5G 미드홀 네트워크에 대한 최신 정보
왜 표준 기반의 개방형 전송 네트워크일까요?
네트워크 사업자가 표준 기반의 개방형 엑스홀(프런트홀, 미드홀, 백홀) 전송 네트워크를 원하는 이유가 무엇일까요? 글로벌 네트워크 인프라의 다른 모든 영역과 마찬가지로 모바일 및 도매 사업자 모두에게 더 넓고 더 안전한 공급업체 공급망을 제공하기 때문입니다. 수요와 공급의 경제 모델에 근거하여 광대한 공급업체 생태계는 경쟁으로 인해 공급업체 종속성 문제를 해소하고 빠른 혁신의 주기를 실현하며 저렴한 가격 구조를 제공합니다. 또한 표준 기반의 개방형 엑스홀 전송 네트워크는 다크 파이버를 포기해야 하는 도매업자로부터 벗어나 기존 4G 프런트홀에서 자주 있는 경우이지만 오늘날 도매 백홀 서비스와 유사한 표준 기반 패킷 네트워크 서비스로 전환하게 하여 수익성 높은 도매 시장을 만듭니다.
미드홀은 무엇이며 모바일 네트워크의 어떤 곳에 위치할까요?
전통적인 모바일 네트워크 기지국은 셀 사이트 기초부에 하드웨어 기반 BBU(Baseband Unit)를 설치하며 이 장비는 셀 사이트 타워 상부에 설치된 다중 RU(Radio Unit) 에 연결됩니다. BBU는 기저대역 무선 주파수(RF) 신호를 생성 및 처리하고 RU는 BBU 디지털 신호를 아날로그 무선 주파수 신호로 변환한 후 안테나를 통해 공중파로 전송합니다. 여러 세대의 모바일 네트워크 기술을 통해 이 기능적 분할은 근본적으로 동일하게 수행되었습니다.
가상화 RAN(vRAN) 측면에서 보면 DC 및 CU 작업 부하를 가상화하는 x86 CPU를 지원하기 위해 특정 상용 하드웨어 가속기가 필요할 것입니다. 이러한 가속기는 FEC(순방향 오류 정정)와 같은 L1 상위 물리 처리를 수행하고 IEEE 1588 PTP(패킷 타이밍 프로토콜) 및 SyncE(동기화 이더넷) 요구 사항을 충족시키기 위해 필요합니다.
4G 프런트홀 인터페이스는 기존 폐쇄형 독점 CPRI(Common Public Radio Interface)에서 O-RAN 7.2x 프런트홀 사양에 기반한 새로운 표준 기반의 개방형 프런트홀 인터페이스로 진화하게 될 것입니다. O-RAN 7.2x 프런트홀은 완전히 패킷 기반이기 때문에 관련 전송 네트워크는 광범위하고 공통적으로 사용되는 이더넷 전송 기술을 활용하여 프런트홀 페이로드를 전달할 수 있습니다.
5G 무선 시스템 분리로 인해 새로운 3GPP F1 인터페이스를 통해 DU를 CU로 연결하는 새로운 패킷 기반 미드홀 인터페이스도 구현될 것입니다. F1 인터페이스에 대한 지연 시간 및 지터 요구 사항이 O-RAN 7.2x 프런트홀 요구 사항만큼 엄격하지 않기 때문에 F1 페이로드를 IP/MPLS, 세그먼트 라우팅 및 E-VPN과 같은 다른 패킷 기반 전송 메커니즘으로 전송할 수 있습니다. CU는 CU-UP(CU User Plane)와 CU-CP(CU Control Plane)로 추가적으로 분리될 것이며, 이 두 평면은 각각 F1-U및 F1-C 인터페이스를 통해 DU에 연결됩니다(아래 그림 참조). CU-UP 및 CU-CP 간 연결은 새로운 3GPP E1 인터페이스로 연결됩니다. 미드홀 전송 네트워크는 네트워크 사업자의 특정 요구에 따라 허브 및 스포크, 메시 및 링과 같이 매우 다양한 토폴로지를 사용하여 구현될 수 있습니다.
그림 2: 분리된 5G 및 ng-LTE 무선 시스템 인터페이스(참조: 3GPP TS 38.401, TS 37.470)
미드홀 전송 네트워크 성능 요구 사항은 5밀리초 이하의 지연 시간과 최대 100km의 전송 거리를 지원할 것으로 예상됩니다. 미드홀은 처음에 10GbE를 지원하고 더 높은 용량의 DU 시스템으로 25GbE 또는 50GbE 속도로 전환하는 방식으로 다양한 이더넷 인터페이스 속도를 지원할 수 있습니다. 모바일 네트워크에 대한 더 빠른 파일 첨부 및 네트워크에 대한 사용자 장비 간 더 빠른 데이터 응답성과 같은 뛰어난 사용자 경험을 전달하기 위해 3GPP F1 인터페이스를 TSN(시간 민감형 네트워킹) 또는 FlexE/G.mtn과 같은 예측 가능한 이더넷 전송 기술을 통해 전송되는 것이 선호됩니다.
Remus Tan 씨는 Ciena
제품 라인 관리자이며 Ciena 5G 네트워크
솔루션을 책임지는 가정용 모바일
네트워킹 전문가입니다. 저는
새로운 미드홀 네트워크와 관련된
난관과 기회에 대해 Tan 씨가 어떤
의견을 가지고 있는지
물어보았습니다. Tan 씨는 이렇게
말합니다. “3GPP와 O-RAN 표준이
성숙해짐에 따라 상호 운영
가능한 다중 공급업체 5G NR(New Radio)
제품을 보게 될 것입니다. 이러한
제품은 최신 사양에 기반하여
완전하게 분리되고 가상화된 RAN을
지원하며 합리적인 가격으로
규모에 따라 상업적으로 구축될
수 있습니다. 2021년에는 더욱
분리된 vRAN 구축이 시작되며 이와
동시에 새로운 엑스홀 전송
네트워크 장비 투자가 발생하게
될 것입니다. Ciena는 최근 5G 엑스홀
라우터를 출시했으며 이를 통해
이 새로운 분리된 vRAN 인프라
구축을 선도할 수 있는 유리한
위치에 서게 되었습니다.”
RAN 시대 개막
산업은 이제 새롭게 부상하는 미드홀 네트워크가 표준 기반의 개방성을 가지도록 해야 하며, CPRI 기반 프런트홀 사례처럼 폐쇄되고 독점적인 시대로 후퇴하지 않도록 힘을 합쳐야 합니다. 다행히 3GPP와 O-RAN Alliance와 같이 조직들이 이 공동의 목표를 위해 노력하고 있습니다. 표준 및 개방성 사양은 표준 기반의 개방형 미드홀 네트워크와 앞에서 설명한 비즈니스 이점을 직접적으로 지원합니다.
그렇다면 백홀은 무엇일까요?
이 블로그에 지속적으로 관심을 가져주시기 바랍니다. 엑스홀 네트워크에 대한 3부 시리즈 중 최종회에서는 4G/5G 백홀을 다루도록 하겠습니다.