[AD & Tech] 5G네트워크의 특별한 기능 (3) 네트워크가 살아있다
[AD & Tech] 5G네트워크의 특별한 기능 (3) 네트워크가 살아있다
  • Bruce Lee
  • 승인 2019.06.05 08:37
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이미지 셔터스톡
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필자는 5G 네트워크 서비스 환경으로 제로터치 시대의 삶에 대해서 소개했다. 그리고 5G 모바일 네트워크 서비스가 제공되면 지금보단 훨씬 더 빠른 (거의 LTE보다 20배 빠른 전송속도, 10배 빠른 반응속도, 10배 많은 동시접속자수) 네트워크가 개인과 기업에 제공되고, 해당 네트워크를 통해서 인공지능 기반의 스피커서비스, 자동차에 탑재된 인포테인먼트를 통한 음악, 네비게이션, 전화 등의 서비스 그리고, AR, VR 및 MR(AR과 VR이 혼합된 환경) 서비스를 포함한 커넥티트카, 인공지능 감시카메라, 다양한 디바이스의 초연결로 더 많은 Zero touch 서비스가 생성되고 제공될 예정이라고 하였다. 또한, 5G 모바일 인프라를 설명하면서 5G가 되면 현재의 네트워크가 진화하여 바뀌는 기술상에 다음과 같이 소개하였다.

출처: Digital design for 5G: A disruptive use case-driven approach, Whitepaper, Nokia https://onestore.nokia.com/asset/205313
출처: Digital design for 5G: A disruptive use case-driven approach, Whitepaper, Nokia https://onestore.nokia.com/asset/205313

5G 네트워크를 사용하는 유저(디바이스)는 폭발적으로 증가하여 2025년에는 지금보다 100배이상 증가하고, 네트워크의 속도 또한 100배 이상 빨라지고, 반대로 네트워크의 지연은 초지연으로 변경되어 예전에는 실행할 수 없었던 대용량 데이타의 전성시대가 오게 된다. 네트워크 기반의 서비스는 확실한 실행을 제공하는 SLAs(Service Level Agreement:서비스실행보장계약)를 보장하고, 나아가 현재는 논리적으로 1회선으로 사용하던 회선이 서비스의 실행과 종료에 따라서 수 많은 논리적인 회선을 사용하게 된다. 특별히 이 기능을 네트워크 슬라이싱(Network Slicing)으로 불리며 기업은 자신만의 독자적인 회선을 필요에 따라 늘리고 줄이면서 고객 서비스를 보장하게 된다. 이것이야 말로 5G 네트워크 서비스의 핵심기술이다.

5G 네크워크의 가장 핵심적인 변화가 바로 기존의 네트워크 인프라와 달리 네트워크 전송과 서비스의 구현을 위한 중요기능들이 모두 다 네트워크 기능이 가상화기반(Virtualization)의 클라우드(Cloud, 특별히 Digital Service Provider의 클라우드를 텔코클라우드라 부르며 프라이빗 클라우드 인프라이다) 서비스로 구현되어 제공된다. 이것은 통신분야에서는 혁명적인 변화이며, 이 기능으로 말미암아 5G 네트워크의 핵심 기능인 네트워크 슬라이싱(Network Slicing)을 수행하게 된다. 필자가 네트워크가 살아있다는 부제를 부친 이유가 여기에 있다고 보면 된다. 잘 이해가 되지 않을 것이다.

가상화된 클라우드 기반의 네트워크가 어떻게 살아있고, 또 5G 네트워크의 핵심 기능인지에 대해 필자는 다음과 같은 예를 들어서 설명을 해 보겠다.

광고대행사 ‘알파카’는 광고주 ‘(주)화성에살자’의 신제품 ‘원기짱’에 대한 홍보를 기획 중이다. 기존 지상파 채널을 통한 프라임시간대 광고와 IPTV와 케이블방송을 통한 전략적인 홍보 시간을 확보하였다. 가장 중요한 바이럴 요소로 작용하는 SNS와 유튜브 등을 통한 폭넓은 소비자 채널 확대를 위해서 ‘(주)화성에 살자’는 기존 운영 중인 웹포탈과 신제품 홍보 웹을 기획 중이다. 신규 제품 런칭데이와 초기 30일동안의 대용량 스트리밍과 소비자의 대량 접근을 원활히 하기 위해서 ‘알파카’ 김소장은 기존 통신사에 신제품 런칭 3달 전에 미리 예측되는 신제품 관련 모든 네트워크 대역폭과 기간을 산정하여 사전 신청을 해야 하고, 디데이 1달 전에는 해당 네트워크와 IDC 서비스를 위한 컴퓨팅 파워도 준비했어야 한다. 그런데 다른 서비스와 달리 네트워크는 사전에 피크치를 고려한 예측이 빗나가 ‘홈페이지 접속이 지연되고 있어서 죄송합니다.’ 또는 아예 소비자의 접속장애가 떨어지면 신제품 출시가 바로 판매 회사의 브랜드 가치에 치명적인 악영향을 미치는 요소가 된다. 이 무슨 말도 안되는 상황인가?

