이 블로그는 ACG Research에서 처음 게시했습니다. 

지금부터 살펴보겠습니다. 5G 엑스홀 전송은 복잡할 수 있습니다. 전통적인 백홀 이외에도 복잡한 계획 요구 사항을 가지는 프런트홀과 새로운 미드홀도 있습니다. 3G/4G와 비교할 때 5G, 네트워크 슬라이싱의 새로운 요구사항 그리고 지원해야 하는 다양한 새로운 인터페이스의 경우 훨씬 엄격한 지연 시간, 타이밍 및 동기화 제약을 가집니다. 허술하게 계획된 5G 전송 네트워크는 최적화되지 않은 네트워크로 구현될 수 있으며 그 결과 CAPEX(자본 지출)가 급증하고 운영 측면에서 심각한 문제가 발생합니다. 이 경우 최종 사용자 즉 사람과 기계(IoT)가 요구하는 서비스 성능과 체감 품질을 충족시킬 수 없습니다.

5G 전송 네트워크를 간소화하고 미래 경쟁력이 보장되도록 만들 수 있는 방법은 없을까요? 이 블로그에서는 이 질문에 대한 답변을 제시합니다. 바로 네트워크 계획 책임자를 올바른 방향으로 안내하는 지침을 제공하여 엑스홀 전송 네트워크를 간소화하고 미래 경쟁력을 높일 수 있도록 합니다.

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지침 1: 서비스 계층을 통합하라

5G 네트워크의 경우 서비스 계층의 수가 적을 수록 더 좋은 결과를 가집니다. 서비스를 IP, 이더넷, ONT 및 DWDM과 같은 다중 계층에 집어넣는 대신 전략적으로 이들 중 한 계층만을 선택합니다. 특히 네트워크 슬라이싱이 사용되는 경우 이것이 더욱 중요합니다. 그 이유가 무엇일까요? 네트워크 슬라이싱은 이미 복잡합니다. 네트워크 슬라이싱을 위해 종단 간에 걸쳐 하나의 기술을 운용하면 더 간편하고 편리하게 네트워크를 프로비저닝하고 유지할 수 있습니다.

셀 사이트에서 코어 사이트까지 매끄러운 서비스 계층(L2 및 L3 서비스 모두 제공)을 제공한다는 측면에서 IP만한 것이 없으며 IP는 견고한 집선 기능도 보유합니다. 서비스 계층이 다른 기술들로 합쳐진 경우 종단 간에 걸쳐 이들을 프로비저닝하고 관리하는 것은 항상 어렵습니다.

IP/MPLS는 관리하기가 까다로울 뿐만 아니라 RSVP 및 LDP와 같은 무거운 신호 처리 프로토콜로 비대해져 네트워크를 복잡하게 만듭니다. 소스 기반 라우팅을 사용하는 세그먼트 라우팅 덕분에 IP/MPLS는 이러한 프로토콜 없이도 관리가 간편하고 편리해졌습니다. 게다가 EVPN은 VNP 계층의 생성을 간소화합니다. 이와 더불어 세그먼트 라우팅과 EVPN은 엑스홀 네트워크를 대폭 간소화할 수 있습니다. 즉 둘 중 하나만 권장되며 슬라이싱을 만드는 간편한 접근법입니다.

지침 2: 타이밍, 동기화 및 지연 시간을 위한 설계를 채택하라

일반적으로 전송 영역에서 지연 시간이 낮을수록 좋으며 2종의 지연 시간을 고려해야 합니다.

  1. 첫 번째 종단 간 지연 시간은 통신 사업자, 모바일 사업자 및 도매 사업자가 제공하는 서비스 유형에 따라 달라집니다. 예를 들어 urLLC(ultra-reliable low-latency communication)는 eMBB(enhanced mobile broadband)와 비교할 때 수 밀리초 단위의 훨씬 엄격한 지연 시간 요구 사항을 필요로 합니다. 이러한 지연 시간을 충족시키려면 최종 사용자 장비 가까운 곳에 에지 데이터 센터를 구축하고 TSN(시간 민감형 네트워킹)을 구현하는 것을 고려해야 합니다.
  2. 두 번째 지연 시간은 C-RAN의 프런트홀과 관련이 있습니다. 이 지연 시간은 100마이크로초 이하의 범위에 있으며, DU(Distributed Unit)가 무선 사이트에서 얼마나 멀리 떨어져 위치해야 하는지를 결정합니다.

지연 시간 이외에 타이밍과 동기화도 5G 전송의 핵심 요구 사항입니다. 패킷 기반 기술이 동기화에 영향을 줄 수있는 지연 시간과 지터 측면에서 최선의 기술은 아니지만, 이더넷과 관련된 IEEE의 TSN(시간 민강혐 네트워크)과 IP와 관련된 IETF의 DetNet과 같은 이니셔티브는 지터, 원더 및 시분할 측면에서 이러한 패킷 기술을 더욱 예측 가능하게 만들며 따라서 타이밍 및 동기화 패킷을 전송하는데 적합합니다.

부상하는 OIF 표준 중 하나인 FlexEthernet은 이더넷 계층에서 리소스 분할과 같은 TDM과 예측 가능한 서비스 보장 기능을 제공할 수 있습니다. 초저 지연 시간 서비스를 위해 FlexEthernet은 서비스 공급자가 사용할 수 있는 옵션 중 하나입니다.

