1. O-RAN architecture
O-RAN architecture 는 O-RAN Alliance 가 개발한 세분화, 공개화, 가상화되며 지능적인 RAN architecture 이다. O-RAN architecture Reference Design specifiation 에서는 3GPP 에서 제시된 옵션들의 서브셋에서 설계되고 세분화된 RAN architecture 에 상응하는 component 들과 interface 들을 설명한다. 그리고 아래의 그림에서 제시된 모든 interface 들이 서로간에 잘 작동이 되도록 명확하게설명된다.
아래의 O-… 들은 모두 O-RAN architecutre 에서의 interface 들임을 뜻한다.
Near-Real-Time RIC 은 논리적으로 중앙집중하된 RAN 의 intelligent control 을 제공해야 한다. 그래서 Near-Real-Time RIC 은 세분화된 O-RU, O-DU, O-CU-CU 그리고 O-CU-C 부터 all-in-one O-RAN 을 준수하는 cell 까지 RAN 플랫폼을 준수하는 모든 것들을 Near-Real-Time RIC 에서 제어가 가능해야한다.
O-RAN architecture 에서, O-CU-U, O-CU-C 그리고 Near-Real-Time RIC 모두 Edge Cloud 에 호스트되어 있는 가상화 노드로 구현되어야 한다.
O-DU 는 line card 를 사용하거나 가상화된 노드로써 구현될 수 있고, Edge Cloud 에서 또는 그 밖에서 호스트될 수 있고, edge 에는 반드시 연결된 채로 cell site 들에서 분산되어 있을 수 있다.
마지막으로, O-RU들은 RF 모듈들에 특화된 요소들이고 지리적으로 분산되어있다.
1-1. Various implementation Choices in O-RAN architecture
O-RAN Reference Design specification 에는 다양한 구현의 선택 사항들을 제시하고 있다.
- 특정 소유권의 software component 들을 기반으로 한 solution 개발이 가능하면서, open source 기반의 구현에 대한 고려까지도 가능하다.
- 모든 가상화된 요소들을 개발하기 위해 CPU를 이용하는 것이 가능하면서, P4 기반의 user plane 요소들을 이용하여 솔루션들을 개발하는 것도 가능하다.
- open source 요소들로 부터의 모든 관련된 네트워크 function 들을 호스트 할 edge cloud platform 을 이용할 수도 있지만, 소유권을 가진 이미 존재하는 벤더들의 솔루션을 이용할 수도 있다.
2. ONF’s SD-RAN platform
ONF 는 구현에서의 특정 설정들을 선택하여 O-RAN architecture 에 상응하는 SD-RAN platform 을 개발했다.
- O-DU, O-CU-UP, O-CU-CP 들은 open source 로 구현된다.
- O-CU-UP 를 P4를 사용해 구현한다.
- ONF의 ONOS 기반의 Near-Real-Time RIC Controller 를 open souce 로 구현한다.
- scheduler control 과 network slicing 을 수행하도록 E2 interface 를 기반으로 확장하고, 이를 다시 O-RAN 의 specification 의 확장에 기여한다.
- 서드파티 RU 들 사이에서 작동한다.
- COTS(시장에서 판매되고 있는 시스템/소프트웨어) 와 whte-box P4-programmable 스위치들을 이용한다.
- virtualization layer, VIM 그리고 Infrastructure Management Framework 를 위해 Aether 를 사용한다.
아래의 그림은 ONF 의 SD-RAN platform architecture 를 보여준다.
2-1. ONOS RIC
1세대 ONOS 는 높은 가용성, 성능 그리고 확장성의 측면에서 open source SDN control plane 을 이끌어왔다. 그리고 현재에는 microservices architecutre 기반의 ONO가 다음 세대로 이 때에 ONOS RIC 은 이 개발의 주요 역할을 담당한다.
해당 architecture 는 새로운 제어와 구성 interface, 표준들을 제시하고, 클라우드 기반, micro-service 들에서 잘 적응적으로 수행하고, throughput 과 control-loop 를 구현하는 latency 둘 다의 측면에서 가용성이 높고, 동적으로 확장되며 성능이 높다는 발전을 가져온다.
