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'꿈의 통신' 6G, 코어 네트워크 구조 확립 가속
'꿈의 통신' 6G, 코어 네트워크 구조 확립 가속
  • 차종환 기자
  • 승인 2021.09.23 21:07
  • 댓글 0
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최대 1Tbps 전송∙THz 대역 도입
‘수직적 커버리지’ 고려해야

초분산∙초정밀 QoS 보장 구조
AI 내재화…망 자율진화 기대
6G 성능을 만족하는 코어 네트워크 구조에 대한 관심이 높아지고 있다. ETRI 연구진이 6G 연구개발 방향을 논의하고 있는 모습. [사진=ETRI]
6G 성능을 만족하는 코어 네트워크 구조에 대한 관심이 높아지고 있다. ETRI 연구진이 6G 연구개발 방향을 논의하고 있는 모습. [사진=ETRI]

[정보통신신문=차종환기자]

세계 각국이 6G 투자에 적극 나서면서 6G 성능을 만족하는 코어 네트워크 구조를 확립하려는 움직임이 본격화되고 있다.

6G는 최대 전송속도 1Tbps, 사용자 체감속도 1Gbps 등 5G 성능의 10~100배 이상 개선을 목표로 하고 있다.

5G와 차별점은 종단간 서비스다. 즉, 항공기 운항거리린 10km까지 도달 범위를 확대한 수직적 커버리지가 추가됐다. 항공기에서도 이동통신 서비스가 제공될 수 있음을 의미한다. 여기에 10cm의 측위 정확도, 종단간 1~6ms의 지연시간을 구현한다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 최근 ‘6G 모바일 코어 네트워크 기술 동향 및 연구 방향’ 보고서를 통해 6G 성능 및 서비스 요구사항을 만족하는 데 필요한 코어 네트워크 구조 연구 방향으로 △기능 분산화 △유무선 액세스 융합 △초정밀 QoS 보장 △서비스 다양성 수용 △AI내재화 기반 지능화∙자동화 △RAN의 진화에 따른 코어 구조 고려사항 등을 제시했다.

기능 분산화는 4G에서 5G로 진화하는 과정에서 데이터 양이 폭증함에 따라 가입자 근접성이 확보되는 엣지(지역국사)로 트래픽이 분산배치되는 경향을 의미한다. 이러한 분산배치는 코어 네트워크의 제어 계층과 데이터 계층의 분리, 가상화 기술 도입이 핵심이다.

5G 보다 더 많은 대역과 더 낮은 지연을 요구하는 서비스를 실현할 것으로 보이는 6G에서 이러한 분산배치는 더욱 심화돼 ‘초분산’ 구조로 진화할 것이라는 설명이다.

초분산 구조를 심화시키는 요인으로 테라헤르츠(THz)와 같은 초고주파 사용이 꼽힌다. THz의 주파수 특성으로 인해 셀 반경은 100m 이내로 제한될 수밖에 없는데, 이는 전국망 서비스 시나리오 보다 특정 서비스에 한정된 시나리오에 더욱 합당한 특성을 보인다.

현재 6G의 활용분야로 거론되는 것이 무선인체네트워크(WBAN), 공장네트워크, 차량내부네트워크 등 근거리망인 것이 이를 반영한다.

초분산 구조를 심화시키는 또 하나의 요인은 지연 성능과 관련이 있다.

6G는 무선구간 0.1ms 이하와 종단간 1~6ms 이하의 지연을 목표로 하고 있는데 이는 종단간 확정적 QoS(Quality of Service) 기술이 적용된다고 하더라도 종단간 지연을 감안하면 모바일 코어의 기능이 서비스 종단에 더 가까이 배치돼야 한다는 설명이다.

유무선 액세스 융합 역시 4G, 5G를 거쳐 지속적으로 추진되고 있는 네트워크 구조다.

6G는 저궤도 위성의 완벽한 수용을 비롯해 5G까지 추진해온 액세스 통합을 더욱 발전시키고 그 범위를 확장시켜 지역적∙계층적 소외를 줄여나가고자 한다.

무선 네트워크 내에서만 제공되는 서비스는 그 범위와 응용에 있어서 제한적일 수밖에 없기 때문에 인터넷을 통해 연결된 유선 단말과의 종단간 서비스가 통합적으로 제공될 수 있도록 6G 모바일 코어의 제어 체계는 유선망과의 긴밀한 협력 및 연동이 고려돼야 한다는 지적이다.

초정밀 QoS 보장은 단순하게 빠른 지연과 낮은 지터, 높은 대역을 보장하는 기술이 아닌 서비스의 요구 및 특성에 따라 필요한 만큼의 정밀한 QoS를 제공하는 데 있다.

네트워크 기능 가상화가 보편화되고 저궤도 위성과 같은 새로운 액세스 네트워크의 출연을 고려해 서비스별 QoS 제공 한계를 명확하게 제시하는 것 역시 구조 차원에서 고려돼야 한다는 설명이다.

즉, 종단간 QoS 보장시 거리의 물리적 한계를 넘어서 지저지연 요구를 만족시킬 수는 없기 때문에 광전송의 최대 속도, 저궤도 위성 채널에 내재된 지연 등 네트워크 환경에 대한 명확한 인지를 기반으로 한 서비스 제공이 고려돼야 할 것으로 보인다.

서비스 다양성 수용은 홀로그래픽, 증강∙가상현실(AR∙VR), 햅틱, 협동로봇, 자율이동체 등 다양한 형태의 서비스가 전개될 것에 대비해 각 서비스 특성과 다양성을 수용하기 위해 네트워크에 대한 가상화∙슬라이싱이 더욱 심화돼야 함을 의미한다.

6G는 각 네트워크 슬라이스별로 완전히 다른 네트워크 구조 및 프로토콜 적용을 검토할 수 있으며 서비스 중심적인 멀티 테크놀로지 기반의 네트워크가 될 수 있도록 모바일 네트워크 코어 구조 개발이 필요하다.

인공지능(AI) 내재화 기반 지능화∙자동화는 네트워크의 다양한 요구사항과 상태를 지능적으로 파악하고 오케스트레이션하기 위해 필요하다.

모바일 코어의 핵심인 접속제어 기능, 세션제어 기능을 포함해 각 기능 자체의 지능화가 진행될 것으로 예상된다. 각 기능은 AI 내재화를 통해 능동적 지능 주체로 발전, 각 기능 간 유기적 지능 연합을 통해 스스로 발전하는 자율 진화 기능으로 발전할 수 있을 전망이다.

무선접속네트워크(RAN) 구조에 대한 혁신도 모바일 코어의 변화에 많은 영향이 있을 것으로 보인다.

6G에서는 무인이동체 스스로가 독립적인 셀 역할을 하며 이동하거나, 셀 경계가 없는 다중안테나(MIMO) 기술 도입 등 ‘Cell-free’ 형태의 RAN 구조가 연구되고 있다.

이러한 변화에 발맞춰 단말의 인증, 트래픽 경로제어 등에 있어 코어 네트워크에서의 제어 기능에 관한 연구가 진행돼야 한다는 설명이다.

 



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