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[정보기술] 비동기 이동통신망에서의 IP 기술적용

최근에는 IP 기술이 대세를 이루고 있다. RAN(Radio Access Network; 이동통신 무선망)에서의 IP 전송은 응용계층에서의 IP 프로토콜 기반 서비스 제공과는 다르다. 응용계층에서의 IP 프로토콜 기반 서비스는 새로운 부가가치 창출을 목적으로 하고 있고, 전송계층에서의 IP 프로토콜 이용은 적은 비용으로 빠르고 유연한 전송을 제공하는 것을 목적으로 한다. 여기에서는 RAN에서의 All IP화에 해당되는 IP RAN 관련 기술의 개요 및 국제표준화 동향을 언급한다.

IP 기술의 특징
IP 기술의 장점은 다음과 같다
  • 패킷 스위칭 프로토콜: 서킷 스위칭 프로토콜보다 자원 활용성이 좋다.
  • 선도적이고 유연한 프로토콜: ATM방식보다 유연하고, 확장성이 좋으며, 경제적이다. 반면 ATM은 짧은 전송지연 시간, 전송 대역폭의 높은 활용성, QoS 제공에서 우위성을 가진다. 따라서 최근에는 IETF에서 전송 대역폭 활용성과 QoS 제공기능 향상을 위해 많은 노력이 이루어지고 있다. 이처럼 IP 기술은 선도적이고 유연한 프로토콜이라 앞으로 발전 가능성이 많고, 이미 유선에서 널리 보급되고 있어서 가격을 저렴하게 만들수 있는 좋은 여건을 가지고 있다.


그림 1. 분산(Distributed) 구조 vs. 계층적(Hierarchical) 구조


  • 새로운 IP 기반 망 요소에 적합 : 기존의 RAN 망 요소들은 그림 1과 같이 계층적 구조로 연결되었으나 최근에 분산구조에 적합하도록 IP 기반의 망 요소가 연구되고 있다. 기존의 계층적 구조에서는 RRM(Radio Resource Management) 서버 기능과 Bearer 처리기능을 모두 RNC(Radio Network Controller, 제어국)에서 처리했으나, 기지국-제어국 인터페이스에서 전송 병목현상으로 베어러 처리기능은 분산구조에서처럼 Node B(기지국) 근처에 위치하는 것이 유리한다. 이와 같이 RNC 기능 중 일부를 Node B 근처로 이동하여 기지국-제어국사이의 전송량을 줄일수 있는 장점을 분산구조가 가지고 있다.


그림 2. 통합구조(Unified Architecture)


  • 통합 네트워크 구조: IP 전달(transport)계층을 공통으로 사용하는 전달영역(transport plane), 이용자 영역(user plane), 제어영역(control plane), 관리영역(management plane)의 구축을 가능하게 하고, 그림 2와 같이 다양한 접속방식을 동일한 전송기술로 구축하도록 유도한다
  • 네트워크 관리: Plug-and-Play 기능이 가능할 것으로 보이며, IP 네트워크 관리기술이 용이하고 이미 널리 보급되어서 망 관리비용을 저렴하게 할수 있다.
IP 프로토콜은 Layer(계층) 3 기술로 IP 계층 밑의 해결책으로 이더넷이 RAN에서 운영적인 면과 가격적인 면에서 많은 각광을 받고 있다. 광 이더넷 기술의 발전으로 이동통신 트래픽뿐만 아니라 다른 타입의 트래픽도 보다 저렴하게 전송가능하게 되었다.

IP RAN의 특징 및 국제표준화 동향
3G 이동통신 분야에서는 위 기술된 RAN에서의 IP 기술수용의 장점을 인지하여 최근 IP RAN 관련 이동통신 국제표준화 단체(3GPP 및 3GPP2)에서 국제표준화 작업이 활발히 진행중이며 그 자세한 동향은 다음과 같다.
먼저, 비동기시스템의 경우 IP 전달(transport)이라는 Work Item(TR 25.933)이 Release 5 규격(2002년 3월 초안완료)에 추가되었으며, 기본적인 RAN 내에서의 라디오 망 신호(Radio Network Signalling)규격은 R99의 NBAP(Node B Application Part), RNSAP(Radio Network Subsystem Application Part), RANAP(Radio Access Network Application part)를 그대로 재사용하되 Transport만 IP화하는 선에서 규격을 명시하고 있다. 비동기 시스템에서 언급되는 IP RAN의 장점은 다음과 같다.
  • All IP 망 구축을 위한 액세스 망의 단계적 진화과정
  • 유무선통합 네트워크 구축가능
  • 개방형 구조로 구성되어 저렴한 망 구축/운용비용
  • 유연하면서 증설가능한 망 구조
  • 네트워크/서비스의 진화가 용이
  • 멀티미디어 응용, VoIP와 같은 IP 기반의 응용 수용
아울러, 동기시스템의 경우에도 TSG-A에서 이와 유사한 표준화가 진행중에 있다. 한편 3GPP, 3PP2와는 별도로 MWIF(Mobile Wireless Internet Forum)라는 단체에서는 보다 All IP 지향적이고 개방적인 OPEN RAN을 표방하면서 이와 관련된 기본구조(Open RAN Network Reference Model)를 표준화하고 있다.
최진성 (LG전자 이동통신 기술연구소 소장, jinsungc@lge.com)

* 본 글은 저자의 의견일 뿐 TTA 기관의 입장과는 무관합니다.