6화. 오픈랜 기술 세부내용

○ 오픈랜은 무선 기지국 연결에 필요한 인터페이스와 소프트웨어를 개방형 표준으로 구축하는 기술로서, 1개 네트워크 장비 제조사에 종속되지 않으므로 통신사업자의 비용 절감에 기여

• 기존 네트워크 환경은 특정 회사의 폐쇄된 프로토콜로 운영되기 때문에 안테나부터 코어 망까지의 과정에서 한 회사의 패키지를 이용해야 하는 하드웨어 중심의 시장
  - 따라서, HW 장비업체(화웨이, 에릭슨, 노키아, 삼성전자 등)의 가격협상력이 높은 구조
• 무선처리부(RU, Radio Unit) 기능을 확대하고 기지국을 분산처리부(DU, Distributed Unit)와 중 앙처리부(CU, Centralized Unit)로 분리하며, 전 과정을 표준규격으로 개방
  - 분산된 과정마다 다른 SW 업체의 참여가 가능해짐에 따라 통신사의 가격협상력 확대 

○ 오픈랜 기술은 ① 패키지를 쪼개서(RU, DU, CU) 장비업체의 과점을 무너뜨리고, ② 집중화(cRAN, Centralized RAN), 가상화(v-RAN, virtualized RAN) 등으로 기지국 건설비용을 감소시키며, 이 때 필요한 ③ 프로토콜을 표준화함으로써 ‘개방형 네트워크 시스템’을 지향

• 기지국 장비는 높은 비용과 고도의 기술이 필요하므로 특정 장비업체가 과점하고 있는 시장이지만, 데이터 전송 과정을 세분화함으로써 중소벤더의 참여와 생태계 확장을 도모 
• 현재는 기지국의 성능을 높이려면 물리적 장비(시설투자)를 늘려야 하지만, DU, CU는 가상화, 클라우드 등을 통해 소프트웨어로 이를 대신함으로써 통신사의 비용 부담을 감소
• 다만, 기존에는 특정(1개) 업체의 프로토콜을 활용했으나, 오픈랜은 어떤 벤더든 참여할 수 있어야 하므로 특히, RU에서 DU로 넘어가는 프론트홀(fronthaul)의 표준화가 선결 과제 

○ (D-RAN, Distributed RAN) 3G에서는 기지국에 해당하는 다수의 NodeB(노드비)⁸에서 수신한 데이터를 하나의 RNC(Radio Network Controller)가 처리하여 코어망으로 전달

• 데이터 양이 많아져 RNC 부하 가중으로 용량 관리, 유지비용 증가 및 데이터 집중에 따른 위험성 등의 문제가 있다는 판단에서 4G부터는 집중화에서 분산화(distributed)로 전환
• 기지국 역할만 하던 NodeB에 RNC의 데이터 처리 역할을 더함으로써 NodeB가 직접 통신망을 연결하는 구조가 되는 eNB(이노드비)로 발전. 즉, eNB로 분산화

○ (C-RAN, Centralized RAN) 5G로 이행 과정에서 D-RAN의 효율성에 문제점이 나타남에 따라 다시 집중화를 통해 일부 보완하였으며, 이 때 분산화와 집중화의 장점을 적절히 조화

• 4G 기지국 장비인 eNB가 분산화됨에 따라 이를 효율적으로 사용하기 어려운 문제가 발생. 부하가 과중된 eNB의 처리 능력을 향상시키려면 CPU, RAM 교체 등 장비 추가가 필요하여 통신사의 비용 부담으로 이어지게 되었고, 이것이 핵심적 문제점으로 발견됨
  - 만약, ‘A’라는 eNB에는 과부하가 걸리고 ‘B’라는 eNB의 사용량은 적다면, 어떤 중앙 장치가 있어서 각 기지국에 걸린 부하를 배분할 수 있다면 효율성이 높아질 것임 
• 5G는 집중화된 장치(CU)를 둠으로써 분배 기능을 높이면서도, gNB(지노드비)에 분산화 영역(DU)과 집중화 영역(CU) 일부를 포함시켜 개별 기지국의 데이터 처리능력도 높임
  - 하나의 gNB는 DU와 CU로 구성되며 전파를 데이터로 처리하는 과정에서 데이터를 디지털화하고, 처리∙전송하는 등의 네트워크 업무를 상당 부분 처리할 수 있게 됨
  - 각 gNB의 성능 개선은 물리적 장비 교체가 아닌 소프트웨어 업데이트로 가능해짐 

○ (V-RAN, Virtualized RAN) 5G 기지국을 DU, CU로 분리한 후 집중화된 영역인 CU를 가상화 처리하는 것을 의미하며, gNB 관리 및 데이터 처리를 소프트웨어 중심으로 조정할 수 있게 됨

• 통신사 입장에서는 실물 하드웨어 장비를 업그레이드하는 비용이 가장 큰 문제였으므로, 앞선 D-RAN, C-RAN의 결과물인 CU까지 가상화함으로써 HW 투자 유인을 감소시킴
• 각 영역(layer)에서 사용되는 데이터 용량을 소프트웨어를 통해 유연하게 조정할 수 있으 며, 오픈랜에서는 각 영역을 한 단계 더 개방하게 되어 유지 보수가 더욱 용이해짐

○ (OpenRAN 표준화) 오픈랜의 목표는 개방화를 통한 생태계 확장이므로, 프로토콜의 표준화가 중요. RU, DU, CU 등 각 부분에 대해 별도 벤더를 사용할 수 있고, SW 역할이 더욱 확대

• 앞서 살펴본 바와 같이 큰 틀에서 RU, DU, CU로 구분되어 있으나 보다 세부적으로는 각 영역(layer)을 크게 8가지 옵션으로 나눌 수 있음⁹
  - 오픈랜 이행시 우선 RU와 DU 사이를 일컫는 프론트홀의 프로토콜 표준화가 필수적이며, 장기적으로는 각 옵션 사이의 프로토콜을 표준화 및 개방화 하여야 함
  - O-RAN Alliance는 11개 워킹그룹(WG)을 조직하고 표준화 작업 진행 중
• 4G에서는 8가지 옵션을 기준으로 무선(RRU), 나머지는 모두 기지국(BBU)으로 단순화해서 구분했으며 세부적인 프로토콜은 네트워크 장비 업체마다 달랐으므로 특정 벤더의 장비만 이용해야 했음
  - 옵션을 세분화하여 개방할수록 각 영역에 특화된 신생 벤더가 참여할 여지가 높음
  - 각 옵션별로 특정 부문에만 강점을 가진 후발 장비 벤더 및 중소 SW 업체의 진입과 경쟁이 더욱 자유로워질 수 있음