[기사 스크랩] SKT, 6G 진화 위한 저지연 코어망 핵심 기술 개발

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기사 제목 : SKT, 6G 진화 위한 저지연 코어망 핵심 기술 개발 

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SKT, 6G 진화 위한 저지연 코어망 핵심 기술 개발 | NETMANIAS

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본문 및 헤드라인

 

• 코어망에서 통신지연 최대 70% 감소, 서비스 효율 약 33% 향상 가능성 확인
• 인텔과 공동 기술백서 발간… 향후 연구 성과 기반 AI 서비스 고도화 목표
• “AI 기반 6G 코어 아키텍처에 대한 추가 연구와 상용화 노력 지속할 것”

 

 SK텔레콤(대표이사 사장 유영상, http://www.sktelecom.com)은 인텔과 협력해 향후 6G 이동통신을 위한 베어메탈 기반 클라우드 네이티브* 코어망 구조 진화에 필요한 코어망 내부 통신 지연 감소 기술을 개발했다고 1일 밝혔다.

* 베어메탈 기반 클라우드 네이티브: 하드웨어 자원과 클라우드에 존재하는 가상 자원 사이에 운영체계를 중복 설치하지 않도록 시스템을 경량화하는 방식

 코어망은 고객의 모바일 기기에서 발생하는 모든 음성과 데이터 트래픽이 인터넷 망으로 접속하기 위해 거치는 관문으로, 다양한 장비 연동을 통해 보안과 서비스 품질을 담당하는 이동통신 서비스의 교환기 시스템이다.

 그 중에서도 6G 코어 아키텍처(Core Architecture)는 앞선 세대의 통신보다 높은 유연성·안정성을 요구 받고 있으며, 지능형·자동화 기술을 내장해 고객에게 안정된 AI 서비스 품질과 기술을 제공하는 것을 기본으로 한다.

 코어망 기술이 진화를 거듭하면서 망을 구성하는 다양한 시스템과 여러 서비스를 제공하는 세부 기능도 폭발적으로 증가하게 된다. 지속적인 망 복잡도 증가로 상호 교환 메시지가 빈번하게 재생성되어 기존 대비 코어망 내 통신 지연 발생이 예상된다. 이러한 한계를 기존 코어망 내부 단위 기능간 상호 연동에 대한 통신 표준 기술(Service Communication Proxy)로는 해소하기 어렵다.

 이에 SKT는 다가오는 6G 시대에 대비해 망 복잡도 개선을 위한 국제 표준화, 기술설계 및 실증을 추진하고 있다. SKT는 인텔과 함께 베어메탈 기반 클라우드 네이티브 코어 아키텍처에서 통신 지연의 주요 요소인 기능간 연동 통신 표준 기술의 처리 속도를 획기적으로 절감하는 핵심 기술 개발에 성공했다.

 양사간 공동 연구로 개발된 ‘Inline Service Mesh’ 기술은 프록시 없이 각 기능 모듈간 통신을 수행하는 방식으로, 코어망 내부 통신 속도를 향상시킨다.

 SKT는 이 기술을 6G 코어 아키텍처에 적용할 때 코어망에서 통신 지연을 최대 70% 가량 감소시키고 서비스 효율은 약 33% 높일 수 있다는 점을 입증했다. 다량의 연산을 효율적으로 처리할 수 있는 이번 기술을 통해 다양한 인공지능 서비스들과 고도화된 서비스를 폭넓은 형태로 서비스할 수 있게 된다.

 SKT는 앞서 지난 2022년 실 사용자의 이동 패턴을 실시간 분석하여 무선 자원을 40% 절감하는 코어망의 연결성 개선 기술을 상용화한 바 있으며, 이번 기술 개발을 통해 더욱 향상된 코어망 구조 진화를 위한 기반을 확보했다.

 SKT는 인텔과의 공동 연구 결과를 기술백서로 발간했으며, 검토 과정을 거쳐 국제 이동통신 표준화 협력기구(3GPP)에 6G 서비스 및 구조 사항 표준화 반영을 추진하는 등 관련분야 기술 선도 입지를 굳건히 할 계획이다.

 SKT와 인텔은 지난 10년간 유무선 이동통신 핵심 기술 개발 연구를 위해 꾸준히 협력해 오고 있다. 양사는 이번 연구를 포함해 코어망의 다양한 영역에 AI 기술을 접목하는 트래픽 처리 향상 기술 분야에서 공동 연구 개발을 지속하고 있다.

 류탁기 SK텔레콤 인프라기술담당은 “6G 분야 기술 선도를 위해 인텔과 지속적인 기술 개발 협력을 해 온 결과 또 하나의 기술적 성과를 달성했다”라며, “AI를 기반으로 하는 6G 코어 아키텍처에 대한 추가 연구와 상용화 노력을 지속할 것”이라고 밝혔다.

