク機能を含む、選択することと、選択したコンフィギュレーションで衛星ネットワークサービスチェーンのインスタンス化を開始することと、を含む。
【0007】
サービスリクエストは、少なくとも1つのネットワークを介してサービスオーケストレーションシステムから受信され得、方法はさらに、サービスリクエストを受信する前に、SDNコントローラにより、少なくとも1つのネットワークを介してサービスオーケストレーションシステムから、サービスインターフェースポイントのリクエストを受信することと、リクエストに応じて、利用可能なサービスインターフェースポイントのリストを取得して、利用可能なサービスインターフェースポイントのリストを、少なくとも1つのネットワークを介してサービスオーケストレーションシステムに送信することと、を含み得る。利用可能なサービスインターフェースポイントのリストを取得することは、少なくとも1つのネットワークを介して、ネットワーク管理システムのアプリケーションプログラミングインターフェースにより、ゲートウェイ及び端末のリストを取得することを含み得る。
【0008】
サービス定義は、キャリアイーサネット(CE)サービスを定義し得る。
【0009】
サービス定義は、ゲートウェイ及び端末を識別し、サービスレベルアグリーメントを定義する1つ以上のサービスパラメータを含み得る。1つ以上のサービスパラメータは、認定情報速度及び超過情報速度を含み得る。1つ以上のサービスパラメータはさらに、最大情報速度を含み得る。方法はさらに、衛星ネットワークサービスチェーンをインスタンス化した後に、衛星ネットワークサービスチェーンの1つ以上のキーパフォーマンスインジケータを監視することと、1つ以上のキーパフォーマンスインジケータがサービスパラメータを満たさない場合、計算した1つ以上のパラメータに基づいてサービスカタログから衛星ネットワークサービスチェーンの新たなコンフィギュレーションを選択し、衛星ネットワークサービスチェーンを新たなコンフィギュレーションに更新することと、を含み得る。衛星ネットワークサービスチェーンを更新することは、新たなコンフィギュレーションで新たな衛星ネットワークサービスチェーンをインスタンス化することと、当該衛星ネットワークサービスチェーンから新たな衛星ネットワークサービスチェーンへトラフィックを移行することと、当該コンフィギュレーションの当該衛星ネットワークサービスチェーンを終了することとを含み得る。
【0010】
1つ以上のパラメータは、リンクバジェットであり得る。
【0011】
コンフィギュレーションは、クラウドコンピューティング環境内の複数の仮想ネットワーク機能に割り当てられるコンピューティングリソースの1つ以上のディメンションを含み得る。
【0012】
衛星ネットワークサービスチェーンのインスタンス化を開始することは、コンフィギュレーションを含むサービスチェーンリクエストを、少なくとも1つのネットワークを介してネットワーク管理システムに送信することを含み得る。方法はさらに、ネットワーク管理システムにより、少なくとも1つのネットワークを介してSDNコントローラから、サービスチェーンリクエストを受信することと、サービスチェーンリクエストに応じて、少なくとも1つのネットワークを介してネットワーク機能仮想化(NFV)オーケストレータに、インスタンス化リクエストを送信することと、を含み得る。方法はさらに、NFVオーケストレータにより、少なくとも1つのネットワークを介してネットワーク管理システムから、インスタンス化リクエストを受信することと、インスタンス化リクエストに応じて、クラウドコンピューティング環境内で複数の仮想ネットワーク機能をインスタンス化することと、を含み得る。インスタンス化リクエストは、衛星サービスチェーンのゲートウェイコンフィギュレーションを含み得、方法はさらに、ネットワーク管理システムにより、サービスチェーンリクエストに応じて、端末サービスチェーンの端末コンフィギュレーションを、端末コンフィギュレーションサービスに送信することを含み得る。
【0013】
複数の仮想ネットワーク機能は、イーサネットパケットを衛星フレームに変換するエンカプスレータ及びモジュレータと、衛星フレームをイーサネットパケットに変換するデモジュレータ及びデカプスレータと、のうちの一方または両方を含み得る。
【0014】
方法はさらに、
サンドボックス環境で衛星ネットワークサービスチェーンをインスタンス化することであって、複数の仮想ネットワーク機能は、衛星リンクをシミュレートする1つ以上の仮想ネットワーク機能を含む、インスタンス化することと、サンドボックス環境における衛星ネットワークサービスチェーンのパフォーマンスパラメータを取得することと、を含み得る。
【0015】
方法はさらに、取得したパフォーマンスパラメータに基づいて、サンドボックス環境で衛星ネットワークサービスチェーンを再構成することを含み得る。
【0016】
方法はさらに、SDNコントローラにより、監視サービスのサービス定義を含むサービスリクエストを受信することと、監視サービスの監視サービスチェーンのコンフィギュレーションを特定することと、特定したコンフィギュレーションで監視サービスチェーンのインスタンス化を開始することであって、監視サービスチェーンは、衛星ネットワークサービスチェーン内のデジタル信号ストリームの分析を行う、開始することと、を含み得る。
【0017】
複数の仮想ネットワーク機能は、デジタルビデオブロードキャスト(DVB)規格に従って波形を復調するように構成された少なくとも1つのデモジュレータと、DVB規格に従って波形を変調するように構成された少なくとも1つのモジュレータと、少なくとも1つのエンカプスレータと、少なくとも1つのデカプスレータと、を含む仮想化モデムを備え得る。仮想化モデムは、キャリアイーサネットサービスを提供し得る。
【0018】
上記の方法のうちのいずれも、個別に、または任意の組み合わせで、プロセッサベースシステムまたは分散プロセッサベースシステムの実行可能ソフトウェアモジュールで、及び/または非一時的コンピュータ可読媒体に格納された実行可能命令で、具現化され得る。
【0019】
本発明の詳細は、その構造及び動作の両方に関して、添付の図面を検討することで部分的に収集され得、図面では、同様の参照番号は同様の部分を指す。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】実施形態による、本明細書で説明されるプロセスのうちの1つ以上が実施され得る例示的なインフラストラクチャを示す。
図2】実施形態による、衛星通信のソフトウェア定義サービスチェーンの動的管理のプロセスを示す。
図3A】実施形態による、エンドツーエンドサービスの例示的なサービスチェーンを示す。
図3B】実施形態による、エンドツーエンドサービスの例示的なサービスチェーンを示す。
図4】実施形態による、サンドボックス環境内の例示的なサービスチェーンを示す。
図5】実施形態による、サンドボックス環境を使用した衛星計画のプロセスを示す。
図6】実施形態による、衛星リソースの自動化管理のプロセスを示す。
図7】実施形態による、本明細書で説明されるプロセスのうちの1つ以上が実行され得る例示的な処理システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【0021】
実施形態では、自動化されたスケーラブルな方法で、衛星通信のソフトウェア定義サービスチェーンを動的に管理するためのシステム及び方法が開示される。本説明を読了後、様々な代替的な実施形態及び代替的な適用において、どのように本発明を実施するかが、当業者には明らかになるであろう。しかしながら、本発明の様々な実施形態が本明細書で説明されるが、これらの実施形態は、実施例及び図示としてのみ提示されており、限定ではないことが理解されよう。よって、様々な実施形態の本詳細説明は、添付の特許請求の範囲に明記されるように、本発明の範囲または広さを限定するものとして、解釈されるべきではない。
【0022】
1.序論
実施形態は、サービスオーケストレーションの概念を利用して、仮想(例えばクラウド)環境で衛星通信を利用するサービスの自動化作成を推進する。実施形態は、衛星自体の特性の変化に応じてサービスを自動的に調整することにより、衛星RF環境の特質に動的に適応し得る。これらの特性には、ビームまたはアンテナ、ペイロード電子機器(例えばトランスポンダ、再生システム、オンボードデバイダ、オンボードコンバイナ、操縦可能アンテナなど)の属性、及び/または衛星通信ドメインに特有な任意の他の属性が含まれ得る。このような自動化は、例えば、高遅延、雨または大気によるフェージング、異なる軌道ダイナミクス(例えば衛星ハンドオフまたは衛星間通信リンク)、及び/またはサービストラフィックパターンの変化(例えば衛星ペイロードのリソースを最適化するため)など、衛星RFリンクに影響を与える要因を考慮し得る。
【0023】
実施形態では、これらの衛星特有の要因に対処するために、コンフィギュレーションオプションの可変性、及び衛星通信ドメインでOSS層を利用することを所与として、方法は、OSS層でエンドツーエンドサービスを定義することと、サービスを構築する基礎要素に初期(ゼロデイ)コンフィギュレーションを通信することと、クラウドコンピューティング環境内で、基礎要素をサービスチェーンに初期コンフィギュレーションでインスタンス化することと、サービスチェーンを本番(ワンデイ)コンフィギュレーションに設定することと、サービス定義で要求されるサービスレベルアグリーメント及び/またはキーパフォーマンスインジケータ(KPI)を満たすために、サービスのライフサイクルにわたり、サービスを新たな(Nデイ)コンフィギュレーションに移行することと、を含み得る。
【0024】
本明細書では、実施形態は主にOSSに即して説明されるが、実施形態は他のタイプのシステムに実装されてもよいことを理解されたい。例えば、開示される実施形態は、ミッションデータのダウンロード及び処理、遠隔測定と追跡とコマンド(TT&C)、及び/またはデータ中継などのために実装され得る。
【0025】
2.システム概要
図1は、実施形態による、本明細書で説明されるプロセスのうちの1つ以上が実施され得る例示的なインフラストラクチャ100を示す。インフラストラクチャ100は、サービスオーケストレーションシステム105、ペイロードコントローラ110、衛星マネージャ115、衛星120、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)コントローラ125、外部リソースマネージャ130、ネットワーク機能仮想化(NFV)オーケストレータ135、ネットワーク管理システム(NMS)140、外部サービスデザイナ145、少なくとも1つのサービス170をサポートする衛星NFVインフラストラクチャ150、及び少なくとも1つのコンシューマ175をサポートするエッジNFVインフラストラクチャ160を備え得る。インフラストラクチャ100の各コンポーネントのうちの1つだけが示されるが、インフラストラクチャ100は、例えば、サービスオーケストレーションシステム105、ペイロードコントローラ110、衛星マネージャ115、衛星120、SDNコントローラ125、外部リソースマネージャ130、NFVオーケストレータ135、ネットワーク管理システム140、外部サービスデザイナ145、衛星NFVインフラストラクチャ150、エッジNFVインフラストラクチャ160、サービス170、及び/またはコンシューマ175のうちの1つ以上を含むコンポーネントのうちのいずれかを、任意の数だけ備え得ることを、理解されたい。様々なコンポーネント間の通信は、標準及び/またはプロプライエタリのネットワーク通信プロトコルを使用して、1つ以上のネットワークを通じて実行され得ることを理解されたい。代替的または付加的に、コンポーネントのうちのいくつかは、同じコンピューティング環境でホスト及び/または実行され得、その場合、それらのコンポーネントは、プロセス間通信を介して相互通信し得る。
【0026】
サービスオーケストレーションシステム105は、ドメイン内でエンドツーエンドサービスを管理するために必要な動作プロセス及び機能プロセスを実行し、これには、これらのサービスの設計、作成、展開、及び終了が含まれる。サービスオーケストレーションシステム105は、衛星通信(satcom)ドメインの最上位でサービスを管理し、他の衛星通信ドメイン、電気通信(telecom)ドメイン、及び/または他のタイプのドメインなど、他のドメインのサービスを管理する1つ以上のサービスオーケストレーションシステムと通信し得る。
【0027】
サービスオーケストレーションシステム105は、ペイロードコントローラ110と直接的または間接的に通信し得る。ペイロードコントローラ110は、サービスオーケストレーションシステム105からの命令を衛星マネージャ115のプロシージャにマッピングし、あるいは変換し得る。例えば、命令は、衛星120を構成するためのコンフィギュレーション命令を含み得る。次に、衛星コマンド及びコントロール(C2)システムであり得る衛星マネージャ115は、衛星の特定の制御基準に従って、これらのプロシージャを衛星120とのRFリンクにエンコードする。多くの可能な実施例のうちの1つとして、衛星マネージャ115は、カリフォルニア州サンディエゴのKratos Defense&Security Solutions,Inc.が提供するEPOCH(登録商標)Integrated Product Suite(IPS)のAutomated Real‐Time Execution Suite(ARES)を備え得る。衛星120は、RFリンクからのプロシージャをデコードして、プロシージャを実行し、プロシージャには、サービスオーケストレーションシステム105により管理されるサービスをサポートするように、衛星120のペイロード内の1つ以上のコンポーネントを構成することを含み得る。よって、サービスオーケストレーションシステム105は、衛星120のペイロードを、あらゆる他のネットワーク要素と同様に管理して、動作を調整し、最適化し得る。
【0028】
