오픈 RAN이란?

오픈 RAN은 통신 서비스 공급업체 네트워크 내에서 사용되는 RAN 기술의 진화를 총칭하는 용어로서, 가상화, 마이크로서비스, 컨테이너 기반 기술의 사용과 개방형 인터페이스의 사용을 의미할 수 있습니다.

오픈 RAN을 이해하려면 무선 액세스 네트워크(RAN)를 먼저 이해해야 합니다.

RAN은 무선 통신 시스템의 일부로, 휴대폰, 컴퓨터 또는 원격으로 제어되는 머신 등의 기기를 무선 링크를 통해 네트워크의 다른 부분으로 연결하는 안테나, 무선 장치, 컨트롤러를 갖춘 기지국으로 구성됩니다. 기기가 RAN으로 연결되면 기지국이 기기의 트래픽(음성, 데이터, 영상)을 서비스 공급업체의 코어 네트워크(CN)로 전송합니다.

기본 RAN 기지국은 다음과 같은 요소로 구성됩니다.

• 안테나: 전기 신호를 전파로 변환합니다.
• 무선 장치: 디지털 정보를 무선으로 전송되는 신호로 변환하고, 올바른 주파수 대역에서 필요한 전력 수준으로 전송되도록 합니다.
• 컨트롤러: 무선 통신을 지원하기 위해 보통 소프트웨어와 결합된 사용자 정의 전자 장치를 사용하여 일련의 신호 처리 기능을 제공합니다. 컨트롤러는 기지국을 서비스 공급업체의 CN에 연결합니다.

안정적인 환경을 촉진하는 통신 표준의 지속적으로 개발하면서, 3세대 파트너십 프로젝트(3GPP)에서는 릴리스 15 사양에 따라 RAN을 다음과 같은 세 가지 주요 부분으로 분리 또는 분할했습니다.

• 무선 장치(RU)
• 분산 장치(DU)
• 중앙집중식 장치(CU)

RU는 안테나에 통합되거나 안테나 옆에 위치할 수 있습니다. DU와 CU는 전산과 관련된 부품으로, 네트워크를 통해 디지털 신호를 전송합니다. RAN의 분리 또는 분할로 인해 DU는 RU와 더 가깝게, 그리고 CU는 CN과 더 가깝게 위치할 수 있습니다. 분리 또는 분할된 RAN은 계속해서 단일 벤더 방식만 선호합니다.

O-RAN Alliance에서 도입한 오픈 RAN 모델의 주요 특징 중 하나는 RU와 DU 사이에 개방형 프론트홀(fronthaul) 인터페이스가 있어서 멀티 벤더 RAN 모델이 가능하다는 것입니다. 

과거에는 RAN의 설계 방식 때문에 여러 벤더의 다양한 요소를 갖추고 있는 RAN 솔루션을 찾기가 매우 어려웠습니다.

RAN 분할, 클라우드화, 그리고 오픈 RAN의 도입은 오픈소스 철학을 지지하며, 서비스 공급업체가 고유의 환경과 요구 사항에 부합하는 다양한 요소(RU, DU, CU)를 여러 벤더로부터 선택할 수 있도록 지원합니다. 5G 네트워크로 인해 RAN의 복잡성과 규모가 커짐에 따라 이러한 유형의 솔루션 유연성은 무선 통신 네트워크 분야의 차세대 혁신에 반드시 필요합니다.

RAN이 진화하면서 다양한 표준, 기술, 아키텍처를 설명하는 데 사용되는 다양한 용어들이 생겨났습니다. 가상 RAN(vRAN)과 클라우드 RAN은 서로 유사하지만 개념적 접근 방식에 있어서 다소 차이를 보입니다.

vRAN과 클라우드 RAN의 비교

• vRAN은 RAN 소프트웨어를 기본 하드웨어에서 분리하는 것과 관련이 있으며, RAN의 요소를 하드웨어가 아닌 소프트웨어로 실행합니다. 그러나 가상화라고 해서 반드시 vRAN이 O-RAN 사양을 준수하거나 여러 벤더의 구성 요소를 재구성할 수 있는 것은 아닙니다.
• 클라우드 RAN은 마이크로서비스와 컨테이너 기반 기술을 포함할 수 있는 클라우드 네이티브 기술, 그리고 DU와 CU 워크로드를 호스팅하는 클라우드 플랫폼을 사용하여 구축된 vRAN입니다. 다시 말씀드리지만 클라우드 RAN이 반드시 O-RAN 사양을 준수하거나 여러 벤더의 구성 요소를 재구성할 수 있는 것은 아닙니다.

오픈 RAN, O-RAN, OpenRAN 간 비교

오픈 RAN, O-RAN, OpenRAN은 종종 구별없이 사용되는 용어이지만 실제 의미는 다릅니다.

• 오픈 RAN은 서비스 공급업체 네트워크 내의 오픈 RAN 기술과 아키텍처뿐만 아니라 업계의 움직임을 지칭하는 일반적인 용어입니다.
• O-RAN은 O-RAN Alliance와 이에 정의되어 있는 표준을 의미하며, 이 표준은 새로운 개방형 인터페이스와 프로필을 정의하여 3GPP 사양을 보완합니다.
• OpenRAN은 Telecom Infra Project(TIP)에 의해 시작된 프로젝트로서, 3GPP와 O-RAN Alliance 사양 입력을 포함합니다.