 댄 로드리게즈 인텔 네트워크 에지 솔루션 그룹 총괄은 “네트워크 인프라 시장에서 혁신을 주도하기 위해 SK텔레콤과 지속적으로 공동 연구 및 개발 노력을 기울이고 있다”며, “코어망 고도화를 위해 최신 제온(Xeon) 프로세서에 내장된 AI 기능을 활용하고 성능 및 효율성을 개선하기 위한 노력을 계속할 것”이라고 설명했다.

 

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추가 조사할 내용 및 요약

 

1. 코어망이란

링크 : https://blog.naver.com/lvjesus8/221721927507

[2.3] 이동통신 구조

 

링크 : https://blog.naver.com/mini_s0n/222351934726

5G 네트워크 구조 (5G 아키텍처) - SA, NSA, 5G 코어 특징

 

링크 : https://www.intel.co.kr/content/www/kr/ko/wireless-network/core-network.html

5G 코어(5GC) 네트워크로 마이그레이션 - 인텔

 

5G 코어(5GC) 네트워크란 무엇일까요?

 

코어는 연결 및 관리를 위한 필수 기능을 처리하는 통신 서비스 공급업체(CoSP) 모바일 네트워크의 핵심입니다. 5G 코어(5GC)는 가상화, 컨테이너화, 마이크로서비스와 같은 주요 클라우드 네이티브 혁신을 활용하면서 고성능 5G 연결을 지원한다는 점에서 기존 네트워크 코어 배포와 다릅니다.

5GC 네트워크의 주요 기능은 다음과 같습니다:

네트워크 슬라이싱: 여러 가상 네트워크를 공유된 물리적 네트워크 인프라에 계층화하는 것입니다.
컨트롤 플레인: 데이터 패킷을 라우팅하는 위치와 방법을 포함하여 네트워크 동작을 결정하는 규칙 및 정책입니다.

 

네트워크 간 API 통합: 한 네트워크에서 관리되는 응용 프로그램이 다른 네트워크의 데이터에 액세스하거나 수정할 수 있도록 지원합니다.

 

사용자 또는 SIM 인증: 사용자가 네트워크에 액세스할 때, 해당 사용자에게 액세스가 허용되었는지 확인합니다.

이전 세대 4G LTE(Long Term Evolution) 코어 네트워크는 이론상 최대 100Mbps의 데이터 속도를 지원합니다. 이에 비해 5GC 네트워크는 이론상 최대 20Gbps의 데이터 속도를 달성할 수 있습니다. 이러한 네트워크 속도와 클라우드 네이티브 유연성이 결합되어 자율 주행, 스마트 시티와 같은 첨단 사용 사례를 지원하는 새로운 연결의 시대를 열어 나갈 것입니다.

5G 네트워크 코어의 이점 알아보기
5GC는 상업용, 엔터프라이즈 및 최종 사용자 응용 프로그램의 패러다임을 변화시킬 뿐만 아니라 경쟁 우위에 직접적인 영향을 미치는 주요 이점을 통해 CoSP의 역량을 강화합니다:

성능: 5GC는 5G 모바일 네트워크 속도를 구현할 수 있을 뿐 아니라 CPF(Control Plane Functions)와 UPF(User Plane Functions) 모두의 데이터 처리량을 획기적인 수준으로 끌어올릴 수 있습니다. 예를 들어, 삼성은 최대 1Tbps의 UPF 데이터 처리량을 달성했습니다.

 

효율성: CoSP는 에너지 효율성을 개선하여 운영 비용(OpEx)을 절감하고 지속 가능성 목표를 달성할 수 있습니다. 동적 전력 튜닝과 같은 기능은 전력 주기를 조정하여 네트워크의 예측 가능한 수요를 충족할 수 있습니다. 예를 들어, SK텔레콤은 트래픽이 집중되는 시간대에 전력 소비를 30% 줄였습니다.

 

유연성: 기존 배포에서는 서비스가 고정 기능 하드웨어에 묶여 있었고, 새로운 서비스를 배포하려면 속도가 느리기 때문에 인프라를 변경해야 했습니다. 5GC를 사용하면 새로운 기능이나 서비스가 기본 하드웨어에서 분리되고 컨테이너, Kubernete와 같은 클라우드 도구를 사용하여 신속하게 배포됩니다.

 

복원력: 컨테이너 기반 서비스는 운영에 필요한 모든 것이 패키지로 제공되어 종속성을 줄이는 동시에 네트워크 전반에서 격리 및 내결함성을 지원할 수 있습니다.

