1. RAN??
우선 SD-RAN에 대해 알아보기전 아주 간단하게 RAN에 대해서 알아보고자 한다. RAN 은 Radio Access Network 의 줄인 말로 "무선 접근 네트워크" 를 의미한다. 다르게 말해서 무선환경에서의 네트워크 통신을 뜻한다고 할 수 있다. 여러가지들을 공부하게 될 SD-RAN 은 소프트웨어로 정의된 RAN 을 뜻하게 된다.
2. Cellular Network
cellular network 는 지난 40년간 사회속에서 자리를 잡아왔다. 새로운 서비스들과 application 들이 지속적으로 나타날 뿐만 아니라 cellular network 에 대한 새로운 요구사항들이 계속적으로 증가함에따라 해결하도록 발전해오고 있다. 그 결과로 대략 10년마다 새로운 표준이 정의되고 있다.
최근까지는 voice(음성), broadband(광대역) 에 초점을 맞춘 발전이었는데 이는 cellular network 에서 traffic 의 다양성과 양이 급증하고 신규 모바일 가입 성장률이 감소하며 ARPU(Average Revenue Per User) 의 평탄화를 보이게 되었다. 여기서 앞으로의 발전에 대해 두 가지의 중요한 개발의 결과들을 생각해보아야 한다.
2-1. 두 가지의 중요한 개발 결과
- 5G 의 개발 방향성
과거의 voice(음성) 과 broadband(광대역) 뿐만 아니라 저지연(low-latency), 미션-크리티컬(mission-critical) 그리고 대용량 기계형 통신(massive machine-type communications) 등의 다양한 비즈니스 분야들을 최적으로 지원하기 위해 적응적이고 동적인 네트워크로 개발할 필요가 생겼다.
- 단체들의 개발 전략 변화
기존의 단체들은 CAPEX 와 OPEX 소비는 낮추면서 빠른 발전과 새로운 서비스들에 참여하기 위해 disaggregation, NFV, SDN 그리고 cloud principles 를 기반으로 개발 전략을 바꾸게 되었다.
2-2. 개발 전략들의 변화가 어떻게 작용을?
동적인 생성과 use-case 들에 최적화된 network slice 들의 생명주기 관리들을 위한 cellular core 에서의 disaggregation(세분화), user-control plane 들의 분리, 서비스 지향적인 architecture 로의 변화를 가져왔다. 그러나 RAN 만큼은 여전히 변화를 갖지 못했다.
2018년, 많은 모바일 네트워크 기관들은 O-RAN 연합(O-RAN Alliance) 을 만들어 적응적이고 동적이며, 좋은 성능과 효율적인 비용으로 운영하는 것을 추구하는 오픈되고 지능적인 RAN architecture 를 제공하는 것을 목표로 두었다.
2-2-1. Network Slice
Network Slice 란 이름 그대로 Network 를 Slice 한다 즉, 네트워크를 여러 개로 나누는 기술이다. 동일한 물리 네트워크 구조에서 가상화된 독립적인 논리망에서 다중화를 가능하게 하는 architecture 이다. 결국, 물리적인 하나의 네트워크를 가상화하여 분할해 다수의 네트워크처럼 쓸 수 있게 한다. 이를 통해 동일 네트워크 하에서 각각의 application 들이 독립적인 네트워크에서 다른 application 들의 영향을 받지 않으면서도 보장된 품질로 작동할 수 있다.
3. SD-RAN 의 등장
1번에서 설명했듯 SD-RAN 은 소프트웨어로 정의된 RAN 을 뜻한다. 결국 SD 는 Software-Defined 의 약자로 다른 카테고리에서 공부했던 SDN(Software Defined Network) 의 SD 와 같은 의미를 가진다. SDN 에서는 유선 네트워크 환경에서의 Software-Defined 에 대해 공부를 해보았다면 SD-RAN 에서는 무선 네트워크 환경인 RAN 에서의 Software-Defined 에 대해 공부를 해보려고 한다.
3-1. SD-RAN 의 시작
ONF 는 2015년부터 프로그래밍 가능한 software-defined RAN 을 추구해왔다. 그러다 2016년 ProgRAN 이라 불리는 ONOS-controlled RAN slicing solution 이 ONF community 에 의해 개발되었고, ONF 의 mobile telco edge cloud 플랫폼 M-CORD 로 통합되었다. 그리고 2019년 ONF 는 O-RAN Alliance 에 합류하게 되고, 기존의 많은 기관, 단체들의 정보들의 공유와 이전의 경험, 전문성들과 함께 O-RAN architecture 와 3GPP 표준에 맞는 RAN 플랫폼 "SD-RAN" 개발에 참여하게 되었다.
ONF 의 SD-RAN 은 오픈된 플랫폼이며 interfaces, disaggregation(세분화), virtualization(가상화), software-defined control(소프트웨어로 정의된 제어), 그리고 cloud principles(클라우드 원칙) 의 요소들을 고려한 채로 개발이 되었다.
이 과정에서 ONF 는 O-RAN Alliance, O-RAN Software Community 와 긴밀하게 협업하여 개발을 수행하였다.
3-1-1. O-RAN architecture
O-RAN architecture 는 클라우드 기반의 RAN architecture 로, ONF 에서는 Aether, ONOS(Open Networking Operating System) 와 같은 플랫폼들에서 이미 잘 적용되어있고 배포가 많이 되어있는 architecture 이다.
3-1-2. 3GPP
3rd Generation Partnership Project 의 약자로 이동통신 관련 단체들 간의 공동 연구 프로젝트로 전 세계적으로 적용 가능한 3세대 이동통신 시스템 규격의 작성을 목적으로 한다. 진보된 GSM(Global System of Mobile communication) 규격에 기반을 두고 있으며, Radio(무선) 과 Core Network(코어 네트워크), Service Architecture(서비스 구조)를 모두 표준화 범위에 포함시키고 있다.