ONOS RIC 은 논리적으로 중앙집중화된 SD-RAN controller 에서 작동되고 여러 요소들을 조합하여 microservices architecture 에 적용된다.
- Certificate Manager : 네트워크 환경에서 안전하게 상호작용하는 데에 필요한 CA 그리고 인증서 관리를 제공한다.
- Topology Manager : network infrastructure devices 와 이들 간의 상호 연결성의 inventory 를 추적하여 platform 과 응용 프로그램의 나머지 부분에 대한 네트워크 환경의 공유된 view 를 제공한다.
- Configuration Manager : 여러 network infrastructer devices 에서 atomic configuration operation 의 검증, 롤백, 추적을 용이하게 하여 일관된 네트워크 운영을 유지하게 한다.
- RAN Control Manager : 명시된 latency limit 내에서 O-RAN 인터페이스들로 mobile infrastructure devices 와 nodes 를 구성하고 RRM 및 네트워크 최적화를 제어하도록 한다.
- Distributed Store : 여러 전략들을 사용하여 데이터를 저장하고 접근하기 위한 core systems 와 응용 프로그램 서비스들을 제공한다. 그 시스템은 캐쉬를 관리하고 효율적이고 용이한 사용을 위한 자료구조를 제공하기 위한 client-side 라이브러리들을 포함한다.
위의 그림은 high-level 의 ONOS RIC architecture 로 ONOS RIC 은 높은 가용성과 확장성을 위해 multi-cluster opration 을 가능하게 한다.
ONOS 는 R-NIB 을 유지하기 위해 분산된 데이터의 저장을 제공하고, microservices 환경에서 topology, control 그리고 configuration manager 들 뿐만 아니라 messaging infrastructure 도 제공한다. 이는 여러개의 RAN 응용 프로그램들로부터 발산하는 갈등들을 해결하기 위한 갈등 결정안을 지원하기위함을 의도한다.
1. O-RAN architecture
O-RAN architecture 는 O-RAN Alliance 가 개발한 세분화, 공개화, 가상화되며 지능적인 RAN architecture 이다. O-RAN architecture Reference Design specifiation 에서는 3GPP 에서 제시된 옵션들의 서브셋에서 설계되고 세분화된 RAN architecture 에 상응하는 component 들과 interface 들을 설명한다. 그리고 아래의 그림에서 제시된 모든 interface 들이 서로간에 잘 작동이 되도록 명확하게설명된다.
아래의 O-… 들은 모두 O-RAN architecutre 에서의 interface 들임을 뜻한다.
Near-Real-Time RIC 은 논리적으로 중앙집중하된 RAN 의 intelligent control 을 제공해야 한다. 그래서 Near-Real-Time RIC 은 세분화된 O-RU, O-DU, O-CU-CU 그리고 O-CU-C 부터 all-in-one O-RAN 을 준수하는 cell 까지 RAN 플랫폼을 준수하는 모든 것들을 Near-Real-Time RIC 에서 제어가 가능해야한다.
O-RAN architecture 에서, O-CU-U, O-CU-C 그리고 Near-Real-Time RIC 모두 Edge Cloud 에 호스트되어 있는 가상화 노드로 구현되어야 한다.
O-DU 는 line card 를 사용하거나 가상화된 노드로써 구현될 수 있고, Edge Cloud 에서 또는 그 밖에서 호스트될 수 있고, edge 에는 반드시 연결된 채로 cell site 들에서 분산되어 있을 수 있다.
마지막으로, O-RU들은 RF 모듈들에 특화된 요소들이고 지리적으로 분산되어있다.
1-1. Various implementation Choices in O-RAN architecture
O-RAN Reference Design specification 에는 다양한 구현의 선택 사항들을 제시하고 있다.
- 특정 소유권의 software component 들을 기반으로 한 solution 개발이 가능하면서, open source 기반의 구현에 대한 고려까지도 가능하다.