 

2. 통신에 사용되는 인텔의 기술

링크 : https://www.intel.co.kr/content/www/kr/ko/wireless-network/5g-network/overview.html

인텔 클라우드의 5G 네트워크 및 서비스 지원 | 인텔®

 

링크 : https://www.aitimes.kr/news/articleView.html?idxno=31512

인텔, AI 인프라의 고속 데이터 처리 혁신!...업계 최초 완전 통합형 광학 I/O 칩렛 구현 - 인공지능

 

링크 : https://www.techdaily.co.kr/news/articleView.html?idxno=22493

인텔-에릭슨, 차세대 5G 인프라 최적화로 협력 확대 - 테크데일리(TechDaily)

 

링크 : https://www.e4ds.com/sub_view.asp?ch=2&t=0&idx=12092

인텔, 5G 네트워크 인프라 솔루션 4종 확대 발표 - e4ds 뉴스

 

 인텔은 5G, 에지 그리고 인공지능 확산을 활용할 수 있도록 네트워크 인프라를 위한 하드웨어, 소프트웨어 및 솔루션 제품을 확대 제공한다고 6일 밝혔다. 이동통신업계가 본격적으로 5G로 진화함에 따라 네트워크 전환 관련 실리콘 시장규모는 2023년까지 약 250억 달러에 달할 것으로 전망된다.

 따라서 인텔은 관련 기능을 지원하는 반도체와 소프트웨어 및 툴, 경험을 코어, 엑세스 및 에지 전반에서 신속한 도입과 구현을 지원한다.

 인텔 제품군에는 소프트웨어 레퍼런스 아키텍처인 △플렉스랜(FlexRAN) △인텔® 가상 무선 액세스망(vRAN) 전용 가속기 △네트워크에 최적화된 차세대 인텔® 제온® 스케일러블 및 D 프로세서 (코드명 ‘아이스레이크’) △향상된 네트워크 기능 가상화 인프라(NFVI)용 인텔® 셀렉트 솔루션 등이 포함된다.


인텔의 확장된 제품 및 솔루션

 △플렉스랜(FlexRAN): 인텔의 소프트웨어 레퍼런스 아키텍처는 현재 100여개에 달하는 기업이 인증을 받을 정도로 성장했다. 또한, 대규모 다중 입력 최적화, 증가한 대역폭을 위한 다중 출력(MIMO) 미드밴드 파이프라인 및 초고신뢰-초저지연 통신 지원을 아우르는 추가적인 개선사항이 포함되어 있다. 소프트웨어 레퍼런스 아키텍처 인증 획득 기업인 암독스(Amdocs)는 자사의 스마트랜(SmartRAN) 분석 솔루션과 통합한 플렉스랜(FlexRAN)을 발표했다.

 △인텔® vRAN 전용 가속기 ACC100: vRAN 설치를 위한 저전력 및 저비용 가속 솔루션은 인텔® eASIC 기술을 기반으로 하며 고객에게 샘플링하고 있다. 컴퓨팅 집약적인 순방향 오류 정정(forward error crrection) 프로세스를 오프로드 및 가속화한다. 이는 채널 용량과 에지 기반 서비스 및 애플리케이션을 위한 인텔 제온(Xeon) 프로세서 내에서 더 많은 처리 전력을 확보한다.

 △네트워크 인프라용 차세대 인텔 제온(Xeon)프로세서: 이러한 프로세서들을 통해 고객은 다양한 워크로드 및 성능 요건을 위해 네트워크 전반에 걸쳐 공통 아키텍처를 사용할 수 있다.

 △향상된 인텔 네트워크용 셀렉트 솔루션(Intel® Select Solutions for network): 고성능 네트워크 워크로드용 어플리케이션과 네트워크 성능을 향상하기 위해 NFVI 레드햇(RedHat), NFVI 우분투(Ubuntu) 및 NFVI 포워딩 플랫폼(Forwarding Platform)용 인텔 셀렉트 솔루션은 새로운 인텔 이더넷 800 시리즈 네트워크 어댑터(Intel ® Ethernet 800 Series Network Adapter) (코드명 ‘콜럼비아빌’)를 지원하기 위해 업그레이드됐으며, 플랫폼 성능 극대화를 위해 향상된 성능과 동적 장치 개인화(Dynamic Device Personalization)를 제공한다.

 

3. 6G와 코어망

링크 : http://test3.narangdesign.com/mail/jungwoo/202203/a1.html

정부조달우수제품협회

 

 

링크 : https://www.koit.co.kr/news/articleView.html?idxno=89110

'꿈의 통신' 6G, 코어 네트워크 구조 확립 가속 - 정보통신신문

 

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.