ペイロードモデルに基づいて衛星ペイロードを再構成するためにペイロードコントローラ110及び/または衛星マネージャ115により実施される方法の実施例は、2021年6月14日に出願された国際特許公開第PCT/US2021/037239号に開示され、参照により、その全文が記載されているかのように本明細書に組み込まれるものとする。例えば、ペイロードコントローラ110は、RESTコンフィギュレーションプロトコル(RESTCONF)インターフェースを備えたソフトウェア定義ペイロードコントローラであり得る。サービスオーケストレーションシステム105は、衛星120のペイロードコンフィギュレーションを、例えばさらに別の次世代(Yet Another Next Generation、YANG)データモデリング言語で定義されたペイロードモデルとして、RESTCONFインターフェースを介して、ペイロードコントローラ110に提供し得る。ペイロードコントローラ110は、ペイロードモデルを1つ以上のC2プロシージャに変換し、これらのC2プロシージャを衛星マネージャ115に通信し得る。例えば、ペイロードコントローラ110は、C2プロシージャを拡張マークアップ言語(XML)にフォーマット化し、伝送制御プロトコル(TCP)または別の通信プロトコルを使用して、XMLをARES/EPOCHインターフェースに送信し得る。
【0029】
サービスオーケストレーションシステム105は、SDNコントローラ125のうちの1つ以上と通信し得る。各SDNコントローラ125は、サービスオーケストレーションシステム105からのサービスリクエストを実行する。サービスリクエストごとに、SDNコントローラ125は、サービスリクエストを分析し、リクエストに対処するために使用され得るサービスチェーンのカタログから、好適なサービスチェーンを選択する。サービスオペレータは、外部サービスデザイナ145を介して、またはネットワーク管理システム140内で直接、サービスリクエストを実施するために必要なサービスチェーンカタログを構築及び構成し得る。具体的には、SDNコントローラ125は、サービスチェーンを実施するためにどのカタログ要素が必要であるかを特定し、その後、サービスチェーンを構築するためにどの要素が必要であるかについてNFVオーケストレータ135に指示し得る。SDNコントローラ125はまた、サービスチェーンを終了または破棄し、例えば1つ以上の外部リソースマネージャ130及び/またはネットワーク管理システム140により提供される情報に基づいて、サービスチェーンをNデイコンフィギュレーションに更新することもできる。SDNコントローラ125は、NFVオーケストレータ135のうちの1つ以上及び/またはネットワーク管理システム140のうちの1つ以上との通信を介して、サービスチェーンを管理し得る。SDNコントローラ125は、カリフォルニア州サンディエゴのKratos Defense&Security Solutions,Inc.が提供するOpenSpace(商標)プラットフォームで実装され得る。実施形態では、サービスオーケストレーションシステム105は、いずれのサービスチェーンのステータスについても、いつでもSDNコントローラ125にポーリングすることができ、SDNコントローラ125は、これに応じてサービスチェーンのステータスをサービスオーケストレーションシステム105に提供し得る。
【0030】
各外部リソースマネージャ130は、サービスチェーンのパラメータを監視し得る。例えば、外部リソースマネージャ130は、衛星120へのRFリンクまたは衛星120からのRFリンクのパラメータ、ゲートウェイに対する負荷パラメータ、及び/またはサービスチェーンに関連する他の動的パラメータを監視するリソースコントローラであり得る。外部リソースマネージャ130は、これらのパラメータをサービスオーケストレーションシステム105及び/またはSDNコントローラ125に報告して、サービスオーケストレーションシステム105及び/またはSDNコントローラ125における意思決定(例えばトリガアクション)を通知する。
【0031】
各NFVオーケストレータ135は、衛星120のサービス側で衛星NFVインフラストラクチャ150を管理し得る。NFVオーケストレータは、仮想インフラストラクチャマネージャ(VIM)152と通信して、衛星NFVインフラストラクチャ150内の衛星サービスチェーン156を表す1つ以上の仮想ネットワーク機能(VNF)154をインスタンス化する仮想ネットワーク機能(VNF)マネージャとして機能し得る。NFVオーケストレータ135はまた、インスタンス化された各VNF154を構成し得る。NFVコントローラ135は、カリフォルニア州サンディエゴのKratos Defense&Security Solutions,Inc.が提供するOpenSpace(商標)プラットフォームで実装され得る。
【0032】
各ネットワーク管理システム140は、サービスカタログ、ネットワーク内のサービスインターフェースポイント(SIP)のインベントリ、及び/またはネットワークのコンポーネントの属性(例えばネットワーク要素の性能またはクラス)などを含む、ネットワークに関する情報を維持する。サービスカタログは、複数のサービスプロファイルを含み得、それぞれが特定のサービスチェーンのコンフィギュレーションを表す。各サービスプロファイルには、キャリアのシンボルレート、サービスチェーンをサポートできるゲートウェイ、周波数、ビーム、ビームのスペクトル効率、ビームのRF電力、ビーム定義のゲイン/ノイズ温度(G/T)、サポートされる端末クラス(例えばアンテナサイズ、増幅器サイズ、出力電力、アンテナ利得など)、及び/またはコンピューティングリソースのディメンションなどが含まれ得る。各サービスプロファイルは、サービスチェーンに使用される情報のすべてを含む必要はなく、この情報の一部は、サービスカタログに格納される代わりに、必要に応じて他のシステム(例えばサービスオーケストレーションシステム105、外部リソースマネージャ130など)から取得され、及び/または別の方法で導出され得ることを、理解されたい。サービスリクエストに基づいてサービスプロファイルをサービスカタログから簡単に取得できるように、サービスリクエストの1つ以上の特徴及び/またはサービスリクエストから導出可能な1つ以上のパラメータにより、サービスカタログはインデックス化され得る。サービスインターフェースポイントのインベントリは、ゲートウェイの物理的または仮想的なサービス終端点と、ネットワーク内で利用可能であり、ネットワーク管理システム140により管理されるリモート端末上の物理的または仮想的なサービス終端点とのインベントリを含み得る。
【0033】
ネットワーク管理システム140は、NFVオーケストレータ135と通信して、衛星サービスチェーン156をインスタンス化及び構成し得、報告のために衛星サービスチェーン156内の各VNF154から統計を収集し得る。ネットワーク管理システム140はまた、仮想インフラストラクチャマネージャ152からNFVインフラストラクチャ150に関する統計も収集し得る。いずれの場合も、統計には、キーパフォーマンスインジケータ(KPI)及び/または障害、コンフィギュレーション、アカウンティング、パフォーマンス、セキュリティ(FCAPS)データが含まれ得る。ネットワーク管理システム140は、エッジNFVインフラストラクチャ160内の端末コンフィギュレーションサービス162と通信して、端末サービスチェーン166を成すVNF164(複数可)をインスタンス化及び構成し得る。
【0034】
各衛星NFVインフラストラクチャ150は、VNF154を管理するように構成された仮想インフラストラクチャマネージャ152を備え得る。具体的には、仮想インフラストラクチャマネージャ152は、VNF154A、VNF154B、…、VNF154Nなどの任意の数のVNF154を含む衛星サービスチェーン156を、インスタンス化し得る。所与の衛星サービスチェーン156内の直列接続されたVNF154(例えばVNF154A~154N)はそれぞれ、その衛星サービスチェーン156内で異なる機能を実行し得、異なる衛星サービスチェーン156は、それぞれの衛星サービスチェーン156がサポートするサービスに応じて、互いと同じまたは異なるVNF154の集合を備え得ることを、理解されたい。衛星サービスチェーン156は、サービス170を衛星120にリンクする。衛星NFVインフラストラクチャ150は、利用可能なリソースが複数のアプリケーションによりオンデマンドで共有されるコンピューティングクラウド内に常駐し得る。このコンピューティングクラウドは、テレポート施設の構内に共同設置され、プライベートクラウドコンピューティングを提供するデータセンターに常駐するNFVインフラストラクチャと相互接続され、またはパブリッククラウドコンピューティング環境(例えばMicrosoft Azure(商標))に常駐するNFVインフラストラクチャと相互接続され得る。一例として、仮想インフラストラクチャマネージャ152及び/またはVNF154は、カリフォルニア州サンディエゴのKratos Defense&Security Solutions,Inc.が提供するOpenSpace(商標)プラットフォームで実装され得る。
【0035】
各エッジNFVインフラストラクチャ160は、端末サービスチェーン166をインスタンス化するように構成された端末コンフィギュレーションサービス162を備え得る。端末サービスチェーン166は、VNF164A、…、VNF164Nなどの1つ以上のVNF164を備え得る。端末サービスチェーン166は、コンシューマ175を衛星120にリンクする。エッジNFVインフラストラクチャ160は、ユニバーサルエッジコンピューティングプラットフォームのクラスに常駐するプライベートコンピューティングクラウド内に常駐し得る。例えば、エッジNFVインフラストラクチャ160は、カリフォルニア州サンディエゴのKratos Defense&Security Solutions,Inc.が提供するOpenSpace Edge(商標)プラットフォームで実装され得る。
【0036】
エンドツーエンドサービスは、衛星サービスチェーン156、衛星120、及び端末サービスチェーン166を介して、サービス170とサービスのコンシューマ175との間に形成される。言い換えると、一方向及び双方向の衛星通信では、データは、サービス170から、衛星サービスチェーン156を介し、衛星120を介し、端末サービスチェーン166を介して、コンシューマ175に流れる。ブロードキャストまたはマルチキャストの衛星通信では、複数のコンシューマ175が存在し得ることを理解されたい。さらに、双方向の衛星通信では、データは、コンシューマ175から、端末サービスチェーン166を介し、衛星120を介し、衛星サービスチェーン156を介して、サービス170に流れる。一般に、コンシューマ175は、インターネットルータ、Wi‐Fi(商標)アクセスデバイス、コンピュータ、電話、テレビ、及び/またはラジオなどのデバイスであり得、ならびに/あるいはそのようなデバイス内及び/またはクラウドコンピューティング環境内に含まれるソフトウェアアプリケーションであり得る。
【0037】
3.プロセス概要
図2は、実施形態による、衛星通信のソフトウェア定義サービスチェーンの動的管理のプロセス200を示す。プロセス200は、インフラストラクチャ100のコンポーネントのうちの1つ以上を表す1つ以上のソフトウェアモジュールで具現化され得、これらは、1つ以上のハードウェアシステムの1つ以上のハードウェアまたは仮想プロセッサにより実行される。具体的には、図1の対応するサブプロセス番号で実施例が示されるように、プロセス200は、インフラストラクチャ100全体に分散されたソフトウェアモジュールで具現化され得る。
【0038】
プロセス200は、サブプロセスの特定の配置及び順序で示されるが、プロセス200は、より少ない、より多い、または異なるサブプロセス、ならびにサブプロセスの異なる配置及び/または順序で、実施されてもよい。さらに、サブプロセスが特定の順序で説明または図示される場合でも、別のサブプロセスの完了に依存しないいずれのサブプロセスも、他の独立したサブプロセスの前に、後に、またはそれらと並行して、実行されてもよい。
【0039】
サブプロセス205にて、サービスオーケストレーションシステム105は、SDNコントローラ125、または異なる物理ドメインまたは論理ドメインを表す複数のSDNコントローラ125に対し、利用可能なサービスインターフェースポイントのリストをリクエストする。例えば、SDNコントローラ125は、アプリケーションプログラミングインターフェース(API)を実装し得る。APIは、レプレゼンテーショナルステートトランスファ(REST)に準拠し得る。実施形態では、SDNコントローラ125のAPIは、メトロイーサネットフォーラム(MEF)により定義されたライフサイクルサービスオーケストレーション(LSO)参照アーキテクチャのPresto(商標)APIを利用し得る。よって、サービスオーケストレーションシステム105は、利用可能なサービスインターフェースポイントのリストを取得するように、SDNコントローラ125のAPIのGET関数に対しリモートプロシージャコールを行い得る。各サービスインターフェースポイントは、エンドツーエンドサービスの潜在的なエンドポイントを表す(例えばゲートウェイ及び/またはエッジ上)。
【0040】
サブプロセス210にて、SDNコントローラ125は、現在利用可能なサービスインターフェースポイントと、サービスカタログの少なくとも一部とを取得する。SDNコントローラ125は、これらのサービスインターフェースポイント及びサービスカタログをネットワーク管理システム140から取得し得る。例えば、ネットワーク管理システム140は、業界標準のOpenAPI(商標)などのAPIを実装し得る。よって、SDNコントローラ125は、現行のサービスインターフェースポイント及び現行のサービスカタログを取得するように、ネットワーク管理システム140のAPIのGET関数に対しリモートプロシージャコールを行い得る。ネットワーク管理システム140は、接続可能なサービスエンドポイントとして定義されたサービスインターフェースポイント(例えばゲートウェイサービスインターフェースポイント及び端末サービスインターフェースポイント)のリスト、及び本番準備ができているサービスカタログからのサービスプロファイルのリストで、応答し得る。サービスカタログ内の各サービスプロファイルは、欧州電気通信標準化機構(ETSI)の管理及びオーケストレーション(MANO)仕様の一部で定義されたネットワークサービス記述子(NSD)など、テンプレートファイルとして定義され得る。各サービスプロファイルは、対応するサービスを有効化するために、衛星サービスチェーン156のVNF154のゼロデイ及びワンデイのコンフィギュレーションを定義し得る。ネットワーク管理システム140は、端末を表す各サービスインターフェースポイントのクラス(例えば性能)を示す属性でも応答し得る。これらの属性には、タイプ、サイズ、及び/またはリンクバジェットなどが含まれ得るが、これらに限定されない。SDNコントローラ125は、ネットワーク管理システム140からの応答に基づいて、サブプロセス205でサービスオーケストレーションシステム105が送信したリクエストに応答し得る。この応答には、利用可能なサービスインターフェースポイントのリストが含まれ得る。
