5G 코어 네트워크로의 진화

모바일 네트워크 세대는 사용되는 기술, 데이터 전송 속도, 네트워크 대기 시간 등 몇 가지 요소를 기준으로 정의됩니다.

1세대 네트워크에서는 기본 무선 음성 통화가 도입되었습니다. 2세대의 경우 단문 메시지 서비스(SMS)와 멀티미디어 메시지 서비스(MMS)가 도입되었으며, 3세대에는 데이터 전송 속도가 초당 200킬로비트(kps)에서 초당 40메가비트(Mbps)로 크게 향상되었습니다. 4세대에 들어와서는 새로운 기능들이 도입되었고 데이터 속도는 100Mbps로 2배 이상 증가했습니다. 그리고 이제 5세대 네트워크는 초당 10기가비트(Gbps) 시대를 앞두고 있습니다.

5G 네트워크는 속도와 신속성을 향상시켜 거의 실시간에 가까운 경험을 제공할 것입니다. 5G가 4G와 다른 주요 차별화 요소는 제곱킬로미터당 최대 100만 개의 연결을 지원할 수 있다는 점입니다. 이는 스마트 시티, 스마트 홈, 자율주행 차량, 늘어나는 사물인터넷(IoT)을 지원하는 데 필요한 수준의 밀도입니다. 소비자와 기업의 기대 수준이 지속적으로 변화하면서 4G 네트워크 기능에 대한 수요가 계속해서 증가하고 있습니다. 이에 5G라는 최신 세대 기술에 대한 수요와 이를 통해 제공되는 기회 때문에 많은 통신 서비스 공급업체들이 현재 4G에서 5G 코어 네트워크로 전환하고 있습니다.

5G가 이전 세대들과 차별화되는 것은 다음 세 가지 활용 사례 범주를 지원하기 때문입니다.

향상된 모바일 브로드밴드(eMBB)

5G는 대역폭 할당과 처리량을 높여 멀티미디어 경험을 향상시킵니다.

초고신뢰, 저지연 통신(uRLLC)

5G는 1밀리초 이하의 대기 시간을 통해 대기 시간을 허용하지 않는 미션 크리티컬 애플리케이션에 대한 업종별 요구 사항을 지원합니다.

대규모 사물 통신(mMTC)

5G는 대량의 기기가 네트워크 과부하 없이 비용 효율적이고 강력한 연결을 유지할 수 있도록 지원합니다.

5G가 만들어낼 새로운 비즈니스 기회는 폭넓게 산업 전반으로 확산됩니다. 이러한 비즈니스 기회의 예는 다음과 같습니다.

자동차

예측적 유지 관리, 공유 기반 자율주행차, 운전자 보조 시스템

에너지

예측적 인프라 유지 관리, 그리드 운영과 스토리지, 스마트 미터링

금융 서비스

거래, 개인 재무관리 계획, 사기 감지, 고객 운영

보건 의료

강화된 진단 및 이미지 분석, 팬데믹 조기 감지

제조

공정 수정과 최적화, 주문형 생산

유통/소비자

맞춤형 생산, 수요 예측과 분석, 배송

통신, 미디어, 엔터테인먼트

네트워크 유지 관리와 최적화, 자가 학습 보안, 신경망, 맞춤형 콘텐츠

운수/물류

자율주행 트럭 및 배송, 교통 흐름 관리

3세대 파트너십 프로젝트(3GPP)에서는 서비스 공급업체가 5G 코어 네트워크로 전환할 수 있는 여러 옵션을 제시했습니다. 옵션 1은 4G 네트워크를 소유한 서비스 공급업체들의 현황입니다.

옵션 1

LTE(Long-Term Evolution) 무선 액세스 네트워크를 갖춘 독립형 EPC(Evolved Packet Core)(EPC는 4G 코어를 가리키는 업계 용어). 4G에서 5G로의 전환이 시작되는 지점입니다.

옵션 2

새로운 5G 무선 네트워크를 갖춘 새로운 독립형 5G 코어. 옵션 2는 새로운 네트워크 구현(그린필드 서비스 공급업체라고 함)을 위한 것으로, 4G 네트워크를 이미 갖춘 공급업체(브라운필드 서비스 공급업체라고 함)를 위한 궁극적인 최종 단계입니다.

옵션 3

EPC와 LTE 네트워크를 유지하고 새로운 5G 무선 네트워크 기술을 추가합니다. 

옵션 4

기존 LTE 네트워크를 eLTE(Enhanced LTE)로 업그레이드하고 5G 코어와 새로운 5G 무선 기술을 도입합니다. eLTE 네트워크는 사용자 플레인의 일부를 형성하지만(5G 네트워크의 확장) 컨트롤 플레인의 일부는 아닙니다.

옵션 5

기존 네트워크를 eLTE로 업그레이드하고 새로운 5G 코어를 추가합니다.

