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Open RAN & O-RAN Alliance의 등장
Open RAN의 기술의 등장과 발전으로 인해 무선 접속 네트워크(RAN:Radio Access Network)는 개방, 분리, 지능형으로 변화하고 있습니다. O-RAN Alliance에서는 3GPP RAN 인터페이스 및 사양을 추가 보완하는 새로운 O-RAN 인터페이스를 정의하고, 이러한 인터페이스를 구현하는 기술 정의에 그치지 않고, 통합 테스트할 수 있는 부분까지도 정의하고 지원하고 있습니다.
또한, O-RAN Alliance는 CU(Centralized Unit) 및 DU(Distributed Unit) 간의 이중 분할을 HLS(High Layer Split)로 제안하고, O-DU와 O-RU(Radio Unit) 간의 프런트 홀(Fronthaul) 인터페이스를 LLS (Low Layer Split)로 정의합니다.
즉, 3GPP에서 정의한 CU와 DU 상의 분리에, 추가로 DU와 RU 사이의 분리를 제안하여 주로 RF 파트 생성하는 Radio Unit으로 나눠 그 복잡성을 줄일 수 있게 되고, 이 Interface에 대한 연결 부분을 개방하여 다양한 업체에서 개발한 RU들을 상위 Layer의 장비와 연결하여 원활하게 상호 운영이 가능하게 되는 것을 목적으로 두고 있습니다.
이러한 네트워크를 분리하는 옵션은 O-RAN Alliance에서 제안한 부분 이외에도 다양한 단체에서 아래와 같이 다양하게 구성을 하고 있습니다.
이러한 부분을 실제 네트워크 운용상에서 살펴보면, 목적과 환경에 맞게 더 다양한 옵션으로 구성하고 있는 것을 확인할 수 있습니다.
O-RU 적합성 Test Setup with Rohde Schwarz and VIAVI Solutions
Rohde & Schwarz는 VIAVI Solutions와 협업을 통하여 O-RAN alliance에서 정의한 O-RU 적합성을 검증하는 테스트 솔루션을 아래와 같이 제공하고 있습니다.
테스트 셋업에서 VIAVI Solutions의 MTS-5800 장비는 PTP (Precision Time Protocol) 마스터 역할을 수행하는 데, 이는 GPS 수신을 통해서 이루어지기 때문에 VIAVI DU emulator가 O-RU와 정교하게 동기화가 가능한 장점이 있습니다. 그리고, Rohde & Schwarz의 SMW200A (or SMBV100B, etc.) 신호 발생기는 테스트에 필요한 신호원 및 IQ data를 제공하고 FSW (or FSVA3000, etc.) 신호 분석기를 신호는 캡처하고 업링크 & 다운링크 path에서 IQ data를 분석하는 기능을 제공하고 있습니다. 이러한 전반적인 O-RU 적합성 테스트들은 VIAVI Solutions에서 개발한 자동화 Software tool를 통해서 간편하게 가능합니다.
O-RU 적합성 Test Setup: C/U-plane, M-plane, S-plane
O-RU 적합성 테스트에 대한 부분은 사용자(User), 제어(Control), 관리 (Management) 및 동기화(Synchronization)로 나뉠 수 있는데, 이는 아래와 같이 정의되고 각각 C/U-plane test, S-plane test 및 M-plane test로 구분이 되어서 진행이 됩니다.
User-plane은 단어 그대로 사용자 데이터를 의미하는 것으로, DU와 RU 사이의 IQ Data sample에 대한 전송이고 여기에는 IQ data Precoding, Compression 등이 포함이 되어 있습니다. 그리고, 사용자 IQ data 전송을 할 때 시간과 주파수에 대해서 mapping 및 Scheduling 하는 역할을 하는 것이 C-plane의 주요 역할이라고 할 수 있습니다. 빔 포밍을 지원하는 경우 이를 특정 빔에 Mapping 해서 적용해 달라는 요청 또한 C-plane의 역할에 해당이 됩니다. M-plane는 NETCONF(Network Configuration) 프로토콜을 사용하며, DU와 RU 사이의 메시지 전송을 위해서 SSH(Secure SHell) 보안을 적용하여 TCH/IP 사용하고 있습니다. 마지막으로 O-RAN 프론트홀 인터페이스를 사용하여 시간 보를 제공하는 것도 가능합니다. 예를 들어 PTP는 DU와 RU를 동기화하기 위해 프론트홀 인터페이스를 통해 전송될 수 있는데, 이와 관련된 내용이 S-plane입니다.
3GPP Conformance Test & 네트워크 성능 평가
그리고 위와 같은 O-RAN alliance에서 정의한 DU와 RU 사이의 프론트홀 인터페이스 테스트뿐만 아니라, 기지국은 실제 설치하기 전에 다양한 적합성 테스트를 통과해야 하는데 그중, 하나가 3GPP 38.141-1 Base Station(BS) Conformance Test의 Conducted case와 38.141-2 Radiated case입니다. 이러한 테스트도 위에서 정의한 Rohde & Schwarz와 VIAVI Solution 사의 테스트 셋업 하에서 동일하게 이루어질 수 있습니다.
마지막으로 Rohde & Schwarz는 위와 같은 솔루션 이외에도 O-RAN 장비 및 네트워크 성능을 측정하는 다양한 솔루션을 제공하고 개발하고 있습니다. 아래쪽 그림의 왼쪽 부분과 같이 네트워크 성능에 대한 벤치마킹을 통해서 O-RAN 네트워크 성능이 기존 RAN 네트워크와 비교하여, 평가를 할 수 있는 솔루션이 필요합니다. 또한, 오른쪽 부분과 같이 네트워크 동기화 부분에 대한 무선 검증도 중요한 부분 중 하나입니다. 이를 위해서 Rohde & Schwarz는 표준화된 QoE 및 QoS 점수 책정 방식으로 종단(End to End) 간의 서비스 성능을 벤치마킹하기 위한 스마트폰을 활용한 솔루션을 제공하고 있습니다. 또한, Rohde & Schwarz 사의 고성능 RF Scanner 솔루션을 통해서 RF Coverage 및 네트워크 동기에 대한 부분 평가에 대한 솔루션도 제공하고 있습니다.
위와 같이 Rohde & Schwarz는 무선 네트워크의 발전 방향에 따른 개발 및 검증할 수 있는 솔루션을 다양하게 지원하고 있습니다.
작성자 : 로데슈바르즈코리아 기술지원팀
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