【0041】
示される実施形態では、SDNコントローラ125は、ネットワーク管理システム140から現行のサービスインターフェースポイント及びサービスカタログを取得する前に、サービスオーケストレーションシステム105からリクエストを受信するのを待つ。代替的な実施形態では、SDNコントローラ125は、定期的に(例えば時間間隔に従って)ネットワーク管理システム140からサービスインターフェースポイント及びサービスカタログを取得して、それらを格納し得、よって、SDNコントローラ125は、必ずしも最初にネットワーク管理システム140と通信する必要なく、直近に格納されたサービスインターフェースポイント及びサービスカタログに基づいて、サービスオーケストレーションシステム105に応答し得る。別の代替形態として、SDNコントローラ125自体が、サービスインターフェースポイント及び/またはサービスカタログのデータベースを格納し、またはデータベースにアクセスし得る。
【0042】
サブプロセス215にて、サービスオーケストレーションシステム105は、利用可能なサービスインターフェースポイントのリストを含む、自身のリクエストに対する応答をSDNコントローラ125から受信し、応答に基づいてサービスリクエストを作成する。サービスオーケストレーションシステム105は、SDNコントローラ125により返された利用可能なサービスインターフェースポイントのリストを、可能なエンドポイントのデータベースに格納し得、データベースは、顧客用のキャリアイーサネット(CE)サービスを定義するために使用される。サービスオーケストレーションシステム105は、あらゆる既存のCEイーサネット仮想接続(EVC)状態に関する情報も収集し得る。本明細書で説明されるサービスは主にCEサービスとして説明されるが、開示される実施形態は、他のレイヤ2またはレイヤ3のTCP/IPサービスなど、他のタイプのサービスに利用されてもよく、レイヤ2またはレイヤ3のTCP/IPサービスの場合、自身のサービス定義は、サービスインターフェースポイント、最大ビットレート及び/または認定ビットレート、キャリアごとの単一チャネル(SCPC)サービス、周波数分割多重アクセス(FDMA)ネットワークサービス、時分割多重アクセス(TDMA)ネットワークサービス、ミッションデータのダウンロード及び処理、ならびに/あるいはTT&Cサービスなどの組み合わせで表されることを、理解されたい。
【0043】
サービスオーケストレーションシステム105は、プロビジョニング順序(例えばOSS層における)を作成し得、これは、SDNコントローラ125からの応答における情報に基づいて、2つ以上のサービスインターフェースポイント、サービスパラメータ、及び/またはトランスポート属性を、サービス定義(例えばCEサービスの定義)に関連付ける。CE E‐Lineサービスの場合、サービスインターフェースポイントは、ゲートウェイ及び端末を含み、またはゲートウェイ及び端末で構成され得る。CE E‐TreeサービスまたはCE E‐LANサービスの場合、サービスインターフェースポイントは、任意の複数のサービスインターフェースポイントを含み得る。サービスパラメータの例として、最大情報速度(MIR)、認定情報速度(CIR)、及び/または超過情報速度(EIR)などのビットレート値(例えばメガビット/秒(Mbps))が挙げられるが、これらに限定されない。これらのサービスパラメータは、サービスレベルアグリーメントを表し得る。トランスポート属性の例として、ユーザ‐ネットワークインターフェースもしくはネットワーク‐ネットワークインターフェース、サービスクラス、許可された仮想ローカルエリアネットワーク(VLAN)、及び/または他の基準が挙げられるが、これらに限定されない。
【0044】
サブプロセス220にて、サービスオーケストレーションシステム105は、サービス定義をサービスリクエストにパッケージ化し、リクエスト対象のサービス(例えばCEサービス)のライフサイクルをアクティベートするためのサービスリクエストを、SDNコントローラ125に提出する。例えば、サービスオーケストレーションシステム105は、サービスリクエストを送信するように、SDNコントローラ125のAPIのPOST機能またはPUT機能に対するリモートプロシージャコールを行い得る。
【0045】
サブプロセス225にて、SDNコントローラ125は、サービスオーケストレーションシステム105から受信したサービスリクエストを実行する。具体的には、SDNコントローラ125は、例えばサービス定義内のサービスインターフェースポイント、サービスパラメータ、及び/またはトランスポート属性に基づいて、サービス定義を満たす衛星リンクの1つ以上のパラメータを計算する。これらのパラメータ(複数可)は、衛星リンクのリンクバジェットを表し得る。SDNコントローラ125は、サービスカタログ内のどのサービスプロファイル(複数可)が、計算されたパラメータ(複数可)を満たし、端末の位置に対応し、端末のクラスに対応する(例えば端末の性能または他のパラメータと互換性がある)ことができるかを特定する。端末の位置に対応できるサービスプロファイル(複数可)を特定することは、衛星120のどのビーム(例えばX、Y、Zなど)が端末の位置に対応できるかを特定することを含み得る。SDNコントローラ125がサービスリクエストを満たすために必要な変数を特定すると、SDNコントローラ125は、サービスリクエストをEVC定義として格納し得る。サービスカタログ内のどのサービスプロファイルもサービスリクエストを満たすことができない場合、SDNコントローラ125は、どのサービスプロファイルもサービスリクエストを満たすことができないというインジケーションを、サービスオーケストレーションシステム105に応答し得る。
【0046】
サブプロセス230にて、SDNコントローラ125は、好適な衛星サービスチェーン156をインスタンス化するためのサービスチェーンリクエストを、ネットワーク管理システム140に提出する。具体的には、SDNコントローラ125は、サービスカタログからサービスプロファイルを選択し、選択したサービスプロファイルに基づいてコンフィギュレーションを生成し、コンフィギュレーションをサービスチェーンリクエストにパッケージ化し得る。次いで、SDNコントローラ125は、サービスチェーンリクエストを送信するように、ネットワーク管理システム140のAPIのPUT関数に対してリモートプロシージャコールを行い得る。
【0047】
コンフィギュレーションは、サービスプロファイルからパラメータを抽出して、抽出したパラメータを、SDNコントローラ125により収集され得る他の情報と組み合わせることにより、生成され得る。コンフィギュレーションは、サービスチェーンのパラメータを含み得、これには、使用する特定のVNF及びVNFの特定の配置、VNFサービスチェーンのディメンション(例えば衛星サービスチェーン156及び/または端末サービスチェーン166)、許容されるクラウドゾーンまたはクラウド領域、モード、テレポートアップリンク、ならびに/あるいは衛星割り当てなどが含まれる。ディメンションは、サービスチェーンに与えられる仮想CPU(vCPU)の数、サービスチェーンに与えられるメモリの量、サービスチェーンに与えられるディスクストレージ、及び/またはサービスチェーンに与えられるネットワークスループットなどを含み得るが、これらに限定されない。ディメンションは、サービス定義内のサービスパラメータに基づいて、複数の事前定義されたパフォーマンスティアの1つとして選択され得る。許容されるクラウドゾーンまたは領域も、サービス定義内の制限(例えばセキュアクラウド、パブリッククラウド、または他のエンクレーブの定義の指定)に基づいて選択され得る。
【0048】
サブプロセス235にて、ネットワーク管理システム140は、リクエスト対象のサービスチェーンのインスタンス化リクエストを、NFVオーケストレータ135に提出する。例えば、NFVオーケストレータ135は、MANOのOs‐Ma‐Nfvoリファレンスポイントに従って、インターフェースを実装し得る。よって、ネットワーク管理システム140は、NFVオーケストレータ135のこのインターフェースを介して、所望の衛星サービスチェーン156に関するネットワークサービスインスタンス化メッセージを送信し得る。ネットワークサービスインスタンス化メッセージ内では、衛星サービスチェーン156は、ネットワークサービス記述子として表され得る。NFVオーケストレータ135は、VNFマネージャを備え得、ネットワーク管理システム140は、インスタンス化リクエストで定義された衛星サービスチェーン156のワンデイコンフィギュレーションを、VNFマネージャに提出し得る。代替的な実施形態では、SDNコントローラ125は、ネットワーク管理システム140を仲介として使用する代わりに、サービスチェーンのインスタンス化リクエストを生成して、NFVオーケストレータ135に直接提出し得る。
【0049】
サブプロセス240にて、NFVオーケストレータ135は、衛星サービスチェーン156をインスタンス化する。例えば、NFVオーケストレータ135のVNFマネージャは、ライフサイクル管理(LCM)インスタンス化メッセージを、対象の衛星NFVインフラストラクチャ150の適切な仮想インフラストラクチャマネージャ152に送信し得る。仮想インフラストラクチャマネージャ152は、メッセージを実行して、衛星サービスチェーン156を成す1つ以上の仮想ネットワーク機能154(例えばVNF154A~VNF154N)の適切なセ集合をインスタンス化する。衛星サービスチェーン156の準備が完了すると、仮想インフラストラクチャマネージャ152は、衛星サービスチェーン156の準備ができたことを示し及び/または衛星サービスチェーン156内のVNF154への言及を含むメッセージを、NFVオーケストレータ135に送信し得る。NFVオーケストレータ135は、コンフィギュレーションで指定されたクラウドゾーンもしくはクラウド領域及び/またはモード(例えば本番環境またはサンドボックス環境)のディメンションに従って、衛星サービスチェーン156をインスタンス化し得ることを、理解されたい。NFVオーケストレータ135は、サービスリクエストに基づいた異なるコンフィギュレーションで、衛星サービスチェーン156を有し、またはインスタンス化し得ること、ならびに、クラウドコンピューティング環境内(例えば特定のクラウドゾーンまたはクラウド領域内)のリソースの量、及び任意の他の適用可能な制約により、利用可能なリソース量は特定されるため、衛星サービスチェーン156のインスタンスの数に対する唯一の制限は、衛星NFVインフラストラクチャ150内の衛星サービスチェーン156が利用可能なリソースの量であることを、さらに理解されたい。
【0050】
サブプロセス245にて、NFVオーケストレータ135は、衛星サービスチェーン156内の各VNF152を構成する。例えば、NFVオーケストレータ135が仮想インフラストラクチャマネージャ152から、衛星サービスチェーン156の準備ができたことを示すメッセージを受信すると、NFVオーケストレータ135は、衛星サービスチェーン156内の各VNF154(例えばVNF154A~VNF154Nのそれぞれ)を直接構成し得る。
【0051】
サブプロセス250にて、ネットワーク管理システム140は、サービスインターフェースポイントのペアリングを使用して、端末の適切なコンフィギュレーションを生成し、生成したコンフィギュレーションをエッジNFVインフラストラクチャ160の端末コンフィギュレーションサービス162に提出する。ネットワーク管理システム140は、1つ以上の帯域外チャネルを介して、端末コンフィギュレーションサービス162にコンフィギュレーションを提出し得る。サブプロセス250は、サブプロセス235、240、及び245のうちのいずれかの前に、いずれかと並行して、またはいずれかの後に、実行され得ることを、理解されたい。代替的な実施形態では、サブプロセス350は、SDNコントローラ125により実行され得る。
【0052】
サブプロセス255にて、ネットワーク管理システム140は、サービス170からコンシューマ175までのサービスチェーン全体のライフサイクル状態を監視する。具体的には、ネットワーク管理システム140は、衛星サービスチェーン156内の各VNF154及び/または端末サービスチェーン166内の各VNF164から、統計を収集し得る。これらの統計は、それぞれのVNFに関するキーパフォーマンスインジケータ及びFCAPSデータを含み得る。ネットワーク管理システム140は、これらの統計を、サービスオーケストレーションシステム105、SDNコントローラ125、及び/またはOSS層の外部サービス管理システムに提供し得る。例えば、ネットワーク管理システム140は、統計を送信するように、サービスオーケストレーションシステム105、SDNコントローラ125、及び/または外部サービス管理システムのAPIのPUT関数に対しリモートプロシージャコールを行い得る。
【0053】
付加的または代替的に、サブプロセス255にて、1つ以上の外部リソースマネージャ130は、衛星リンク(例えばペイロードの変化)、衛星サービスチェーン156及び/または端末サービスチェーン166の負荷(例えば負荷分散のため)などを表すパラメータを監視し得る。各外部リソースマネージャ130は、これらのパラメータを、サービスオーケストレーションシステム105、SDNコントローラ125、及び/またはOSS層の外部サービス管理システムに提供し得る。例えば、外部リソースマネージャ130は、パラメータを送信するように、サービスオーケストレーションシステム105、SDNコントローラ125、及び/または外部サービス管理システムのAPIのPUT関数に対しリモートプロシージャコールを行い得る。
【0054】
サブプロセス260では、意思決定者は、ネットワーク管理システム140により提供される統計及び/または外部リソースマネージャ130(複数可)により提供されるパラメータに基づいて、現行のサービスチェーンが満足できるものであるかどうかを判定する。意思決定者は、具体的な実施態様に応じて、サービスオーケストレータ105、SDNコントローラ125、またはOSS層の外部サービス管理システムであり得る。サービスチェーンにより実施されるサービスに関連付けられた(例えばサービス定義内のサービスパラメータにより定義された)サービスレベルアグリーメント及び/または1つ以上のキーパフォーマンスインジケータを、サービスチェーンが満たしていることを統計及び/またはパラメータが示す場合、サービスチェーンは満足できるものであると判定され得る。反対に、サービスチェーンにより実施されるサービスに関連付けられたサービスレベルアグリーメント及び/またはキーパフォーマンスインジケータ(複数可)を、サービスチェーンが満たしていない(または大幅に超えている)ことを、統計及び/またはパラメータが示す場合、サービスチェーンは満足できるものではないと判定され得る。関連付けられたサービスレベルアグリーメントまたはキーパフォーマンスインジケータ(複数可)をサービスチェーンが満たしているかどうかの判定は、サービスチェーンが、サービスリクエスト内のMIR、CIR、及び/またはEIRのビットレート値(複数可)を満たしているかどうかにより、定義され得る。
