5세대 네트워크(5G)는 통신 산업에 급진적인 패러다임 변화를 가져올 준비가 되어 있습니다. 5G는 제조, 소매, 자동차 등의 산업 부문에서 아직 모바일 서비스의 잠재력을 충분히 활용하지 못하고 있는 "하나의 네트워크가 모든 것에 적합하다"는 현재의 표준 전략을 무너뜨리고 있습니다. 예를 들어, 한 기업에는 매우 안정적인 서비스가 필요한 반면 다른 기업에는 대역폭에 관계없이 매우 짧은 지연 시간이 필요할 수 있습니다. 소비자가 네트워크에 적응하는 대신 5G 네트워크가 외부 요구사항에 적응하게 됩니다.
한 가지 접근 방식은 특정 요구에 맞는 특정 네트워크를 구축하는 것이지만, 이는 높은 네트워크 비용(CAPEX 및 OPEX 모두)을 의미할 수 있으며 비즈니스 모델을 정당화하기 위해 특정 최소 고객 수를 요구할 수 있습니다. 5G는 '네트워크 슬라이싱'을 통해 모바일 네트워크 사업자(MNO)가 공통 플랫폼에서 여러 개의 전용 논리적 네트워크를 설계하고 운영할 수 있도록 지원함으로써 이 문제를 해결할 수 있도록 설계되었습니다.
산업 요구 사항 사용 사례: 공공 안전
특정 사용 사례를 위한 맞춤형 네트워크를 보유한다는 개념은 공공 안전 분야에서 처음 실현되었습니다. 미국에서는 2012년 2월 22일에 법으로 제정된 중산층 세금 감면 및 일자리 창출법(공법 112-96)의 일환으로 긴급구조네트워크청(FirstNet)이 설립되었습니다. 이 법은 국가 긴급 구조대 전용 광대역 네트워크 구축을 위해 20메가헤르츠의 스펙트럼과 70억 달러를 할당했으며, FirstNet에 해당 네트워크를 구축, 운영 및 유지 관리할 권한을 부여했습니다.
FirstNet의 초기 목표는 위기 상황, 특히 기존 상용 네트워크가 대용량 트래픽에 압도당할 때 긴급 구조대원들이 통신할 수 있는 전용 네트워크를 확보하는 것이었습니다. 이후 가입자 수, 데이터 트래픽 요구 사항 및 사용 사례가 증가하고 발전함에 따라 FirstNet은 용량을 늘릴 뿐만 아니라 제품 제공을 발전시켜야 한다는 압박을 지속적으로 받아왔습니다.
사물 인터넷(IoT)의 출현은 긴급 구조대원에게 큰 이점을 가져다줍니다. 디바이스와 센서의 데이터는 더 나은 상황 인식을 제공하고 응급 구조대는 더 빠르고 효율적으로 대처할 수 있게 됩니다.
고용량, 저지연 5G 네트워크는 IoT 기반 상황 인식 기능을 통해 공공 안전 애플리케이션을 점진적으로 발전시킬 뿐만 아니라, 필요에 따라 이동통신사 생태계가 퍼스트넷 내부 및 외부에 전용 '긴급 슬라이스'를 신속하게 배포할 수 있도록 지원합니다. 5G 기능은 긴급 구조대원이 조난을 당한 지역의 시민과 다른 긴급 구조대원 모두에게 도움을 제공할 수 있는 능력을 향상시킬 것입니다:
그림 1과 같은 사용 사례를 실현하기 위해 맞춤형 '긴급 슬라이스'를 신속하게 배포하려면 이동통신사는 처리 능력, 스토리지, 대역폭 등의 리소스를 다른 네트워크 슬라이스와 격리된 상태로 전용 및/또는 공유해야 합니다.
이동통신사업자를 위한 계획 고려 사항
구현 관점에서 MNO는 여러 산업 분야(예: 공공 안전, 자동차, 제조)에 단일 "슬라이스"(예: IoT 전용 슬라이스)를 배포할 수도 있고, 여러 슬라이스(예: IoT, 광대역, 저지연)를 번들로 묶어 특정 산업 분야에 엔드투엔드 기능을 제공할 수도 있습니다.