옵션 7(참고: 옵션 6은 없음)

기존 LTE 네트워크를 eLTE로 업그레이드하고 5G 코어와 새로운 5G 무선 네트워크 기술을 도입합니다. 이 아키텍처는 옵션 4와 유사하지만 여기서는 eLTE 네트워크도 컨트롤 플레인의 일부입니다. 

옵션 1, 2, 5는 무선 액세스 네트워크가 한 개뿐인 "독립형" 옵션 그룹에 속합니다. 이들 옵션은 이상적인 옵션으로 간주되지만 대부분의 서비스 공급업체들은 기존 투자를 보존하고 새로운 네트워크 인프라에 대한 신규 지출의 속도를 억제하기 위해 처음에는 비 독립형 시나리오를 선택했습니다. 옵션 2는 엔드 투 엔드 5G 네트워크에서 이상적인 결과입니다. 

5G 코어는 독립적인 확장을 허용하는 직교 방식의 서비스 기반 아키텍처를 갖추고 있는 반면, EPC 기능의 경우 책임이 중복되고 포인트 투 포인트(point-to-point) 아키텍처를 기반으로 합니다. 5G 코어를 사용할 경우 컨트롤 플레인 상호 작용을 위한 메시지 버스 개념을 사용하여 새로운 기능을 더 간편하게 통합할 수 있습니다. 5G 코어는 고도의 유연성을 위해 하이퍼 텍스트 전송 프로토콜(HTTP/2) 조회를 사용하는 RESTful(Representational State Transfer) 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)를 구현합니다. 

5G 코어는 배포와 확장이 가능하며 민첩한 클라우드 네이티브 방식이어야 합니다. 4G 코어는 5G 코어와 같은 서비스를 제공할 수 없습니다. 컨테이너 기반의 클라우드 네이티브 네트워크는 5G의 잠재력을 실현하는 데 가장 적합합니다. 5G 코어에 대한 클라우드 네이티브 접근 방식에는 컨테이너 기반 기술을 사용하여 기존 애플리케이션을 리팩토링하고 새로운 코어 네트워크 애플리케이션을 마이크로서비스 컬렉션으로 설계하는 작업이 포함됩니다.

컨테이너 기반 기술을 사용한다는 것은 5G 코어 애플리케이션을 구성하는 마이크로서비스가 운영에 필요한 모든 것과 함께 패키지로 포함된다는 의미입니다. 여기에는 라이브러리와 애플리케이션별 종속성이 포함되며, 모두 격리된 전용 공간에 위치합니다. 따라서 개별 구성 요소나 마이크로서비스에 장애가 발생하더라도 전체적인 5G 코어 애플리케이션에 장애가 일어나지 않습니다. 이러한 방식으로 구축되는 5G 코어 애플리케이션의 경우 내결함성, 확장성, 기본 클라우드 리소스 사용 측면에서 동작을 예측하기가 더 쉽습니다. 

5G 코어 구축을 위한 오픈소스 파트너

효과적인 5G 코어 멀티 벤더 솔루션은 클라우드 네이티브 애플리케이션 플랫폼을 활용하여 툴, 기술, 워크로드를 통합합니다. 오픈소스 기반의 애플리케이션 플랫폼은 어떤 설치 공간과 위치에서든지 모든 워크로드를 지원하고, 서비스 공급업체가 조직에 적합한 솔루션을 유연하게 구축할 수 있도록 해줍니다.

Red Hat은 모든 환경과 위치에서 배포 가능한 클라우드 네이티브 애플리케이션 플랫폼을 제공하여 네트워크 전반에서 여러 5G 기능을 배치하는 데 필요한 유연성, 보안, 성능을 제공합니다.

Red Hat® OpenShift®는 인프라 전반에 공통된 관리와 툴을 제공하는 보안 중심의 안정적인 통신사급 쿠버네티스 플랫폼입니다. 따라서 하이브리드 및 멀티클라우드 전략을 안심하고 전면적으로 수용할 수 있으며 고객이 더 빠른 혁신을 기대하는 시장에서 더욱 효과적으로 경쟁할 수 있습니다.

서비스 공급업체는 Red Hat® Ansible® Automation Platform으로 네트워크의 엔드 투 엔드 관리를 간소화하고 Red Hat Advanced Cluster Management for Kubernetes를 통해 확장할 수 있습니다. 또한 Red Hat OpenShift Data Foundation을 통해 퍼시스턴트 스토리지를 확보하여 시스템이 최적화된 상태에서 지속적으로 실행될 수 있도록 지원할 수 있습니다. 

Red Hat의 5G 오퍼링은 사전 통합되고 인증된 5G 애플리케이션을 지원하는 입증된 표준 아키텍처를 결합합니다. 통신 서비스 공급업체는 Red Hat의 강화된 서비스 수준 계약과 컨설팅 서비스를 통해 광범위한 파트너 에코시스템을 자유롭게 선택할 수 있으며, 이를 통해 5G를 활용하여 배포를 가속화하고 성공을 극대화할 수 있습니다.