【0055】
現行のサービスチェーンが満足できるものであると判定された場合(すなわちサブプロセス260で「Yes」である場合)、サービスチェーンは、サブプロセス255で引き続き監視される。あるいは、現行のサービスチェーンが満足できるものではないと判定された場合(すなわちサブプロセス260で「No」である場合)、サービスチェーンは、サブプロセス265で更新される。例えば、意思決定者がサービスオーケストレーションシステム105である場合、サービスオーケストレーションシステム105は、SDNコントローラ125に対する1つ以上の更新メッセージを介して、サービスチェーンのコンフィギュレーションを更新し得る。一方、SDNコントローラ125が意思決定者である場合、SDNコントローラ125は、サービスチェーンのコンフィギュレーションを直接更新し得る。いくつかの事例では、意思決定者は問題に依存し得、いくつかの問題はサービスオーケストレーションシステム105により管理され、他の問題はSDNコントローラ125により直接管理され、及び/または他の問題はオペレータからの入力を必要とする。いずれの場合でも、SDNコントローラ125は、衛星サービスチェーン156のコンフィギュレーション変更(複数可)を表す1つ以上のメッセージを、NFVオーケストレータ135のVNFマネージャに送信し得る。次に、VNFマネージャは、衛星サービスチェーン156内の影響を受けるすべてのVNF154に対し、変更を発行し得る。同様に、SDNコントローラ125は、端末サービスチェーン166のコンフィギュレーション変更(複数可)を表す1つ以上のメッセージを、ネットワーク管理システム140に送信し得、次に、ネットワーク管理システム140は、端末サービスチェーン166内の影響を受けるすべてのVNF164に対し、端末コンフィギュレーションサービス162を介して、変更を発行し得る。あるいは、SDNコントローラ125は、衛星サービスチェーン156及び端末サービスチェーン166の両方に対するすべてのコンフィギュレーション変更を、ネットワーク管理システム140に送信してもよく、サブプロセス235及び250でネットワーク管理システム140がサービスチェーンをインスタンス化した方法と同様に、ネットワーク管理システム140は、サービスチェーンを更新し得る。意思決定者は、衛星サービスチェーン156及び/または端末サービスチェーン166の複数の要素に対するコンフィギュレーション変更を送信し得、コンフィギュレーション変更は、意思決定者により作成された、またはその後、意思決定者の制御下となるように設計されたものであることを、理解されたい。
【0056】
よって、監視対象の統計及び/またはパラメータに変化が生じると、サービスに関連付けられたサービスレベルアグリーメントをサービスチェーンが常に満たすことを確保するために、サービスチェーンは、リアルタイムでNデイコンフィギュレーションに更新され得る。本明細書で使用される「リアルタイム」という用語は、ほぼリアルタイムでの発生も指し、これは、処理及び/またはネットワーク通信などで通常の待ち時間により遅延し得ることを、理解されたい。いくつかの事例では、サービスチェーンを更新することは、新たなサービスチェーンをインスタンス化することと、古いサービスチェーンから新たなサービスチェーンへサービスのトラフィックを移行することと、トラフィックが移行された後に古いサービスチェーンを終了することと、を含み得る。
【0057】
実施形態では、サブプロセス265でサービスチェーンが満足できる(例えばサービスレベルアグリーメントまたはキーパフォーマンスインジケータ(複数可)を満たす)ものになるように更新できない場合、SDNコントローラ125は、サービスオーケストレーションシステム105にエラーを返し得る。その場合、SDNコントローラ125は、1つ以上の受信者(例えば他のシステム及び/または人間のオペレータ)に対し履歴報告を行う及び/または警報をトリガする目的で、不満足な状態を示すエラーメッセージを、ネットワーク管理システム140にも提供し得る。あるいは、SDNコントローラ125は、サービスチェーンをより許容可能なコンフィギュレーションに自律的に更新し得る。より許容可能なコンフィギュレーションは、サービスチェーンを満足できるものに近づける(例えば関連付けられたサービスレベルアグリーメントに向けてパフォーマンスを最大化する)コンフィギュレーションであり得る。
【0058】
サブプロセス255、260、及び265は、完全に自律的であり得、よって、人間の介入を必要としない。言い換えると、サービスチェーンは自動的に監視され、必要に応じてリアルタイムで更新される。代替的または付加的に、サブプロセス255、260、及び265は、例えばOSS層におけるサービス定義の計画的変更に基づいて、プログラム的に実行され得る(例えばサービスオーケストレーションシステム105により)。その場合、サービスチェーンの更新がスケジューリングされ得る。いずれの場合でも、プロセス200により、衛星通信ドメインにおけるサービスチェーン管理の完全に自動化された展開及びスケーリングが可能となる。有利なことに、インフラストラクチャ100で与えられる自律性のレベルは、自律性なしと完全な自律性との間のスペクトルに沿ったいずれかのポイントで、各特定のサービスプロバイダの要件に合わせてチューニングされ得る。
【0059】
4.例示的なサービスチェーン
サービスチェーンは、サービス170とコンシューマ175との間の通信リンクとして示されるが、サービスチェーンは、2点間の任意の意味のある通信リンクを表し得る。しかし、企図される実施形態では、各サービスチェーンは、衛星120を介したリンクを含む。言い換えると、各サービスチェーンは、衛星ネットワークサービスチェーンであり得る。代替的な実施例として、サービスチェーンは、例えばTT&C及び/またはミッションデータのダウンロードなどのために、エンドポイントとして衛星との通信を提供し得る。
【0060】
図3Aは、実施形態による、エンドポイント310Aとエンドポイント310Bとの間の例示的なサービスチェーン300を示す。例えば、エンドポイント310Aはサービス170に対応し得、エンドポイント310Bはコンシューマ175に対応し得る。しかし、サービスチェーン300は、示されるもの以外の他のエンドポイント310及び/または他のコンポーネントの配置を含んでもよいことを理解されたい。さらに、複数のサービスチェーン300が構築されて、並行して作動してもよく、別個のサービスチェーン300は、互いに異なる配置を有してもよい。言い換えると、サービスオーケストレーションシステム105及び/またはSDNコントローラ125は、複数の異なる及び/または独立したサービスチェーン300を同時に管理し得る。
【0061】
実施形態では、サービスオーケストレーションシステム105は、いずれのサービスチェーン300のステータスについても、SDNコントローラ125をいつでもポーリングし得る。サービスオーケストレーションシステム105は、SDNコントローラ125と連携して、OSS層でサービスチェーン300ごとに定義されたサービスライフサイクルに基づいて、サービスチェーン300の作成、プロビジョニング、管理上の無効化、または終了を行い得る。サービスライフサイクルの任意の時点で、SDNコントローラ125は、サービスオーケストレーションシステム105によるリクエストを引き受け、サービスのライフサイクルまたは状態を、そのサービスに関連付けられた対応サービスチェーンを更新することにより、変更する。リクエストが、展開されたサービスを破棄することである場合、SDNコントローラ125は、サービスチェーン(例えば衛星サービスチェーン156)を終了して、サービスが作成されたときに展開された基礎コンピューティング要素を解放するように、NFVオーケストレータ135にリクエストし得る。
【0062】
エンドポイント310Aは、ネットワーク320(例えばインターネットまたはプライベート通信バックボーンを含む)を介して、ゲートウェイの1つ以上のスイッチ330Aに通信可能に接続され得る。1つ以上のVNF154の2つの集合は、ゲートウェイのスイッチ330Aとスイッチ330Bとの間に、送信経路及び受信経路を含む双方向通信を提供し得る。サービスチェーン300が一方向通信のみを提供する実施例では、VNF154は、受信経路を提供せずに送信経路のみを提供し得ることを、理解されたい。
【0063】
スイッチ330A及びスイッチ330Bはそれぞれ、物理的または仮想的なギガビットイーサネット(GigE)スイッチであり得る。スイッチ330A及びスイッチ330Bは、別個のスイッチとして示され、スイッチ330Aは、ネットワーク320と衛星VNFインフラストラクチャ150との間の境界に存在し、スイッチ330Bは、衛星VNFインフラストラクチャ150と、衛星120へのリンクを提供するコンポーネントとの間の境界に存在する。しかし、スイッチ330A及びスイッチ330Bは、同じスイッチで実装できることを理解されたい。いずれの場合でも、スイッチ330Aは、ネットワーク320から、適用可能なMEFのE‐LineまたはE‐Accessのサービス規格により定義された、衛星サービスチェーン156内の直接接続されたVNF154のユーザネットワークインターフェース(UNI)へ、トランスポートを実施し得る。あるいは、スイッチ330A自体が、適用可能なMEFのE‐TreeまたはE‐LANのサービス規格により定義されたUNIを表し得る。
【0064】
エンドポイント310Aの観点からは明白に、エンドポイント310Aは、単にスイッチ330Aと通信しているだけである。スイッチ330Aが衛星120を介して通信を提供するという事実は、エンドポイント310Aにとっては重要ではなく、エンドポイント310Aが知る必要はない。よって、衛星通信は、ネットワーク320を介して、あらゆる他のタイプの通信と同じように利用することができるため、衛星通信をネットワーク320にシームレスに統合することが可能となる。本質的に、衛星120は、ネットワーク320内のあらゆる他のスイッチと同様に扱われ得る。
【0065】
衛星120へのリンクに向かうスイッチ330Aからスイッチ330Bへの順方向経路上のVNF154(複数可)の集合(例えばゲートウェイを実施する)は、スイッチ330Aからスイッチ330Bへの順に、トラフィックハンドラ、エンカプスレータ(例えば汎用ストリームカプセル化(GSE)を実施する)、モジュレータ(例えばカリフォルニア州サンディエゴのKratos Defense&Security Solutions,Inc.が提供するOpenSpace(商標)広帯域ソフトウェアモジュレータ)、及びコンバイナを備え、または構築し得る。伝送経路上のこのVNF154(複数可)の集合は、イーサネットパケットをデジタル信号に変換し得る。例えば、トラフィックハンドラは、データリンク層(例えばオープンシステム相互接続(OSI)モデルのレイヤ2もしくはL2)及び/またはネットワーク層(例えばOSIモデルのレイヤ3もしくはL3)のトラフィックを処理し、処理されたイーサネットフレームをエンカプスレータに提供し得る。エンカプスレータは、イーサネットフレームをベースバンドフレームに変換し、ベースバンドフレームをモジュレータに提供し得る。エンカプスレータは、欧州電気通信標準化機構(ETSI)の欧州規格(EN)302 307‐1 v1.4.1(2014-11)に記載されているDVB‐S2x規格に従って、ベースバンドフレームを形成し得る。エンカプスレータは、フレームチョッピング、順方向変調選択(例えば適応符号化変調(ACM)による)、イーサネットブリッジ(例えばメディアアクセスコントロール(MAC)テーブル、スマートブリッジング/学習/中継など)、アドレス解決プロトコル(ARP)(例えばイーサネットMACディスカバリ)、MEFサービスデリミタタイプ書き換え(例えばMEF定義に基づいてイングレス/エグレスのイーサネットフレームを書き換える)、イーサネット仮想接続の無線(OTA)トランスポートヘッダ圧縮(例えばロバストヘッダ圧縮(ROHC))、及び/またはOTA最適化(例えば宇宙通信プロトコル仕様(SPCS)/TCPアクセラレーション)、以上の機能のうちの1つ以上を実行する1つ以上のVNF154(またはソフトウェアサブプロセス)を備え得る。モジュレータは、ベースバンドフレームを信号データパケットに変換し得る(例えばデジタル中間周波数相互運用性(DIFI)/米国電気電子学会(IEEE)1.0仕様のDIFIコンソーシアムの規格に従って)。実施形態では、エンカプスレータ及びモジュレータは、仮想化モデム(vModem)と称される単一のVNF154として実装され得る。コンバイナは、信号データパケットをデジタル信号に結合して、スイッチ330Bを介してデジタイザ340Aにデジタル信号を提供し得、デジタイザ340Aは、デジタル信号をアナログ信号に変換する。
【0066】
衛星120へのリンクから離れる、スイッチ330Bからスイッチ330Aへの逆方向経路上のVNF154(複数可)の集合は、スイッチ330Bからスイッチ330Aへの順に、デジタルチャネライザ(例えばカリフォルニア州サンディエゴのKratos Defense&Security Solutions,Inc.が提供するOpenSpace(商標)広帯域チャネライザ)、デモジュレータ(例えばカリフォルニア州サンディエゴのKratos Defense&Security Solutions,Inc.が提供するOpenSpace(商標)広帯域ソフトウェアレシーバ)、及びデカプスレータを備え、または構築し得る。受信経路上のVNF154(複数可)のこの集合は、デジタル信号をイーサネットパケットに変換し得る。例えば、チャネライザは、アナログ信号をデジタル信号に変換したデジタイザ340Aから、スイッチ330Bを介してデジタル信号を受信し、デジタル信号を信号データパケットに分割し得る。デモジュレータは、信号データパケットをベースバンドフレームに変換し、ベースバンドフレームをデカプスレータに提供し得る。デカプスレータは、ベースバンドフレームをイーサネットフレームに変換し得、イーサネットフレームは、スイッチ330A及びネットワーク320を介して、エンドポイント310Aに送信され得る。デモジュレータは、モジュレータの逆関数(複数可)を実行し、デカプスレータは、エンカプスレータの逆関数(複数可)を実行することを、理解されたい。実施形態では、デカプスレータ及びデモジュレータは、vModemにおいて、例えばエンカプスレータ及びモジュレータとともに、単一のVNF154として実装され得る。言い換えると、vModemは、カプスレータ/デカプスレータ及びモジュレータ/デモジュレータの機能のすべてを実装した単一のVNF154から成り得る。
