VOL. 190 December 2021
개방형 5G 무선 장치로
높일 경쟁력
O-RAN(Open RAN)은 개방형 프로토콜 및 인터페이스 표준을 통해
특정 장비에 대한 의존성을 제거할 수 있도록 하는 개방형 무선 접속망 기술이다.
본 기술을 활용하면 이동통신사의 수요에 맞게 기지국을 업그레이드할 수 있어
운용 효율이 높으며 비용을 절감할 수 있어 주목을 받고 있다.
개방형으로 변하고 있는 RAN
5G Network
무선 접속망은 RAN(Radio Access Network, 무선 접속 네트워크)과 코어 네트워크(Core Network, 핵심망)로 구성되어 있다. RAN은 단말과 직접 연결되는 무선 영역을 담당하는 액세스 망으로, 기지국과 단말 사이의 무선 신호를 송수신해 디지털로 변환한 후 코어 네트워크에 연결한다. 코어 네트워크는 전체 망을 총괄하며 지역별 무선 접속망과 연결해 사용자 서비스 인증, 데이터 사용요금 부과 등의 기능을 제공한다.
최근 전 세계적으로 RAN 환경을 개방형으로 전환하는 추세다. RAN을 개방한다는 것은 구제척으로 기지국의 디지털 신호를 처리해 무선 디지털 신호를 암호화하는 DU(Distributed Unit, 분산장치), 기지국의 무선 신호를 처리해 DU로부터 수신한 디지털 신호를 주파수 대역에 따라 신호로 변환하는 RU(Radio Unit, 무선장치), 네트워크 소프트웨어 업무를 처리하고 통신 지연을 줄이는 CU(Central Unit, 중앙유닛) 등의 블록 간 프로토콜 및 인터페이스를 개방하는 것을 의미한다.
5G 서비스를 위한 변화
Function change
5G 서비스는 수백 Gbps급 큰 전송용량이 필요하다. 이를 위해 기존 4G 구조를 그대로 적용한다면 전송용량의 한계와 고비용 때문에 원활한 5G 서비스를 구현하는 데에 있어 방대한 구축 비용이 드는 등 어려움이 있다.
또 기존의 RAN 환경은 특정 제조업체의 종합 솔루션으로 구성되면서 종속적인 구조가 나타났다. 이로 인해 기존 RAN 환경에서는 RU-DU 간 통신 규격이 공개되어 있지 않아 호환성 문제가 생겨 중소·중견기업의 참여가 어려웠고 네트워크 장비 시장 육성에 문제가 됐다. 이에 개방형 5G 프론트홀 기반의 5G RAN은 4G 구조의 문제점을 해결하고 국내 기업의 5G 장비 시장진입과 네트워크 장비 산업 육성을 위한 열쇠로 떠오르고 있다.
개방형 5G 프론트홀을 실현하기 위해서는 기지국 기능 분할과 개방형 프론트홀 인터페이스 등 크게 2가지의 기술 요소가 필요하다. 이때 ‘기지국 기능 분할’은 기지국 일부 기능을 셀 사이트로 이동해 프론트홀 용량 문제를 해결해 인프라 구축 비용을 절감시킬 수 있다. ‘개방형 프론트홀’ 인터페이스는 RU와 DU 간 프론트홀 인터페이스를 개방할 수 있는 기술이다.
개방형 5G 무선 장치(O-RU) 기술O-RAN
ETRI는 O-RAN 기반 개방형 5G 무선 장치(O-RU) 기술을 개발했다. 이 기술은 개방형 기지국에서 O-RU(Open Radio Unit)의 O-RAN 인터페이스 기능과 물리 계층(PHY)1)의 하위 부분인 Low-PHY 기능을 지원한다.
본 기술은 이동통신 기지국의 소형화와 밀집화에 따른 서비스 커버리지를 확보하고, 다양한 기지국 무선 장치들을 동적으로 유연하게 지원할 수 있다. 또 이동통신 산업의 지속적인 성장 추진 동력원으로서, O-RAN 기반 5G 기술을 선제적으로 확보하고 표준화와 기술적 우위 선점 등 다양한 융합기술 창출 효과를 낼 수 있다.
뿐만 아니라, 5G RAN에서 무선 장치들을 운용함으로써 다양한 5G 이동통신 서비스를 수용할 수 있는 액세스 망 구축이 용이하다. 셀 크기도 소형화되고 분산화된 5G RAN 구조에서 저비용으로 가변적인 사용자 트래픽을 수용할 수 있는 무선접속망을 구축할 수 있다.
특히 빠르게 성장할 것으로 예측되는 O-RAN 기반 새로운 비즈니스 모델 시장 창출과 2027년 477억 달러를 넘을 것으로 예상되는 5G 무선 인프라 시장에서의 경쟁력을 확보하는데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.
1) 물리 계층(PHY, Physical Layer)
단말기기와 전송매체 사이의 인터페이스를 정의하고, 데이터링크 계층 간의 비트 전송을 위해 물리적인 수단을 제공하는 계층
본 내용은 ETRI 기술사업화플랫폼에 등재된
‘O-RAN 기반 개방형 5G 무선 장치(O-RU) 기술’을 인용해 구성하였습니다.
저자 : 무선분산통신연구실 이문식 연구원