전송 장비는 프런트홀 애플리케이션을 위한 최소 C등급의 높은 정밀도로 ITU-T G.8275.1 프로파일을 사용하여 경계 클럭 기능을 지원해야 합니다.

엑스홀 전송의 엄격한 타이밍 및 동기화 요구 사항으로 인해 네트워크에서 T-GM(Telecom Grandmaster)을 신중하게 배치해야 합니다. C-RAN은 동기화 무선 사이트의 시간을 기록하기 위해 중앙 위치에서 많은 분산형 클럭을 필요로 합니다. 전송 장비가 T-GM과 GNSS(글로벌 항법 위성 시스템) 수신기 기능을 지원하는 경우 외부 T-GM 클럭에 대한 요구를 크게 줄일 수 있어 유연성을 크게 증가시키고 CAPEX를 대폭 절감할 수 있습니다.

5G 엑스홀 전송을 위해 설계하는 경우 데이터 센터, CU(Centralized Unit) 및 DU의 배치를 결정하기 위해 서비스에서 필요로 하는 지연 시간을 아는 것이 매우 중요합니다. 더 중요한 것은 패킷 기반 프런트홀을 사용하는 경우 지터뿐 아니라 지연 시간을 완화하기 위해 사용 가능한 옵션을 파악해야 합니다.

지침 3: 자동화, 오케스트레이션 및 분석은 5G를 위한 핵심 요소이다

네트워크 슬라이싱이 무선, 전송 및 코어와 같은 다중 무선 및 유선 도메인을 횡단함에 따라 5G는 이러한 다른 계층 전반에서 서비스를 관리하기 위해 지능형의 데이터 중심 자동화와 오케스트레이션 기능을 필요로 합니다. 이러한 환경에서는 효율적인 전송을 위해 고려해야 하는 여러 요소가 있습니다.

  1. CLI(명령줄 인터페이스)를 사용하여 수동으로 프로비저닝하는 경우 시간이 많이 소모되고 오류 발생율이 높아 미래 경쟁력을 높이는 자동화로 가는 것이 어렵습니다. 이와 달리 개방형 YANG 모델과 함께 NETCONF를 사용하는 모델 기반 자동화는 미래 경쟁력이 보장된 구현이 쉬운 기술이며 SDN 컨트롤러 및 오케스트레이션 시스템과 바로 통합할 수 있습니다. SDN 컨트롤러를 사용하는 중앙식 지능형 기술은 중앙 위치에서 LSP를 트래픽 엔지니어링하는데 도움이 되기 때문에 선호됩니다.
  2. 종단 간 슬라이싱에 대한 가시성이 없는 슬라이싱보다 끔직한 것은 없습니다. 오케스트레이션 도구는 IGP, BGP, gNMI(gRPC), SNMP, Syslog, NetFlow 등과 같은 다중 계층 전반에서 풍부한 성능 가시성을 제공해야 합니다. 그런 후 폐쇄 루프 자동화와 함께 머신 러닝을 활용하여 네트워크에서 예방적 수정 수치를 수행할 수 있어 슬라이싱의 서비스 품질을 보장할 수 있습니다.

지침 4: 현명하게 전송 장비를 선택하라

전송 장비를 선택할 때는 다음을 고려해야 합니다.

  • 엑스홀 전송 측면에서 라우터는 필수 IP 기능뿐 아니라 4G에서 5G로의 매끄러운 진화를 지원하는 데 필요한 추가적인 기능도 지원해야 하며 그러한 기능으로는 TSN, eCPRI, RoE 포함 CPR, L1 Offload 및 F1이 있습니다.
  • 고밀도 10/25GbE는 네트워크 고밀화를 위해 필요한 인프라를 제공합니다.
  • 100/200/400GbE NNI 인터페이스는 5G에서 필요로 할 대역폭 확장성을 제공합니다.
  • 타이밍 및 동기화 측면에서 장비는 최소 C등급의 정밀도로 G.8275.1을 사용하여 T-GM, 경계 클럭 기능 및 GNSS 수신기를 지원해야 합니다.
  • 슬라이싱 측면에서 장비는 세그먼트 라우팅과 같은 소프트 슬라이싱과 FlexEthernet과 같은 하드 슬라이싱 모두를 지원할 수 있는 유연성을 가져야 합니다.
  • 자동화 측면에서 라우터 및 관리 시스템은 IGP, BGP, SNMP, NetFlow, gNMI(gRPC) 및 Syslog를 포함하여 다중 계층 전반에서 NETCONF/YANG과 강력한 데이터 중심 분석 기능을 사용하여 자동화를 지원해야 합니다. 이러한 기능은 지능형 폐쇄 루프 자동화를 활용하여 광 계층에서 패킷 스위칭 및 라우팅 계층까지 종단 간에 걸쳐 가시성을 제공합니다.

앞에서 설명했듯이 5G 엑스홀 전송은 기능이 풍부한 장비와 잘 통합된 자동화 및 오케스트레이션 플랫폼을 갖춘 솔루션 수준의 접근법을 필요로 합니다. Ciena는 Blue Planet Automation 소프트웨어와 완벽하게 통합되는 혁신적인 Adaptive IPTM 포트폴리오와 함께 완전하고 개방된 솔루션을 제공합니다. 또한 분석 중심의 다중 도메인 및 다중 공급업체 폐쇄 루프 오케스트레이션 계층에서 제공하는 간소화되고 개방된 IP 프로토콜 집합으로 5G 엑스홀 전송을 간소화합니다.