【0067】
衛星サービスチェーン156がvModemを実装する実施形態では、vModemは、デジタル衛星放送規格に従って波形を変調するように構成された1つ以上のモジュレータ、及び/またはデジタル衛星放送規格に従って波形を復調するように構成された1つ以上のデモジュレータを備え得る。このようなvModemは、CEサービスを提供し得、その場合、vModemは、イーサネットフレームを、モジュレータ(複数可)により波形に変調されたベースバンドフレームに変換する1つ以上のエンカプスレータと、デモジュレータ(複数可)により波形から復調されたベースバンドフレームを、イーサネットフレームに変換する1つ以上のデカプスレータとを備え得る。デジタル衛星放送規格は、デジタルビデオブロードキャスト(DVB)プロジェクトにより管理されるDVB‐S2X規格など、デジタル衛星テレビ放送規格であり得る。DVB規格などのデジタル衛星放送規格が実施例として使用されるが、vModemは、直交周波数分割多重(OFDM)などの広帯域デジタル通信の他の規格に従って、波形を変調及び復調するように構成されてもよい。
【0068】
実施形態では、衛星サービスチェーン156は、2つ以上の独立してインスタンス化されたサービスチェーンを利用する複合サービスチェーンであり得る。図3Bは、実施形態による複合サービスチェーンの実施例を示す。示される実施例では、複合衛星サービスチェーン156は、特定のサービス170に関連付けられた第1のサービスチェーン156Aまたは第1のサービスチェーン156Bと、複数のサービスにより共有され得る第2のサービスチェーン156Cとから構成される。例えば、第1のサービスチェーン156A及び第1のサービスチェーン156Bの両方が、第2のサービスチェーン156を利用し得る。その場合、スイッチ330Cは、サービスチェーン156Aとサービスチェーン156Cとの間、ならびにサービスチェーン156Bとサービスチェーン156Cとの間で、データをルーティングし得る。第1のサービスチェーン156A及び第1のサービスチェーン156Bは、異なるサービス、または同じサービスの異なるインスタンスを表し得る。2つだけが示されるが、任意の数の第1のサービスチェーンが同様に第2のサービスチェーン156Cにリンクされてもよいことを理解されたい。実施形態では、多数の第1のサービスチェーンがインスタンス化され、第2のサービスチェーン156Cにリンクされ、その後1つ以上のサービス170に対するデマンドに基づいて終了される間、第2のサービスチェーン156Cが存続するように、第2のサービスチェーン156Cは、第1のサービスチェーン(例えば156A及び156B)のいずれよりも長いライフサイクルを有し得る。第1のサービスチェーン156A及び第1のサービスチェーン156Bは、同じ衛星NFVインフラストラクチャ150(すなわち150A及び150Bが同じ)または異なる衛星NFVインフラストラクチャ150(すなわち150A及び150Bが異なる)において、インスタンス化され得る。同様に、第2のサービスチェーン156Cは、第1のサービスチェーンのうちの1つ以上と同じ衛星NFVインフラストラクチャ150(すなわち150Cは150A及び/または150Bと同じ)または第1のサービスチェーンのいずれとも異なる衛星NFVインフラストラクチャ150(すなわち150Cは150A及び150Bと異なる)において、インスタンス化され得る。
【0069】
具体的な実施態様では、第1のサービスチェーン156A及び第1のサービスチェーン156Bはそれぞれ、順方向経路上にエンカプスレータ及びモジュレータ(例えばカリフォルニア州サンディエゴのKratos Defense&Security Solutions,Inc.が提供するOpenSpace(商標)広帯域トランスミッタ)と、逆方向経路上にデモジュレータ及びデカプスレータとを含むVNF154の集合を備え得、一方、第2のサービスチェーン156Cは、順方向経路上にデジタルコンバイナ(例えばカリフォルニア州サンディエゴのKratos Defense&Security Solutions,Inc.が提供するOpenSpace(商標)広帯域コンバイナ)と、逆方向経路上にデジタルチャネライザ(例えばカリフォルニア州サンディエゴのKratos Defense&Security Solutions,Inc.が提供するOpenSpace(商標)広帯域チャネライザ)とを備え得る。この実施態様では、第2のサービスチェーン156Cは、順方向経路及び逆方向経路のそれぞれに単一のVNF154のみを有し、複数の第1のサービスチェーンのライフサイクルにわたり存続し得る。
【0070】
スイッチ330Bは、ソフトウェア定義デジタイザ340Aと通信する。具体的には、スイッチ330Bは、衛星サービスチェーン156内のコンバイナからのデジタル信号を、デジタイザ340Aに送信し、双方向通信では、デジタイザ340Aからのデジタル信号を、衛星サービスチェーン156内のチャネライザに中継する。デジタイザ340Aは、衛星サービスチェーン156のコンバイナにより出力されたデジタル信号を、衛星120に通信されるようにアナログ送信信号に変換し、衛星120からのアナログ受信信号を、衛星サービスチェーン156のチャネライザにより使用されるようにデジタル信号にデジタル化する。デジタイザ340Aは、ソフトウェア定義であり得る。一例として、デジタイザ340Aは、カリフォルニア州サンディエゴのKratos Defense&Security Solutions,Inc.が提供するキャリアグレードRFデジタイザであるSpectralNet(商標)であり得る。
【0071】
デジタイザ340Aは、アンテナ350Aと通信する。具体的には、デジタイザ340Aは、送信信号をアンテナ350Aに提供し、アンテナ350Aは送信信号を衛星120に送信する。さらに、双方向通信では、アンテナ350Aは、衛星120から受信信号を受信し、受信信号をデジタイザ340Aに提供する。
【0072】
衛星120は、アンテナ350Aからアンテナ350Bへ信号を中継する。双方向通信では、衛星120は、アンテナ350Bからアンテナ350Aへも信号を中継する。アンテナ350Bは、アンテナ350Aと機能的に同様または同一であり得、よって、アンテナ350Aのいずれの説明もアンテナ350Bに等しく適用され、これに関して本明細書では重複して説明することはない。同様に、デジタイザ340Bは、デジタイザ340Aと機能的に同様または同一であり得、よって、デジタイザ340Aのいずれの説明もデジタイザ340Bに等しく適用され、これに関して本明細書では重複して説明することはない。
【0073】
デジタイザ340Bは、エッジVNFインフラストラクチャ160の端末サービスチェーン166と直接通信し得る。端末サービスチェーン166は、信号プロセッサ340Bからエンドポイント310Bまでの受信経路を形成するVNF164(複数可)の集合を備え得る。双方向通信では、端末サービスチェーン166は、エンドポイント310Bからデジタイザ340Bまでの伝送経路を形成するVNF164(複数可)の集合も備え得る。受信経路及び送信経路は、衛星サービスチェーン156に関して説明された受信経路及び送信経路と同一または同様であり得る。例えば、受信経路は、デモジュレータと、その後にデカプスレータとを備えて、信号フレームをイーサネットパケットに変換し得、送信経路は、エンカプスレータと、その後にモジュレータとを備えて、イーサネットパケットを信号フレームに変換し得る。エンカプスレータ、デカプスレータ、モジュレータ、及びデモジュレータはすべて、衛星サービスチェーン156に関して説明されたものと同様または同一であり得、よって、衛星サービスチェーン156に関するこれらのコンポーネントの説明は、端末サービスチェーン166内のこれらのコンポーネントに等しく適用され、これに関して本明細書では重複して説明することはない。
【0074】
端末サービスチェーン166は、エンドポイント310Bと通信し得る。例えば、端末サービスチェーン166のデカプスレータは、イーサネットパケットをエンドポイント310Bに送信し得る。さらに、双方向通信では、端末サービスチェーン166のエンカプスレータは、エンドポイント310Bからイーサネットパケットを受信し得る。よって、サービスチェーン300により、衛星リンクを介したエンドポイント310Aとエンドポイント310Bとの間の一方向通信または双方向通信が可能となる。
【0075】
サービスチェーン300は、サービスチェーンの非限定的な単一の実施例であることを理解されたい。代替的な実施例では、衛星120の端末側は、図3A及び図3Bに示される衛星120のゲートウェイ側と同一であってもよく、よって、デジタイザ340Bは、スイッチ330Bと通信し、スイッチ330Bは、デジタイザ340Bと端末サービスチェーン166との間でデータを中継し、端末サービスチェーン166は、スイッチ330Aを介してネットワーク320上でエンドポイント310Bと通信する。別の代替的な実施例では、衛星120のゲートウェイ側は、図3A及び図3Bに示される衛星120の端末側と同一であってもよく、よって、衛星サービスチェーン156は、スイッチ330及び/またはネットワーク320を介する代わりに、デジタイザ340A及びエンドポイント310Aと直接通信する。サービスチェーンは、他の任意の数の様々な方法でも構成され得る。
【0076】
サービスチェーン300は、2021年5月24日に出願された国際特許出願第PCT/US2021/033867号、2021年5月24日に出願された国際特許出願第PCT/US2021/033875号、2021年5月24日に出願された国際特許出願第PCT/US2021/033905号、2021年12月9日に出願された国際特許出願第PCT/US2021/062689号に記載されるソフトウェア定義コンポーネント(例えばVNF及び/またはデジタイザ)のうちの1つ以上を備え得、これらの国際特許出願はすべて、参照により、完全に記載されたかのように本明細書に組み込まれるものとする。
【0077】
有利なことに、VNF及びソフトウェア定義コンポーネント(例えばデジタイザ340A及びデジタイザ340B)を利用してサービスチェーン300の様々な機能を実行することにより、自動化及びスケーラビリティが促進される。具体的には、サービスチェーン300は、物理的なハードウェアコンポーネントの存在を最小限に抑え、これにより、サービスチェーン300のコンポーネントは、独特な多変量衛星通信環境(例えばRF干渉、大気特性、アンテナ状態、経路長など)に適応するように、主に帯域内ネットワーク通信を使用して、リアルタイムで動的に再構成され得る(例えば追加、更新、破棄、ディメンションの増加または減少などが行われ得る)。
【0078】
特に、クラウドコンピューティング環境におけるVNFの動的な再構成は、サービスチェーン300の満足性を確保するようにオンデマンドでサービスチェーン300に使用するコンピューティングリソースのディメンション(例えばvCPUの数、メモリ及び/またはディスクストレージの量、ネットワークスループットなど)を拡大するためだけでなく、ハードウェアの利用を最適化するようにオンデマンドでコンピューティングリソースのディメンションを縮小するためにも使用され得る。例えば、衛星通信環境における有利な変化により、サービスチェーン300のパフォーマンスが向上し得、よって、サービスチェーン300は、サービスレベルアグリーメントにより要求されるパフォーマンスよりも大幅に優れたパフォーマンスを提供するようになる。その場合、SDNコントローラ125は、サービスチェーン300が満足できるものではないと判定し得(例えばサブプロセス260にて)、サービスチェーン300で使用されるリソースを削減するように(例えばRF帯域幅の使用量の削減、1つ以上のVNFのサイズ変更、ディメンションが削減されたサービスチェーン300への交換などにより)、サービスチェーン300を更新し得る(例えばサブプロセス265にて)。これは、未使用のリソースが単にアイドル状態あるいは無視された状態となり、回収できない埋没コストを表す従来のハードウェアベースサービスチェーンとは、対照的である。
【0079】
5.サンドボックス
実施形態では、サービスチェーン全体(例えばサービスチェーン300)は、テストまたは評価のために、仮想サンドボックス環境で作成され得る。例えば、サービスのオペレータは、展開前にサービスを具体的にチューニングすることを所望する場合がある。その場合、オペレータは、ネットワーク管理システム140により提供されるグラフィカルユーザインターフェース、またはネットワーク管理システム140のウェブサービスとインターフェースする別のシステムを介して、サービスオーケストレーションシステム105とインタラクトして、サンドボックス環境にサービスチェーンを構築し得る。本明細書で使用される「サンドボックス」という用語は、本番環境のいずれのコンポーネントにも影響を与えることなく、サービスチェーンを安全に評価できるように、本番環境からサービスチェーンを分離したテスト環境を指す。
【0080】
サンドボックス環境でサービスチェーンを構築することは、本番環境でサービスチェーンを構築することと類似し得る。具体的には、サブプロセス220のように、サービスオーケストレーションシステム105は、SDNコントローラ125にサービスリクエストを送信し得る。このサービスリクエストは、サンドボックス環境でサービスを構築するべきであることを示すモードを含み得る。サンドボックスインジケーションを含むサービスリクエストに応じて、SDNコントローラ125は、サービス要件に基づいてサービスチェーンのゼロデイコンフィギュレーションを定義し得る。このゼロデイコンフィギュレーションは、衛星及びRFリンクを表すVNFを定義できるように、衛星及びRFリンクのパラメータを含み得る。SDNコントローラ125は、サンドボックス環境内でサービスチェーン全体をゼロデイコンフィギュレーションでインスタンス化するためのインスタンス化リクエストを、NFVオーケストレータ135に提出し得る。インスタンス化リクエストに応じて、NFVオーケストレータ135は、サンドボックス環境で、ゼロデイコンフィギュレーションに従って、サービスチェーンをインスタンス化し得る。例えば、コンピューティングクラウドで、サービスチェーン156及び166を含むサンドボックス環境全体がインスタンス化され得る。このサービスチェーンは、例えば衛星サービスチェーン156のVNF154及び端末サービスチェーン166のVNF164を含む複数のVNFを使用して、構築され得る。衛星120の機能を表すものを含むハードウェアコンポーネントは、(例えばゼロデイコンフィギュレーションの衛星及びRFリンクのパラメータに従って)ハードウェアコンポーネントの機能をシミュレートする適切なVNFにより表され得る。