O-RAN Alliance는 RAN 아키텍처의 개방형 인터페이스를 정의하는 주요 조직입니다. O-RAN의 목표는 분리 또는 분할된 구성 요소를 WG1에서 WG9에 이르기까지 여러 실무 그룹(WG)으로 규정하는 것입니다. 조직이 자사의 솔루션이 오픈 RAN을 준수한다고 말할 때 실제로는 O-RAN을 준수한다는 것을 의미하는 경우가 많고, 대부분의 오픈 RAN 솔루션은 O-RAN 표준을 따릅니다.

vRAN과 클라우드 RAN이 오픈 RAN이 아닐 경우의 문제

vRAN, 클라우드 RAN과 O-RAN 인증 오픈 RAN 간의 차이에 왜 관심을 가져야 할까요? 개방형이 아닌 클라우드 RAN 또는 vRAN에 비중을 둔다는 것은 네트워크가 5G로 진화하는 과정에서 유연성이 부족하다는 뜻일 수 있기 때문입니다.

O-RAN 인증 오픈 RAN의 최대 장점은 벤더 다양성을 촉진하는 데 도움이 되고 병목 지점을 완화하는 툴을 제공하며 네트워크의 각 측면에 맞는 더 나은 솔루션을 찾을 수 있다는 것입니다.

벤더 다양성

단일 벤더를 이용하는 방식은 걸림돌이 될 수 있습니다. RAN 솔루션은 독점적이거나 상호 운용이 불가능하거나 O-RAN을 준수하지 않거나 구축하려는 네트워크에 부적합할 수 있습니다.

병목 지점

일부 벤더의 vRAN 시스템과 클라우드 RAN 시스템은 지정된 구성 요소 세트로 구축될 수 있으며, 이러한 구성 요소는 분할되어 있더라도 실제 시나리오에 적용될 때 병목 지점과 비효율성이 만연할 수 있습니다. 

동급 최고 솔루션

분할된 구성 요소를 사용하여 네트워크를 구축할 때 가장 효율적인 네트워크는 각 RAN 구성 요소에 적합한 동급 최고의 솔루션을 사용하는 것입니다. 예를 들어, 네트워크에 가장 적합한 RU 솔루션은 네트워크에 최적의 CU 솔루션을 구축하지 않거나 CU 솔루션을 전혀 구축하지 않는 조직에서 만들 수도 있습니다.

O-RAN 사양에 부합하는 오픈 RAN 네트워크를 구축하면 네트워크의 각 부분에 가장 적합한 솔루션을 선택할 수 있고 단일 벤더로부터 전체 패키지를 가져올 필요가 없습니다. 

5G 네트워크

그렇다면 분할된 네트워크 구성 요소에서 이러한 효율성을 확보하는 것이 중요한 이유는 무엇일까요? 5G 네트워크는 매우 복잡하고 대규모로 구축되며, 좋은 대역폭뿐만 아니라 지속적인 안정성도 갖춰야 하기 때문입니다.

5G 기반의 차세대 혁신 기술이 밀리초 단위로 측정되는 네트워크 응답 시간을 요구하는 경우 네트워크의 모든 부분은 최고의 성능으로 작동해야 합니다.

Red Hat은 계속해서 오픈 RAN 아키텍처와 모델을 지지합니다.

RAN의 진화는 여러 RAN 기능을 지원할 수 있고 전체 서비스 공급업체 네트워크를 아우르는 클라우드 플랫폼에 크게 의존합니다. Red Hat은 통합 엔터프라이즈급 쿠버네티스 플랫폼인 Red Hat® OpenShift®를 발전시켜 오픈 RAN의 요구 사항에 부합하고 업계가 코어에서 엣지까지 네트워크 전반에서 원활하게 확장할 수 있는 클라우드 네이티브 네트워크 기능을 구축할 수 있도록 지원하는 데 주력하고 있습니다.

Red Hat OpenShift는 서비스 공급업체가 클라우드의 경제성을 충분히 활용하고 새로운 서비스를 더 신속히 제공하도록 해줍니다. GitOps 프레임워크를 사용하는 제로터치 배포와 운영을 통해 Red Hat OpenShift는 총소유비용(TCO)을 줄이는 간소화된 워크플로우로 서비스 공급업체의 운영을 최적화합니다.

이와 더불어 선택의 자유를 보장하는 Red Hat의 광범위한 파트너 에코시스템을 통해 서비스 공급업체는 각자의 요구 사항에 맞게 여러 벤더로부터 소프트웨어 기능과 하드웨어를 선택할 수 있습니다.

Red Hat은 Red Hat OpenShift 외에도 표준을 정하는 조직과 프로젝트에 참여함으로써 오픈 RAN에 지속적으로 관여합니다. Red Hat은 O-RAN Alliance 실무 그룹 10개 중 6개의 진행 상황을 모니터링하도록 지원하고 Telecom Infra Project(TIP) 오픈 RAN과 공동으로 개방형 컴퓨팅 하드웨어 도입 가속화 활동을 지원합니다.

오픈 RAN 개발에서 Red Hat의 역할에 대해 자세히 알아보기