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KT가 그리는 5G 네트워크 구조는 ? - KT의 5G 네트워크 구조 분석
Analysis of KT's 5G network architecture
October 28, 2015 | By 손장우, 도미선 @ Netmanias (tech@netmanias.com)
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  손장우 (Harrison J. Son)

  넷매니아즈 | (주)엔앰씨컨팅그룹 대표이사

  son@netmanias.com

 

얼마전에 업계 관계자로부터 "LG U+ 이상철 부회장이 IoT에 꽂혀 있는 반면에, KT 황창규 회장은 5G에 꽂혀 있다. 벤더가 KT에 솔루션을 제안할 때는 그 솔루션이 무엇이든간에 제목에 5G가 들어가야 한다"라는 말을 들었다. 실제로 KT는 올해 국내외에서 KT가 생각하는 5G 전략, 5G 망 구조, 5G 핵심 기술에 대해 타 사업자에 비해 훨씬 적극적으로 발표를 해왔다. 시간이 지날수록 KT의 5G에 대한 그림이 구체화 되어 가고 있는데, 현재까지 release된 내용을 토대로 정리해보도록 하자.

 

그림 1. KT 5G Network Architecture (위 그림의 pdf 파일은 여기서 다운로드 하세요)  

 

1) 5G Core의 전진 배치: 많아 지고 내려간다

 

현재의 4G LTE 망은 RAN(기지국)과 Core(S/P-GW, MME)으로 나누어지는 데, Core는 이동성, 인증, 과금의 역할을 수행한다. 따라서 모든 이동통신 트래픽은 Core를 거쳐 서비스 (인터넷이나 사업자의 응용 서버)를 만난다. KT의 경우 현재 서울의 2개 사이트(구로, 혜화)에 위치하고 있다.

 

KT는 5G 시대가 되면 Core를 각 지역의 수십개의 광역 국사로 전진 배치할 계획이다. 5G Core (KT는 이를 MCU: Mobile Core Unit이라고 부른다)는 베어러 전달을 처리하는 MCU-UP (코어-사용자 평면)와 제어기능을 담당하는 MCU-CP (코어-제어 평면)으로 분리된다. MCU-CP는 원래 있던 중앙 위치의 Central Cloud (NFV)로 들어가고, MCU-UP가 수십개의 광역 국사로 내려가 Edge Cloud(NFV)내에 설치된다.

 

KT가 5G Core를 전진 배치하여 중앙집중화된 코어망을 flat and distributed core 망으로 바꾸려는 이유는 다음과 같다. 

그림 2. 5G 시대: Core (User Plane)를 각 지역의 수십개의 광역 국사로 전진 배치

  •  베어러가 종단되는 Core가 내려가면 자연스레 응용 서버들도 내려간다.
  •  5G에서는  모든 가입자가 1 Gbps로 통신할 수 있어 무선 액세스망에서 발생하는 트래픽이 엄청나다. Core가 각 지방으로 분산되고 다양한 응용 서버들(예, 비디오 캐쉬)이 분산된 Core와 같이 위치하게 되면 백홀 트래픽이 줄어 백홀 투자 비용을 절감할 수 있게 된다.
  •  또한 5G망에서는 real-time remote control 이나 auto-driving car 같은 초실시간성 서비스를 제공해야 하는 데, 이 서비스들은 트래픽량은 비디오보다는 훨씬 적지만 속성상 ultra-low delay가 요구되어 e2e delay가 수 ms 이하여야 한다. 이 또한 Core를 단말에 최대한 가깝게 내리고 코어와 초실간성 서비스 서버를 같이 위치시켜 e2e delay를 최소화할 수 있게 된다. 

그럼 모든 베어러가 분산된 Core에서 종단되는가? 중앙의 Core는 없어지는 것인가라는 의문이 생긴다. KT 관계자에 확인해보니, "모든 응용서비스가 분산된 5G Core에서 서비스 되는것은 아니고 응용 특성에 따라 달라진다"고 한다. "예를 들어 IMS 서비스는 기존처럼 중앙 Core에서 처리하고, real-time remote control 이나 auto-driving car 같은 초실시간성 서비스와 비디오 cache 같은 서비스들은 분산된 5G core에서 처리할 계획이다"고 하였다. 즉, MCU-CP와 MCU-UP는 Central Cloud에, MCU-UP는 각 지방의 Edge Cloud에 위치하게 된다.

 

2) 5G RAN: C-RAN과 Fronthaul의 재설계

3) 5G Access 망: 유무선 통합 액세스망 

4) Software-Centric Architecture: 5G RAN과 5G Core가 상용 서버상에 S/W로 구현됨

 

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김한수 2015-11-04 12:49:36

좋은 글 감사드립니다. 이 분야를 잘 몰라서 여러가지 기고문을 읽어보고 있습니다. 먼저 올리신 "CPRI (1): C-RAN의 출현과 CPRI 개요"에서 보면 DRAN의 문제점을 보완하기 위해서 CRAN이 출현한 것으로 되어 있는데, 위에 KT 5G Access 망구성도를 보면 다시 DRAN로 변경된 것처럼 보입니다. 혹시 DRAN과 AU의 차이점이 어떤 것인가요?

Netmanias 2015-11-05 16:57:59

KT가 그리는 5G RAN은 현재 LTE 망처럼 여전히 C-RAN 구조를 유지하고 있습니다. 현재의 4G C-RAN은 기지국이 DU와 RU로 분리되어 DU들을 한곳에 모아 집중화한건데, 5G로 가면서 DU-RU간 fronthaul 용량이 너무 커지게 되니까 fronthaul 대역폭이 줄어들 수 있도록 DU 기능들 (예: PHY, MAC, RLC, PDCP, S1 termination) 중 일부 기능이 cell site로 내려가는 것으로, 나머지 DU 기능들은 여전히 한곳에 모아있게 됩니다. 그 일부 기능이 무엇인가는 아직 결정되지 않았고 test되고 있습니다.


D-RAN, 현재의 4G C-RAN, 5G 시대에 고려되는 C-RAN 구조와 차이점에 관해서는 아래 그림을 참고하세요.




Jack 2015-11-04 21:42:41

좋은 자료 감사합니다. 다만 고민이 되는 부분이 OLT를 이용하여 Backhaul을 작업한 부분인데 이렇게 되는 경우 802.1AS로 Clock을 분배하면 안정도가 높을지 의문이 되기는 합니다. MACRO는 WDM으로 Overlay할 것으로 보이는데 Smallcell 같은 경우는 어떻게 될런지 궁금합니다.

그리고 5G의 경우 유무선 통합망인데 기존의 전송기능을 이용한 T-SDN은 수용방안이 없는지요? Lease Line서비스나 WholeSale의 경우 어떻게 수용할런지 망에서 궁금합니다.

노홍준 2017-07-13 17:58:41

좋은 자료 감사합니다.

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