【0081】
図4は、実施形態による、サンドボックス環境400内の例示的なサービスチェーンを示す。サービスチェーン400は、スイッチ330Aを介してゲートウェイ側でアクセス可能であり、スイッチ330Bを介して端末側でアクセス可能であり得る。スイッチ330A及びスイッチ330Bはそれぞれ、ギガビットイーサネット(GigE)スイッチであり得る。スイッチ330A及びスイッチ330Bは、別個のスイッチとして示されるが、スイッチ330A及びスイッチ330Bは、同じ物理的スイッチまたは仮想的スイッチで実装できることを理解されたい。オペレータは、サービスチェーン400を評価するシナリオのリンクバジェット及び/またはトラフィック特性に従って、スイッチ330Aとスイッチ330Bとの間でサービスチェーン400を介してデータを渡すシミュレーションを実行することにより、サービスチェーン400をテストまたは評価することができる。例えば、シナリオは、本番環境内のサービスチェーン400の通常稼働を表し得、指定されたリンクバジェット及びトラフィック特性は、経時的なトラフィックの通常のレベル及び変動を表す。所与のシナリオでのサービスチェーン400の予想パフォーマンスを評価するために、シミュレートされたサービスチェーン400のパフォーマンスパラメータが取得され、分析され得る。
【0082】
衛星サービスチェーン156及び端末サービスチェーン166は、本明細書の他の箇所で説明された方法と同じ方法で構築され得る。言い換えると、サービスチェーン400のこれらの部分を構築するために、同じVNF154(複数可)の集合及びVNF164(複数可)の集合が使用され得る。サンドボックスサービスチェーン400と本番サービスチェーンとの主な違いは、アンテナ350及び衛星120などの物理的コンポーネントが、これらの物理的コンポーネントをモデル化するVNFで置き換えることができることである。しかし、VNF154(複数可)及び/または164(複数可)の集合は、物理的コンポーネントのモデル化の有無にかかわらず、サンドボックス環境でテストされ得るため、これはいずれの実施形態においても要件ではない。
【0083】
ゲートウェイVNF410A及び端末VNF410Bはそれぞれ、ゲートウェイ及び端末のRF属性をモデル化し得る。例えば、本番環境における端末が超小型(VSAT)地上局になることが意図されると仮定して、端末VNF410Bは、VSAT地上局をシミュレートし得る。RF属性は、ゲイン及びG/Tプロファイル、指向エラー、フィードリスト、偏波、及び/または周波数アンテナスケジュール(指向)などのアンテナ属性、電力レスポンス(入力バックオフ/出力バックオフ(IBO/OBO))、振幅変調(AM)/AM特性、及び/またはAM/位相変調(PM)特性などの増幅器属性、減衰及び/または非線形性などの周波数変換器属性、ならびに/あるいは、ゲインなどのチャネライザ属性などを含み得るが、これらに限定されない。さらに、ゲートウェイVNF410A及び端末VNF410Bは、それぞれの地上局の位置に対応するいかなる規制上の制約も含めて、それぞれの地上局の位置をモデル化し得る。
【0084】
チャネルVNF420A及び420Bは、衛星120とのRFリンクをモデル化し得る。RFリンクのモデル化された属性は、自由空間経路損失、大気損失、雨による減衰、及び/または可用性などを含み得るが、これらに限定されない。
【0085】
衛星ペイロードVNF450は、衛星120の名称及び位置、ならびにそのペイロードの属性を含めて、衛星120をモデル化し得る。ペイロードのモデル化される属性は、方向(例えば上または下)、タイプ(例えば実効等方放射電力または等価等方放射電力(EIRP)、G/T、飽和磁束密度(SFD)など)、偏波、周波数帯域、及び/またはカバレッジチャートなどのビーム属性、開始及び停止周波数(帯域幅)、周波数オフセット、電力レスポンス(IBO/OBO)、AM/AM特性、及び/またはAM/PM特性などのトランスポンダ属性、モード(例えば自動レベル制御(ALC)、固定利得モード(FGM)、スタンバイ、オフなど)、減衰、レベル、及び/または総電力などのトランスポンダスケジュール、ならびに/あるいは、接続性及び/またはビーム位置などのビームトランスポンダスケジュールなどを含み得るが、これらに限定されない。特に、衛星ペイロードVNF430及び/またはチャネルVNF420A及び420Bは、共極干渉、隣接ビーム干渉、交差極干渉、電力等価帯域幅(PEB)、及び/またはチャネル効果(例えばマルチチャネル効果及び/またはマルチ信号効果)などを含むがこれらに限定されない、衛星リンクの様々な特性を、モデル化するように構成され得る。
【0086】
実施形態では、SDNコントローラ125は、オペレータがゼロデイコンフィギュレーションのパラメータを調整することを可能にするコンフィギュレーションインターフェース(例えばSDNコントローラ125のAPI)を提供し得、これにより、サービスチェーン400は、シミュレーション中に、サービスチェーン400のパフォーマンスに基づいて調整され得る。よって、オペレータは、サービスチェーンを、本番環境で展開する前に、サンドボックス環境でファインチューニングし得る。さらに、あらゆる他のサービスチェーン300と同様に、サービスオーケストレーションシステム105は、サービスチェーン400のステータスについて、SDNコントローラ125にいつでもポーリングし得る。サンドボックス環境におけるシミュレーション中に、オペレータは手動で、及び/またはサービスオーケストレーションシステム105は自動的に、ゲートウェイ設定、端末設定、チャネル設定、衛星設定、ネットワークスループット、及び/またはリンクスループットなどを含むがこれらに限定されない、サービスチェーン400の様々な設定を、測定して最適化し得る。
【0087】
オペレータがサービスチェーン400のパフォーマンスに満足すると、オペレータは、サービスチェーン400に基づいて、サービスチェーンのコンフィギュレーションをサービスプロファイルとしてサービスカタログに格納し得る。サービスプロファイルは、サービスチェーンのワンデイコンフィギュレーションを含み得る。その後、サービスチェーンは、サービスオーケストレーションシステム105により、SDNコントローラ125を介して、サービスカタログからいつでも展開され得る。代替的または付加的に、実施形態では、オペレータは、サービスチェーンをサンドボックス環境から本番環境に直接展開し得る(例えばSDNコントローラ125のコンフィギュレーションインターフェースを介して)。
【0088】
有利なことに、サービスチェーン400をサンドボックス環境から本番環境に展開することは、サービスチェーン300を本番環境に直接展開することと同一であり得る。よって、サンドボックス環境を利用することにより、サービスチェーンのテスト及びチューニングが可能となるだけでなく、サービスチェーンの展開のテスト及びチューニングも可能となる。具体的には、サービスチェーンをサンドボックス環境から本番環境に展開する間に起こる問題は、サービスチェーンが本番環境に直接展開されるときに起こらないように、解決され得る。専用ハードウェアを利用する従来の環境では、これは特に不可能である。
【0089】
図5は、実施形態による、サンドボックス環境を使用した衛星計画のプロセス500を示す。プロセス500は、外部サービスデザイナ145及び/またはサービスオーケストレーションシステム105を表す1つ以上のソフトウェアモジュールで具現化され得る。基本的に、プロセス500は、パラメータを受け取って計算してサービスチェーンを構成し、サンドボックス環境でシミュレーションを実行してサービスチェーンのコンフィギュレーションを最終化し、サービスチェーンを保存及び/またはスケジューリングする。
【0090】
プロセス500は、サブプロセスの特定の配置及び順序で示されるが、プロセス500は、より少ない、より多い、または異なるサブプロセス、ならびにサブプロセスの異なる配置及び/または順序で、実施されてもよい。さらに、サブプロセスが特定の順序で説明または図示される場合でも、別のサブプロセスの完了に依存しないいずれのサブプロセスも、他の独立したサブプロセスの前に、後に、またはそれらと並行して、実行されてもよい。
【0091】
サブプロセス505にて、プロセス500は、サービスを定義するサービス定義を受信する。サービス定義は、オペレータ(例えばグラフィカルユーザインターフェースにサービス定義を手動で入力して)、別のシステム(例えばAPIを介して)、及び/または内部プロセス(例えばイベントに応じて)から、受信され得る。サービス定義は、サービスレベルアグリーメント、端末のクラス、端末の位置、及び/またはサービスの運用スケジュールなどを表すMIR、CIR、及び/またはEIRの求められるビットレート値を含み得る。
【0092】
サブプロセス510にて、プロセス500は、規制上の制約をチェックして適用する。これらの規制上の制約は、サービス定義内の端末の位置に基づき得る。例えば、端末の位置に基づいて、規制モデルのデータベースから規制モデルが取得され得、取得された規制モデルから1つ以上の制約の集合が導出され得る。
【0093】
サブプロセス515にて、プロセス500は、サービスに適用する変数を計算する。これらの計算は、サブプロセス510で適用される規制上の制約により、制約され得る。計算された変数は、地上局(例えばゲートウェイVNF410A及び端末VNF410Bにおける)、RFリンク(例えばチャネルVNF420A及び420Bにおける)、衛星ペイロード(例えば衛星ペイロードVNF430における)、マージン要件、及び/またはリンクバジェットなどを表す変数を含み得る。
【0094】
サブプロセス520にて、プロセス500は、衛星120及び/または衛星帯域幅をサービスに割り当てる必要があるかどうかを判定する。既存のサービスが更新される場合、既存の帯域幅(例えば周波数)の割り当てが存在し得る。より多くの帯域幅も、より少ない帯域幅も必要ない場合、サービスに帯域幅を割り当てる必要はないと判定され得る。あるいは、既存のサービスが存在しない場合、または既存のサービスにより多くの帯域幅またはより少ない帯域幅が必要な場合、サービスに帯域幅を割り当てる必要があると判定され得る。割り当てが必要な場合(すなわちサブプロセス520で「No」)、プロセス500はサブプロセス525に進む。あるいは、割り当てが必要ない場合(すなわちサブプロセス520で「Yes」)、プロセス500はサブプロセス545に進む。
【0095】
サブプロセス525にて、プロセス500は、サービスに対する衛星120及び/または衛星帯域幅の割り当てを特定する。サブプロセス525は、サービスが必要とする帯域幅に対し、衛星120に利用可能な衛星周波数が十分あるかどうかを判定することと、十分ない場合には、サービスが必要とする帯域幅を作り出すために衛星120を再構成できるかどうかを判定することと、を含み得る。衛星120に帯域幅及び電力の最適な割り当てがあれば、それを特定するために、キャリア割り当てデータベースが調べられ得る。一般的な制約または顧客特有の制約に従って、帯域幅及び/または電力に対して最適化が行われ得る。
【0096】
サブプロセス530にて、プロセス500は、サブプロセス525で割り当てが特定されたかどうかを判定する。割り当てが利用可能な場合(すなわちサブプロセス530で「Yes」)、サブプロセス525で特定された衛星、帯域幅、及び電力が、サブプロセス535にてサービスに割り当てられる。あるいは、割り当てが利用可能ではない場合(すなわちサブプロセス530で「No」)、プロセス500は、サブプロセス540でリクエストを拒否し得る。
【0097】
サブプロセス540は、サブプロセス505でサービス定義を受信した要求元に通知することを含み得る。要求元がオペレータである場合、通知は、グラフィカルユーザインターフェース及び/または他の通信手段を介して、提供され得る。要求元が別のシステムまたは内部プロセスである場合、通知は、他のシステムまたは内部プロセスに応答メッセージを提供することを含み得る。
【0098】
サブプロセス545にて、プロセス500は、サンドボックス環境でサービスをインスタンス化して実行するためのサービスリクエストを、SDNコントローラ125に送信する。サービスリクエストは、サービスをモデル化するために必要なエンドツーエンドリンクデータと、サンドボックス環境でサービスをシミュレートする必要があるというインジケーションと、を含むコンフィギュレーションを有し得る。サービスリクエストは、サービステンプレートのデータベース内の適用可能テンプレートに基づいて生成され得る。
【0099】
サブプロセス550にて、プロセス500は、サンドボックス環境におけるサービスのシミュレーション中に取得されたパフォーマンスデータを受信する。具体的には、本明細書の他の箇所で説明されるように、SDNコントローラ125は、サンドボックス環境において、サービスのシミュレーションを表すサービスチェーンをインスタンス化して実行し得る。次いで、SDNコントローラ125は、シミュレーションに基づいてパフォーマンスデータを収集し、パフォーマンスデータをプロセス500に返し得る。
【0100】
サブプロセス555にて、プロセス500は、サービスチェーンが満足できるものであることをパフォーマンスデータが示すかどうかを判定する。例えば、サービス定義で表されているサービスレベルアグリーメントをパフォーマンスデータが満たす場合、サービスチェーンは満足できるものであると判定され得る。サービスチェーンが満足できるものではない場合(すなわちサブプロセス555で「No」)、プロセス500はサブプロセス560に進む。あるいは、サービスチェーンが満足できるものである場合(すなわちサブプロセス555で「Yes」)、プロセス500はサブプロセス570に進む。
【0101】