이러한 각 슬라이스에는 네트워크의 특정 및 논리적 부분의 성능과 관련된 특정 속성(지연 시간, 처리량 등)이 있습니다. 첫 번째 작업 순서로, 이동통신사는 3세대 파트너십 프로젝트(3GPP TS 28.531)에서 정의한 대로 특정 성능을 제공할 수 있는 네트워크 상호 연결, 구성을 정의할 수 있는 슬라이스 템플릿을 생성할 수 있습니다.
이러한 슬라이스 템플릿은 대부분 일반적이며 통신사업자가 특정 서비스를 빠르게 생성할 수 있도록 지원합니다. 따라서 그림 2에 표시된 것처럼 모든 이동통신사에는 3개의 특정 슬라이스만 존재할 수 있습니다. 그러나 공공 안전과 같은 수직적 산업 요구 사항의 경우 추가 작업이 필요합니다. 사용 사례(그림 1 참조)는 이동통신사가 "프라이빗 슬라이스" 또는 이 경우 "공공 안전 슬라이스"라는 개념을 생성하도록 안내합니다.
사용 사례에 필요한 특정 성능을 갖춘 슬라이스 템플릿(저지연 슬라이스 또는 광대역 슬라이스)을 여러 다른 슬라이스 중 하나와 결합하면 "공공 안전 슬라이스"를 충족할 수 있습니다.
전용 네트워크를 구축하는 대신 공공 안전 슬라이스를 채택하면 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 공공 안전 고객에게 유연성과 옵션을 제공할 수 있습니다. 네트워크 슬라이싱은 3GPP 릴리스 16(2020년 6월 예정)에서 표준화될 예정이지만, 이동통신사는 향상된 공공 안전과 같은 사용 사례를 지금 바로 계획할 수 있습니다.
네트워크 슬라이싱을 통해 오늘날의 MVNO(모바일 가상 네트워크 사업자) 모델에 지각 변동이 일어날 것이며, 기업 고객은 일부 SLA가 보장된 네트워크를 슬라이스로 제공받을 수 있습니다. 카운티, 도시 등에 제공되는 '공공 안전 서비스형 슬라이스'라는 개념은 특정 요구 사항에 맞게 맞춤화되어 곧 출시될 예정입니다.
도전 과제 및 결론
5G 네트워크는 클라우드 상의 1세대 모바일 네트워크입니다. "서비스형 공공 안전"의 개념은 기술 중심이 아닌 비즈니스 중심이며, 공공 안전 사용 사례를 네트워크의 특정 논리적 부분의 기능, 토폴로지 및 정책에 원활하게 매핑할 수 있도록 지원합니다.
이러한 맞춤형 서비스 모델을 구현하기 위해 NFV 아키텍처를 특정 슬라이스 준비에 매핑하는 데 어려움이 있을 것입니다(그림 3).
운영 관점에서 공공 안전 슬라이스에는 구성, 모니터링 및 제어해야 하는 하나 이상의 네트워크 슬라이스가 있습니다. 공공 안전 고객이 네트워크 서비스를 제어하기 위해 이동통신사의 API(애플리케이션 프로그래밍 인터페이스)가 필요한 경우가 있을 수 있습니다.
네트워크 슬라이싱의 성공을 위해 운영 지원 시스템/비즈니스 지원 시스템(OSS/BSS)의 역할이 강화될 것입니다. 설계부터 배포, 보증에 이르는 슬라이스의 폐쇄형 루프 자동화는 OSS 관점에서 핵심이 될 것입니다. 동적 과금 및 과금 청구, 다양한 SLA 및 가격 모델에 걸친 동적 이행은 BSS에서 관리해야 합니다.
5G 시대에는 운영 영역과 비즈니스 영역이 명확하게 통합되어 MNO가 공공 안전과 같은 수직 산업을 위한 맞춤형 네트워크 슬라이스를 제공함으로써 연결 제공업체를 넘어 진화할 수 있습니다.