- 모든 가상화된 요소들을 개발하기 위해 CPU를 이용하는 것이 가능하면서, P4 기반의 user plane 요소들을 이용하여 솔루션들을 개발하는 것도 가능하다.
- open source 요소들로 부터의 모든 관련된 네트워크 function 들을 호스트 할 edge cloud platform 을 이용할 수도 있지만, 소유권을 가진 이미 존재하는 벤더들의 솔루션을 이용할 수도 있다.
2. ONF’s SD-RAN platform
ONF 는 구현에서의 특정 설정들을 선택하여 O-RAN architecture 에 상응하는 SD-RAN platform 을 개발했다.
- O-DU, O-CU-UP, O-CU-CP 들은 open source 로 구현된다.
- O-CU-UP 를 P4를 사용해 구현한다.
- ONF의 ONOS 기반의 Near-Real-Time RIC Controller 를 open souce 로 구현한다.
- scheduler control 과 network slicing 을 수행하도록 E2 interface 를 기반으로 확장하고, 이를 다시 O-RAN 의 specification 의 확장에 기여한다.
- 서드파티 RU 들 사이에서 작동한다.
- COTS(시장에서 판매되고 있는 시스템/소프트웨어) 와 whte-box P4-programmable 스위치들을 이용한다.
- virtualization layer, VIM 그리고 Infrastructure Management Framework 를 위해 Aether 를 사용한다.
아래의 그림은 ONF 의 SD-RAN platform architecture 를 보여준다.
2-1. ONOS RIC
1세대 ONOS 는 높은 가용성, 성능 그리고 확장성의 측면에서 open source SDN control plane 을 이끌어왔다. 그리고 현재에는 microservices architecutre 기반의 ONO가 다음 세대로 이 때에 ONOS RIC 은 이 개발의 주요 역할을 담당한다.
해당 architecture 는 새로운 제어와 구성 interface, 표준들을 제시하고, 클라우드 기반, micro-service 들에서 잘 적응적으로 수행하고, throughput 과 control-loop 를 구현하는 latency 둘 다의 측면에서 가용성이 높고, 동적으로 확장되며 성능이 높다는 발전을 가져온다.
ONOS RIC 은 논리적으로 중앙집중화된 SD-RAN controller 에서 작동되고 여러 요소들을 조합하여 microservices architecture 에 적용된다.
- Certificate Manager : 네트워크 환경에서 안전하게 상호작용하는 데에 필요한 CA 그리고 인증서 관리를 제공한다.
- Topology Manager : network infrastructure devices 와 이들 간의 상호 연결성의 inventory 를 추적하여 platform 과 응용 프로그램의 나머지 부분에 대한 네트워크 환경의 공유된 view 를 제공한다.
- Configuration Manager : 여러 network infrastructer devices 에서 atomic configuration operation 의 검증, 롤백, 추적을 용이하게 하여 일관된 네트워크 운영을 유지하게 한다.
- RAN Control Manager : 명시된 latency limit 내에서 O-RAN 인터페이스들로 mobile infrastructure devices 와 nodes 를 구성하고 RRM 및 네트워크 최적화를 제어하도록 한다.
- Distributed Store : 여러 전략들을 사용하여 데이터를 저장하고 접근하기 위한 core systems 와 응용 프로그램 서비스들을 제공한다. 그 시스템은 캐쉬를 관리하고 효율적이고 용이한 사용을 위한 자료구조를 제공하기 위한 client-side 라이브러리들을 포함한다.
위의 그림은 high-level 의 ONOS RIC architecture 로 ONOS RIC 은 높은 가용성과 확장성을 위해 multi-cluster opration 을 가능하게 한다.
ONOS 는 R-NIB 을 유지하기 위해 분산된 데이터의 저장을 제공하고, microservices 환경에서 topology, control 그리고 configuration manager 들 뿐만 아니라 messaging infrastructure 도 제공한다. 이는 여러개의 RAN 응용 프로그램들로부터 발산하는 갈등들을 해결하기 위한 갈등 결정안을 지원하기위함을 의도한다.