サブプロセス560にて、プロセス500は、サービスチェーンの再計画を実行するかどうかを判定する。サブプロセス555で満足できるコンフィギュレーションが特定されるまで、または停止条件が満たされるまで、再計画は繰り返し実行され得る。実施形態では、停止条件は、反復の閾値回数であり得る。例えば、反復回数がまだ閾値に達していない、または閾値をまだ超えていない場合、サブプロセス560は、再計画のさらなる一反復を続行することを決定し得る。一方で、反復回数が閾値に達した、または閾値を超えた場合、サブプロセス560は、再計画のさらなる一反復を続行しないことを決定し得る。再計画のさらなる一反復を続行することが決定された場合(すなわちサブプロセス560で「Yes」)、プロセス500はサブプロセス565に進み得る。あるいは、再計画のさらなる一反復を続行しないことが決定された場合(すなわちサブプロセス560で「No」)、プロセス500はサブプロセス540でリクエストを拒否し得る。
【0102】
サブプロセス565では、再計画が実行される。再計画は、1つ以上のパラメータを調整することにより、地上局及び/または衛星ペイロードを再構成することを含み得る。調整可能なパラメータの例として、降雨及びSLAマージン、ゲートウェイオプション、端末におけるコストとパフォーマンスとのトレードオフ、衛星コンフィギュレーション、電力と帯域幅とのトレードオフ、ACM、及び/またはアップリンク電力制御などが挙げられるが、これらに限定されない。サブプロセス565は、再計画中に、事前定義されたペイロードコンフィギュレーション(例えばYANGで定義された)のデータベースを利用し得る。少なくともいくつかの反復では、再計画は、衛星、帯域幅、及び/または電力の新たな割り当てを特定するためにサブプロセス525の実行も含み得る。サブプロセス565は、手動モード(例えばオペレータがパラメータ(複数可)を調整する)及び自動モード(例えばパラメータ(複数可)が自動的に調整される)を有し得る。新たなコンフィギュレーションが生成されると、プロセス500は、サブプロセス545に戻って、SDNコントローラ125を介してサービスチェーンを再構成し、ならびにサブプロセス550にて、再構成したサービスチェーンのパフォーマンスデータを収集し得る。
【0103】
サブプロセス570にて、プロセス500は、サブプロセス555で満足できるものであると判定されたサービスチェーンを、本明細書の他の箇所で説明されるサービスカタログ内のサービスプロファイルとして、保存し得る。さらに、サービス定義の運用スケジュールに従って、サービスチェーンの展開がスケジューリングされ得る。
【0104】
サブプロセス575にて、プロセス500は、サブプロセス555で満足できるものであると判定されたサービスチェーンにおけるペイロードコンフィギュレーションの承認をリクエストし得る。承認リクエストは、オペレータに(例えばグラフィカルユーザインターフェースを介して)、別のシステムに(例えばシステムのAPIを介して)、及び/または別の内部プロセスに対して行われ得る。承認が受信された場合(すなわちサブプロセス575で「Yes」)、プロセス500は、サブプロセス580に進み、次いでサブプロセス585にて、サブプロセス505で開始されたリクエストを承認し得る。あるいは、承認が受信されない、または不承認が受信された場合(サブプロセス575で「No」)、プロセス500は、サブプロセス540でリクエストを拒否し得る。
【0105】
サブプロセス580にて、プロセス500は、サービスチェーンにおけるペイロードコンフィギュレーションを保存し得る。さらに、衛星120のペイロードの再構成は、サービス定義の運用スケジュールに従ってスケジューリングされ得る。運用スケジュールに従って、衛星120のペイロードは再構成され(例えばサービスオーケストレーションシステム105とペイロードコントローラ110との間の通信を介して)、サブプロセス570で保存されたサービスチェーンは、サンドボックス環境ではなく本番環境で、インスタンス化され実行される。
【0106】
6.ペイロードオーケストレーション
図6は、実施形態による、衛星リソースの自動化管理のプロセス600を示す。プロセス600は、サービスオーケストレーションシステム105を表す1つ以上のソフトウェアモジュールで具現化され得る。基本的に、プロセス600は、サービスが達成可能であるか、利用可能であるか、及びサポート可能であるかを判定し、必要に応じて衛星120のペイロードを再構成する。
【0107】
プロセス600は、サブプロセスの特定の配置及び順序で示されるが、プロセス600は、より少ない、より多い、または異なるサブプロセス、ならびにサブプロセスの異なる配置及び/または順序で、実施されてもよい。さらに、サブプロセスが特定の順序で説明または図示される場合でも、別のサブプロセスの完了に依存しないいずれのサブプロセスも、他の独立したサブプロセスの前に、後に、またはそれらと並行して、実行されてもよい。
【0108】
示される実施形態では、プロセス600は、プロセス500に関して説明されたサブプロセスの多くを再利用する。よって、プロセス500のサブプロセスがプロセス600で繰り返される場合は、重複して説明することはない。むしろ、プロセス500に関するそのサブプロセスのいずれの説明も、プロセス600のそのサブプロセスに等しく適用され得ることを、理解されたい。
【0109】
サブプロセス505にて、サービス定義が受信される。初めに、サブプロセス610にて、プロセス600は、満足できるサービスプロファイルがサービスカタログ内にあるかどうかを判定する。サブプロセス610は、SDNコントローラ125と協議して実行され得る。例えば、サービスオーケストレーションシステム105は、本明細書の他の箇所で説明されるように、SDNコントローラ125と通信して、適切なサービスチェーンがサービスカタログ内で既に利用可能であるかどうかを判定し得る。満足できるサービスプロファイルがサービスカタログに存在する場合(すなわちサブプロセス610で「Yes」)、プロセス600は、サブプロセス520に進み得る。あるいは、満足できるサービスプロファイルがサービスカタログに存在しない場合(すなわちサブプロセス610で「No」)、プロセス600は、プロセス500全体を実行して、新たなサービスプロファイルを潜在的に定義し得、新たなサービスプロファイルは、サービスカタログに追加され、サービスチェーンとして展開がスケジューリングされる。
【0110】
サブプロセス520にて、プロセス600は、割り当てが必要かどうかを判定する。割り当てが必要な場合(すなわちサブプロセス520で「No」)、プロセス600はサブプロセス525に進む。あるいは、割り当てが必要ない場合(すなわちサブプロセス520で「Yes」)、プロセス600はサブプロセス620に進む。
【0111】
サブプロセス525にて、プロセス600は、割り当てを特定し、次にサブプロセス530にて、プロセス600は、サブプロセス525で割り当てが特定されたかどうかを判定する。割り当てが利用可能な場合(すなわちサブプロセス530で「Yes」)、サブプロセス535にて割り当てが行われる。あるいは、割り当てが利用可能ではない場合(すなわちサブプロセス530で「No」)、プロセス600は、サブプロセス540でリクエストを拒否し得る。
【0112】
サブプロセス620にて、プロセス600は、サブプロセス535における割り当てが、衛星の再構成を必要とするかどうかを判定する。衛星の再構成が必要な場合(すなわちサブプロセス620で「Yes」)、サブプロセス630にて、衛星120のペイロードの新たなコンフィギュレーションが定義される。あるいは、衛星の再構成が必要ない場合(すなわちサブプロセス620で「No」)、プロセス600は、サブプロセス545にて、本番環境でサービスをインスタンス化して実行するためのサービスリクエストを、SDNコントローラ125に送信する。
【0113】
サブプロセス575にて、プロセス600は、サブプロセス630で定義されたペイロードコンフィギュレーションの承認をリクエストし得る。承認が受信された場合(すなわちサブプロセス575で「Yes」)、プロセス600は、サブプロセス580に進んで、ペイロードの再構成を保存して、ペイロードの再構成をスケジューリングし、次いでサブプロセス585にて、サブプロセス505で開始されたリクエストを承認し得る。さらに(例えば並行して)、プロセス600は、サブプロセス545にて、本番環境でサービスをインスタンス化して実行するためのサービスリクエストを、SDNコントローラ125に送信し得る。あるいは、承認が受信されない、または不承認が受信された場合(サブプロセス575で「No」)、プロセス600は、サブプロセス540でリクエストを拒否し得る。
【0114】
7.サービスチェーンを介した監視
実施形態では、他のサービスチェーンを監視するためのサービスチェーンは、あらゆる他のサービスチェーンと同様に、インスタンス化及び管理され得る。この監視サービスチェーンは、1つ以上の他のサービスチェーン内のチャネライザの入力及び/または出力をサンプリングして、サンプリングされた信号に対してRF分析を実行し得る。例えば、監視サービスチェーンは、デジタル信号ストリームに対してRF分析を実行して、サービスチェーンの問題を検出または特定し得る。これは、ハードウェアへの物理的なアクセスが必要であり、自動的または大規模に実行できないハードウェアベースチャネライザに対する従来のRF解析とは、対照的である。有利なことに、監視サービスチェーンは、デジタル信号ストリームを監視しているため、すべてのRFデータを短期または長期のバッファに記録して、一時的なイベントのトラブルシューティングに役立ち得る(例えば一時的なイベントに至る過去のRFデータを分析することにより)。
【0115】
実施形態では、サービスチェーンが満足できるパフォーマンスを発揮していないと判定された場合(例えばサブプロセス260で「No」)、監視サービスチェーンの1つ以上のインスタンスが、サービスオーケストレータ105またはSDNコントローラ125により(例えばネットワーク管理システム140及び/またはNFVオーケストレータ135を介して)自動的にインスタンス化され得る。インスタンス化されると、監視サービスチェーンは、障害が発生したサービスチェーン内のチャネライザの入力及び/または出力をサンプリングし、サンプリングしたストリームに対してRF分析を実行して、障害が発生したサービスチェーンの問題を特定し得る。
【0116】
付加的または代替的な実施形態では、サービスチェーンが満足できるパフォーマンスを発揮していないという検出に応じて、監視サービスチェーンは、インスタンス化されるのではなく、1つ以上のサービスチェーンを監視するように継続的に動作し得る。この場合、監視サービスチェーンは、監視対象のサービスチェーン(複数可)と一緒に並行してインスタンス化され得る。先と同様に、監視サービスチェーンは、サービスチェーン(複数可)内のチャネライザの入力及び/または出力をサンプリングし、これらのサービスチェーン(複数可)内のサンプリングしたストリームに対してRF分析を実行して、いかなる問題も検出し得る。
【0117】
いずれの事例でも、問題が特定または検出された場合、監視サービスチェーンは、サービスオーケストレーションシステム105またはSDNコントローラ125などの意思決定者に、直接的または間接的に、問題を報告し得る。次いで、意思決定者は応答的に、影響を受けるサービスチェーンを更新して、必要に応じて問題を修正し得る(例えばサブプロセス265にて)。一例として、監視サービスチェーンは、サービスチェーン内の干渉源を検出し、さらなる干渉を防ぐためにサービスチェーン内の周波数の変更をトリガし得る。特に、1つまたは複数の監視サービスチェーンは、あらゆる他のサービスチェーンと同様に、インスタンス化、更新、及び終了され得る。よって、有利なことに、監視サービスチェーンは、インフラストラクチャ100に統合され、あらゆる他のサービスチェーンと同様に扱われ得る。
【0118】
さらに、監視サービスチェーンは仮想化されていることから、監視サービスチェーンは、状況の変化により、必要に応じて、RF監視能力を増やすように動的に展開され、またはRF監視能力を減らすように(及びリソースの過小利用を防止するように)動的に破棄され得る。これは、現行の技術を備えた従来の衛星通信インフラストラクチャでは、単純に不可能である。例えば、サービスチェーン300内のモデムにおいて衛星120とのロックが一時的に失われたと仮定して、モデムが衛星120に再ロックしたとき、モデムのスループットは、ロックが失われる前の20%しかない。従来の衛星通信インフラストラクチャでは、監視ハードウェアを通常の監視計画から離すように移行して、問題のトラブルシューティング専用にする必要があった。対照的に、開示されるインフラストラクチャ100では、任意のサービスチェーンに関して本明細書で説明されるのと同じ方法で、イベントが検出され、イベントを使用して、1つ以上の監視サービスチェーンのインスタンス化が自動的にトリガされ得る。例えば、第1の監視サービスチェーンは、現行の劣化したサービスに焦点を当てるようにインスタンス化され得、第2の監視サービスチェーンは、イベントを再生し、RFデータを分析して、第一にロック損失の原因を特定するようにインスタンス化され得る。
【0119】
8.例示的な処理デバイス
図7は、本明細書で説明される様々な実施形態に関連して使用され得る例示的な有線または無線のシステム700を示すブロック図である。例えば、システム700は、本明細書で説明される(例えばソフトウェアを格納及び/または実行するための)機能、プロセス、または方法のうちの1つ以上として使用され、またはこれらのうちの1つ以上と組み合わせて使用され得、ならびに、インフラストラクチャ100のコンポーネントを表し、またはコンポーネントをホストし得、コンポーネントには、サービスオーケストレーションシステム105、ペイロードコントローラ110、衛星マネージャ115、衛星120、SDNコントローラ125、外部リソースマネージャ130、NFVオーケストレータ135、ネットワーク管理システム140、外部サービスデザイナ145、衛星NFVインフラストラクチャ150、端末NFVインフラストラクチャ160、サービス170、及び/またはコンシューマ175が含まれる。システム700は、サーバ、または任意の従来のパーソナルコンピュータ、または有線もしくは無線のデータ通信が可能な任意の他のプロセッサ対応デバイスであり得る。当業者には明らかなように、他のコンピュータシステム及び/またはアーキテクチャが使用されてもよい。
【0120】