그러나 이제 더 이상 이런 상황은 우리에게 나타날 일이 없어졌다. 5G 네트워크를 이용하여 신제품 런칭을 하게 되면, 기존 3달 전에 미리 예측해서 반드시 확보해야 될 네트워크 대역 폭은 ‘알파카’에서 사용하고 있는 통신사의 ‘5G 네트워크 서비스 카탈로그’에서 신제품 런칭일 1주일 전에 예상 치를 산정해서 예약을 걸어두게 되면 서비스 당일 자동으로 프로비져닝이 된다. 네트워크를 사용하여 서비스를 제공하고 사용량을 측정하고 폭발적인 소비자의 반응이 동반된다면 거의 30분 이내 네트워크를 증설할 수 있다. 마찬가지로 초기 런칭 이후 폭발적인 네트워크 사용량을 수용하고 6개월 이내 안정화 기간을 거친 후 일평균 네트워크 접속량이 산정이 되면 , 곧바로 ‘알파카’ 담당자가 네트워크 사용량을 일평균 기준치로 줄이면 된다.

더 이상 통신사가 제고하는 법인용 네트워크 자원이 서비스 준비와 개통이 오랜 시간이 소요되는 통신사의 폐쇄형 인프라가 아니라 퍼블릭 클라우드를 사용하여 필요한 ICT 자원을 그때 그때 사용하고 반납하는 인프라처럼 법인의 자원처럼 사용할 수 있게 된다. ‘(주)화성에살자’가 신제품 홍보를 위한 예산 중에서 고정비처럼 변동할 수 없는 네트워크와 ICT 인프라 비용을 변동비로 사용할 수 있게 되어 한층 유연한 예산 사용과 더불어 경제적인 절감도 할 수 있게 된다. 이대로 5G 네트워크 인프라를 사용하지 않을까? 아니 당연히 누구보다도 빨리 사용해야 된다.

또 다른 예를 들어보겠다. ‘BMX’사의 차량용 인포테인먼트를 통해서 음악감상과 전화 그리고 네비게이션 서비스와 MR(Mixed Reality, 혼합현실) 서비스를 제공한다고 하자. ‘알파카’ 김소장은 ‘(주)화성에 살자’ 신제품의 중요한 홍보 채널로 ‘BMX’ 고객 층을 선정하였다. ‘BMX’ 사의 차량용 인포테인먼트를 통해서 신제품 광고용 MR을 제공하게 되는데 출시 초기라서 그런지 이 채널을 통해서 접속이 폭발적으로 이루어지고 있다. ‘BMX’사의 인포테인먼트 시스템 운영자는 ‘알파카’의 신제품 홍보 채널 섭외를 받고서 예측되는 인포테인먼트 접속자의 네트워크 대역폭을 국내 통신사의 ‘5G 네트워크 서비스 카탈로그’를 통해서 미리 네트워크 대역을 일주일 전에 확보하고 홍보를 시작하였다. ‘(주)화성에살자’의 네트워크 서비스 담당자도 ‘알파카’ 김소장팀을 통해서 중요 홍보 수단으로 ‘BMX’ 운전자의 인포테인먼트가 선정되었고 예상되는 접속예정치를 제공 받고 운영통신사의 ‘5G 네트워크 서비스 카탈로그’에 등록을 해두었다. 마침내 디데이 날 오전, ‘BMX’ 운전자들의 폭발적인 접속이 이루어 지고 있고 ‘BMX’ 는 접속현황과 인공지능으로 산정되는 적정서비스 용량을 거의 실시간 (Neared Real time)으로 제공하고 있으며, 이를 받아서 ‘(주)화성에살자’에서도 Neared Real time으로 대응하고 있다. 초기 신규 런칭 효과로 61일간 ‘BMX’는 ‘(주)화성에 살자’ 서비스 제공용 인포테인먼트 망을 기존서비스망에서 가상으로 할당하여 제공하였다. 광고대행사’알파카’ 김소장의 요청으로 클라이언트 ‘(주)화성에 살자’와 메인매체로 신규 활용한 ‘BMX’ 삼자간의 완벽한 실행 결과가 만들어 진것이다.

마지막 예로 ‘자율 주행차량’ 서비스에 사용되는 두가지 V2X(Vehicle to Everything, 자율주행차에 필요한 차량과 차량, 사람,사물간의 통신)통신과 인포테이먼트 서비스의 네트워크 서비스 형태에 대해서 알아보겠다. 먼저 V2X 는 대기시간은 짧지만 높은 데이처처리량을 요구하는 네트워크의 특성이 있고, 자동차 주행간 제공되는 인포테이먼트 서비스는 높은 데이터 처리량을 필요함과 동시에 대기 시간이 영향을 받기 쉽다. 기존의 네트워크를 사용한 서비스에서는 동시에 특성이 다른 두가지 네트워크를 처리하기가 쉽지 않았고 상용화하기 힘들었지만, 현재의 5G네트워크 인프라서비스에서는 초고속 저지연에 별도의 가상 서비스네트워크를 고객에게 제공되는 서비스의 특성에 따라 분류하여 제공이 가능하다.