システム700は、1つ以上のプロセッサ710を含むことが好ましい。プロセッサ710(複数可)は、中央処理装置(CPU)を備え得る。さらなるプロセッサが設けられてもよく、例えば、グラフィック処理装置(GPU)、入力/出力を管理するための補助プロセッサ、浮動小数点数値演算を行うための補助プロセッサ、信号処理アルゴリズムの高速実行に適したアーキテクチャを有する専用マイクロプロセッサ(例えばデジタル信号プロセッサ)、メイン処理システムに従属する二次プロセッサ(例えばバックエンドプロセッサ)、デュアルプロセッサシステムもしくはマルチプロセッサシステム用の追加のマイクロプロセッサもしくはコントローラ、及び/またはコプロセッサなどが挙げられる。このような補助プロセッサは、離散プロセッサであってもよく、またはプロセッサ710と統合されてもよい。システム700で使用され得るプロセッサの例として、カリフォルニア州サンタクララのIntel Corporationから入手可能なプロセッサ(例えばPentium(商標)、Core i7(商標)、Xeon(商標)など)のうちのいずれか、カリフォルニア州サンタクララのAdvanced Micro Devices,Incorporated(AMD)から入手可能なプロセッサのうちのいずれか、クパチーノのApple Inc.から入手可能なプロセッサ(例えばAシリーズ、Mシリーズなど)のうちのいずれか、韓国、ソウルのSamsung Electronics Co.,Ltd.から入手可能なプロセッサ(例えばExynos(商標))のうちのいずれか、及び/またはオランダ、アイントホーフェンのNXP Semiconductors N.V.から入手可能なプロセッサのうちのいずれかなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【0121】
プロセッサ710は、通信バス705に接続されることが好ましい。通信バス705は、ストレージとシステム700の他の周辺コンポーネントとの間の情報転送を促進するためのデータチャネルを含み得る。さらに、データバス、アドレスバス、及び/または制御バス(図示せず)を含む通信バス705は、プロセッサ710との通信に使用される信号の集合を提供し得る。通信バス705は、例えば、業界標準アーキテクチャ(ISA)、拡張業界標準アーキテクチャ(EISA)、マイクロチャネルアーキテクチャ(MCA)、周辺構成要素相互接続(PCI)ローカルバス、及び/またはIEEE488汎用インターフェースバス(GPIB)、IEEE696/S‐100などを含むIEEEにより公布された標準に準拠するバスアーキテクチャなど、任意の標準または非標準のバスアーキテクチャを備え得る。
【0122】
システム700は、好ましくは、メインメモリ715を含み、二次メモリ720も含み得る。メインメモリ715は、本明細書で論述されるソフトウェアのうちのいずれかなど、プロセッサ710で実行されるプログラムのための命令及びデータのストレージを提供する。メモリに格納され、プロセッサ710により実行されるプログラムは、C/C++、Java、JavaScript、Perl、Visual Basic、及び.NETなどを含むが、これらに限定されない任意の適切な言語に従って、記述及び/またはコンパイルされ得ることが、理解されよう。メインメモリ715は、通常、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)及び/またはスタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)などの半導体ベースのメモリである。他の半導体ベースのメモリタイプには、例えば、読み取り専用メモリ(ROM)を含む、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ(SDRAM)、ラムバスダイナミックランダムアクセスメモリ(RDRAM)、及び強誘電体ランダムアクセスメモリ(FRAM)などが含まれる。
【0123】
二次メモリ720は、非一時的コンピュータ可読媒体であり、コンピュータ実行可能コード(例えば本明細書に開示されるソフトウェアのうちのいずれか)及び/または他のデータが格納される。二次メモリ720に格納されたコンピュータソフトウェアまたはデータは、プロセッサ710により実行されるために、メインメモリ715に読み込まれる。二次メモリ720は、例えば、プログラム可能読み取り専用メモリ(PROM)、消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ(EPROM)、電気的消去可能読み取り専用メモリ(EEPROM)、及びフラッシュメモリ(EEPROMと同様のブロック指向メモリ)などの半導体ベースのメモリを含み得る。
【0124】
二次メモリ720は、任意で、内部媒体725及び/またはリムーバブル媒体730を含み得る。リムーバブル媒体730は、任意の周知の方法で読み出され、及び/または書き込まれる。リムーバブル記憶媒体730は、例えば、磁気テープドライブ、コンパクトディスク(CD)ドライブ、デジタル多用途ディスク(DVD)ドライブ、他の光学ドライブ、及び/またはフラッシュメモリドライブなどであり得る。
【0125】
代替的な実施形態では、二次メモリ720は、コンピュータプログラムまたは他のデータもしくは命令をシステム700にロードすることを可能にする他の同様の手段を含み得る。このような手段には、例えば、ソフトウェア及びデータが外部記憶媒体745からシステム700に転送されることを可能にする通信インターフェース740が含まれ得る。外部記憶媒体745の例として、外部ハードディスクドライブ、外部光学ドライブ、及び/または外部磁気光学ドライブをなどが挙げられる。
【0126】
前述のように、システム700は、通信インターフェース740を含み得る。通信インターフェース740により、システム700と、外部デバイス、ネットワーク、または他の情報源との間で、ソフトウェア及びデータを転送することが可能となる。例えば、コンピュータソフトウェアまたは実行可能コードは、通信インターフェース740を介して、ネットワークサーバからシステム700に転送され得る。通信インターフェース740の例として、内蔵ネットワークアダプタ、ネットワークインターフェースカード(NIC)、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会(PCMCIA)ネットワークカード、カードバスネットワークアダプタ、ワイヤレスネットワークアダプタ、ユニバーサルシリアルバス(USB)ネットワークアダプタ、モデム、ワイヤレスデータカード、通信ポート、赤外線インターフェース、IEEE1394ファイヤワイヤ、及びシステム700をネットワークまたは別のピューティングデバイスとインターフェース接続することが可能な任意の他のデバイスが挙げられる。通信インターフェース740は、イーサネットIEEE802標準、ファイバチャネル、デジタル加入者線(DSL)、非同期デジタル加入者線(ADSL)、フレームリレー、非同期転送モード(ATM)、統合デジタルサービス網(ISDN)、パーソナル通信サービス(PCS)、伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)、及びシリアル回線インターネットプロトコル/ポイントツーポイントプロトコル(SLIP/PPP)など、業界が公布したプロトコル標準を実装することが好ましいが、カスタマイズされた、または非標準のインターフェースプロトコルも同様に実装してもよい。
【0127】
通信インターフェース740を介して転送されるソフトウェア及びデータは、通常、電気通信信号755の形態である。これらの信号755は、通信チャネル750を介して通信インターフェース740に提供され得る。実施形態では、通信チャネル750は、有線もしくは無線のネットワーク、または任意の様々な他の通信リンクであり得る。通信チャネル750は、信号755を伝達し、数例を挙げると、ワイヤもしくはケーブル、光ファイバ、従来の電話回線、携帯電話リンク、無線データ通信リンク、無線周波数(「RF」)リンク、または赤外線リンクを含む、様々な有線もしくは無線の通信手段を使用して実装され得る。
【0128】
コンピュータ実行可能コード(例えば開示されるソフトウェアなどのコンピュータプログラム)は、メインメモリ715及び/または二次メモリ720に格納される。コンピュータ実行可能コードも、通信インターフェース740を介して受信され、メインメモリ715及び/または二次メモリ720に格納され得る。このようなコンピュータプログラムは、実行されると、本明細書の他の箇所で説明される本開示の実施形態の様々な機能を、システム700が実行することを可能にする。
【0129】
本明細書では、「コンピュータ可読媒体」という用語は、コンピュータ実行可能コード及び/または他のデータを、システム700に、またはシステム700内に提供するために使用される任意の非一時的コンピュータ可読記憶媒体を指すように使用される。このような媒体の例として、メインメモリ715、二次メモリ720(内部メモリ725及びリムーバブル媒体730を含む)、外部記憶媒体745、及び通信インターフェース740と通信可能に接続された任意の周辺デバイス(ネットワーク情報サーバまたは他のネットワークデバイスを含む)が挙げられる。これらの非一時的コンピュータ可読媒体は、ソフトウェア及び/または他のデータをシステム700に提供するための手段である。
【0130】
ソフトウェアを使用して実施される実施形態では、ソフトウェアは、コンピュータ可読媒体に格納され、リムーバブル媒体730、I/Oインターフェース735、または通信インターフェース740を介して、システム700にロードされ得る。このような実施形態では、ソフトウェアは、電気通信信号755の形態で、システム700にロードされる。ソフトウェアは、プロセッサ710により実行されると、本明細書の他の箇所で説明されるプロセス及び機能のうちの1つ以上を、プロセッサ710に実行させることが好ましい。
【0131】
実施形態では、I/Oインターフェース735は、システム700の1つ以上のコンポーネントと、1つ以上の入力及び/または出力デバイスとの間のインターフェースを提供する。例示的な入力デバイスとして、センサ、キーボード、タッチスクリーンもしくは他のタッチセンシティブデバイス、カメラ、生体感知デバイス、コンピュータマウス、トラックボール、及び/またはペンベースのポインティングデバイスなどが挙げられるが、これらに限定されない。出力デバイスの例として、他の処理デバイス、陰極線管(CRT)、プラズマディスプレイ、発光ダイオード(LED)ディスプレイ、液晶ディスプレイ(LCD)、プリンタ、真空蛍光ディスプレイ(VFD)、表面伝導型電子放出素子ディスプレイ(SED)、及び/または電界放出ディスプレイ(FED)などが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの事例では、タッチパネルディスプレイ(例えばスマートフォン、タブレット、または他のモバイルデバイスにおける)の場合など、入力及び出力デバイスを兼ね備え得る。
【0132】
システム700はまた、音声ネットワーク及び/またはデータネットワークを介した無線通信を促進する任意の無線通信コンポーネントを含み得る。無線通信コンポーネントには、アンテナシステム770、無線システム765、及びベースバンドシステム760が含まれる。システム700では、無線システム765の管理下で、アンテナシステム770により無線を介して、無線周波数(RF)信号が送信及び受信される。
【0133】
実施形態では、アンテナシステム770は、1つ以上のアンテナと、アンテナシステム770に送信信号経路及び受信信号経路を提供するスイッチング機能を実行する1つ以上のマルチプレクサ(図示せず)とを備え得る。受信経路では、マルチプレクサから低ノイズ増幅器(図示せず)へ受信RF信号が渡され得、低ノイズ増幅器は、受信RF信号を増幅させ、増幅させた信号を無線システム765に送信する。
【0134】
代替的な実施形態では、無線システム765は、様々な周波数を介して通信するように構成された1つ以上の無線機を備え得る。実施形態では、無線システム765は、デモジュレータ(図示せず)とモジュレータ(図示せず)を1つの集積回路(IC)に組み合わせ得る。デモジュレータとモジュレータは、別個のコンポーネントであってもよい。着信経路では、デモジュレータは、RFキャリア信号を取り除いて、ベースバンド受信オーディオ信号を残し、これは、無線システム765からベースバンドシステム760に送信される。
【0135】
本開示の実施形態の上記の説明は、任意の当業者が発明を作成または使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態に対する様々な変更は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で説明される一般的な原理は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用することができる。よって、本明細書で提示される説明及び図面は、本発明の現時点で好ましい実施形態を表し、したがって、本発明が幅広く企図する主題を表すことを、理解されたい。本発明の範囲は、当業者には明白となり得る他の実施形態を完全に包含すること、及び本発明の範囲は従って限定されないことが、さらに理解されよう。
【0136】
「A、B、またはCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、またはCのうちの1つ以上」、「A、B、及びCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、及びCのうちの1つ以上」、及び「A、B、C、またはこれらの任意の組み合わせ」など、本明細書に記載される組み合わせには、A、B、及び/またはCの任意の組み合わせが含まれ、複数のA、複数のB、または複数のCが含まれる場合がある。具体的には、「A、B、またはCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、またはCのうちの1つ以上」、「A、B、及びCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、及びCのうちの1つ以上」、及び「A、B、C、またはこれらの任意の組み合わせ」は、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AとB、AとC、BとC、またはAとBとCであり得、いずれのこのような組み合わせも、組み合わせの構成要素であるA、B、及び/またはCを1つ以上の要素を含む場合がある。例えば、AとBの組み合わせは、1つのAと複数のB、複数のAと1つのB、または複数のAと複数のBを含み得る。
図1
図2
図3A
図3B
図4
図5
図6
図7
【国際調査報告】