이게 바로 ‘5G 네트워크가 살아있다는 증거이며, 그 핵심에 네트워크 슬라이싱’이라는 엄청난 기능으로 가능한 것이다.

5G 네트워크 인프라에서 정의하는 5G네트워크 슬라이싱(Network Slicing)은 공유된 물리적 네트워크를 다중의 가상 네트워크를 구축하여 사용하는 것으로, 단일 물리적 네트워크가 가상의 여러 무선네트워크를 지원할 수 있는 가상네트워크 또는 단일 무선네트워크에서 실행되는 다양한 서비스 유형으로 분류할 수 있다. 비즈니스 측면에서 새로운 서비스 모델(B2B2C)과 IoT(사물인터넷)에서 특히 필수적인 기능으로 요구되며, 가상네트워크에는 이미 독립적으로 네트워크가 작동하기 위해 필요한 모든 논리적인 요소가 구성되어 있다. 다시 말하면, 물리적으로 하나의 네트워크를 통해 Device, Access, Transport, Core를 포함하여 End-to-End로 논리적으로 분리된 네트워크를 구성하여 해당 네트워크를 통해서 제공되는 서로 다른 특성을 갖는 다양한 서비스들에 대해 그 서비스에 특화된 전용네트워크를 제공해 주는 기술이다. 각각의 네트워크 슬라이스(Network Slice)는 독립된 별도의 자원(가상화된 서버내 자원, 가상화된 망 자원)을 보장받으며, 각 슬라이스가 서로간에 격리되어 있어 특정 슬라이스 내에 오류나 장애가 발생해도 다른 슬라이스의 서비스에는 영향을 주지 않도록 설계하였다.

예를 들어 여러 네트워크 슬라이스 인스턴스 (NSI)가 제공하는 다양한 통신 서비스 인스턴스가 아래 그림에 나와 있다. NSI의 다른 부분은 NSI의 수명주기와 독립적으로 NSSI (Network Slice Subnet Instance)의 수명주기를 관리 할 수 ​​있도록 네트워크 조각 서브넷 (예 : RAN, 5GC 및 전송)으로 그룹화되어 관리된다.

출처 : Network Slicing On the way, Management, Orchestration and Charging for 5G networks, 3GPP, 2018, https://www.3gpp.org/NEWS-EVENTS/3GPP-NEWS/1951-SA5_5G
출처 : Network Slicing On the way, Management, Orchestration and Charging for 5G networks, 3GPP, 2018, https://www.3gpp.org/NEWS-EVENTS/3GPP-NEWS/1951-SA5_5G

5G 네트워크는 네트워크 슬라이싱과 함께 비즈니스 고객이 이동 통신 사업자와 합의한 SLA (Service Level Agreement)를 준수하는 특정 비즈니스 요구 사항에 맞게 연결과 데이터 처리를 즐길 수 있도록 한다. 이런 고객을 위한 맞춤형 네트워크 기능에는 데이터 속도, 품질, 대기 시간, 안정성, 보안 및 서비스가 기본적으로 포함되어 있다.

출처 : An Introduction to Network Slicing, GSMA, 2017, https://www.gsma.com/futurenetworks/wp-content/uploads/2017/11/GSMA-An-Introduction-to-Network-Slicing.pdf
출처 : An Introduction to Network Slicing, GSMA, 2017, https://www.gsma.com/futurenetworks/wp-content/uploads/2017/11/GSMA-An-Introduction-to-Network-Slicing.pdf

아래와 같이 노키아벨렙에서 소개하는 5G 네트워크 슬라이스의 예는 공통의 물리적 인프라에서 여러개의 논리적 네트워크 실행되는 것으로 E2E(End-to-End) 네트워크 슬라이스(라디오단, 전송단, 코어단, 에지 및 중앙 클라우드 전반을 포함하는)를 보여주고 있다.

출처 : Network Slicing for Verticals and private networks, IEEE VTC Spring 2018,Nokia Bell labs, http://www.ieeevtc.org/conf-admin/vtc2018spring/3.pdf
출처 : Network Slicing for Verticals and private networks, IEEE VTC Spring 2018,Nokia Bell labs, http://www.ieeevtc.org/conf-admin/vtc2018spring/3.pdf

5G의 살아 있는 네트워크 서비스가 이제는 여러분의 눈에 잘 보일거라 생각한다.

다음은 5G에 새로 나올 서비스에 대해서 알아보도록 하겠다.


Bruce Lee 경영학박사, 현 노키아솔루션앤네트웤스코리아/상무, 산업정책연구원/연구교수, bruce052@gmail.com


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