ORAN이란 무엇이며, 왜 ORAN인가?

통신 산업은 Open Radio Access Network(ORAN) 기술의 등장과 함께 중요한 변화를 겪고 있습니다. ORAN은 단순한 기술 업그레이드가 아니라, 무선 네트워크의 구축 및 운영 방식을 혁신적으로 바꾸려는 움직임입니다.

이 글에서는 ORAN이 무엇인지, 개발 배경과 주요 구성 요소, 장점과 과제, 그리고 향후 통신 산업에 미칠 잠재적 영향에 대해 통찰력 있는 내용을 다루고자 합니다.

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ORAN이란?

ORAN은 Open Radio Access Network(개방형 무선접속망)의 약자로, 보다 개방적이고 유연하며 상호 운용이 가능한 RAN(무선접속망) 아키텍처를 구축하려는 이니셔티브입니다.

전통적으로 RAN 구성 요소인 기지국, 안테나 등은 대부분 특정 제조사에 종속된 독점적 장비로 구성되어 있어, 서로 다른 공급업체의 장비 간 호환이 어려웠습니다. ORAN은 이러한 문제를 해결하기 위해 개방형 인터페이스와 표준을 도입하여, 보다 경쟁적이고 혁신적인 생태계를 조성하는 것을 목표로 합니다.

 

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전통적인 RAN 구조: RU와 BBU

전통적인 RAN(무선접속망)은 일반적으로 다음과 같은 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다:

1. BBU (Baseband Unit, 기저대역 장치)

BBU는 전통적인 RAN 시스템의 핵심으로, 기저대역 신호를 처리하고, 오류 정정, 복호화, 변조/복조와 같은 무선 신호 처리 기능을 수행합니다. 일반적으로 중앙 또는 준중앙 집중식 위치에 설치되어 여러 RU와 연결되어 있으며, 네트워크 관리를 용이하게 하지만 장거리 전송 시 지연(latency) 및 복잡성을 유발할 수 있습니다.

2. RU (Radio Unit, 무선 장치)

RU는 Remote Radio Head(RRH)라고도 하며, RF(무선 주파수) 신호의 송수신을 담당합니다. 디지털 기저대역 신호를 RF 신호로 변환하고 그 반대도 수행합니다. RU는 주로 안테나 가까이의 기지국 타워나 옥상에 설치되어 사용자 단말기와의 무선 통신을 효율적으로 수행합니다.

3. DU (Distributed Unit, 분산 장치)

DU는 물리계층 및 일부 MAC 계층 등 프로토콜 스택의 하위 계층을 처리하는 장치입니다. 실시간 신호 처리를 담당하며, 네트워크 엣지 가까이에 위치하여 지연을 줄이고 빠른 응답성을 제공합니다.

4. CU (Centralized Unit, 중앙 장치)

CU는 상위 프로토콜 계층을 처리하며, 이동성 관리, 세션 관리, 사용자 트래픽 집계 등의 비실시간 기능을 수행합니다. 중앙 집중식 위치에 배치되어 여러 DU를 관리하고, 효율적인 자원 할당과 트래픽 관리가 가능합니다.

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전통적인 RAN 시스템의 특성

• 공급업체 종속(Vendor Lock-in)
• 제한된 상호 운용성(Limited Interoperability)
• 확장성과 유연성 부족

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ORAN의 등장

ORAN은 전통적인 RAN 시스템의 폐쇄성을 극복하기 위한 필요에서 탄생했습니다. 통신사, 벤더, 연구기관 등으로 구성된 ORAN Alliance는 개방적이고 지능적인 RAN 아키텍처를 개발하고 이를 촉진하기 위해 결성되었습니다.

ORAN의 핵심 원칙은 다음과 같습니다:

• 개방형 인터페이스(Open Interfaces): RAN 구성 요소 간 통신 표준화로 상호 운용성 확보
• 지능 및 자동화(Intelligence and Automation): 고급 분석 및 머신러닝을 통한 네트워크 성능 최적화
• 유연성과 확장성(Flexibility and Scalability): 다양한 트래픽 및 배치 환경에 적응 가능한 구조

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ORAN의 핵심 구성 요소

ORAN은 전통적인 RAN과 다른 여러 주요 구성 요소를 포함합니다:

 

• Open Fronthaul Interface (개방형 프론트홀 인터페이스): RU와 DU 간 통신을 표준화하여 서로 다른 벤더 간의 호환성 확보
• Near-Real-Time RAN Intelligent Controller (Near-RT RIC): 실시간 RAN 자원 관리, 간섭 완화 등의 기능을 자동화 및 최적화 수행
• Non-Real-Time RAN Intelligent Controller (Non-RT RIC): 정책 관리, 장기 최적화, 네트워크 분석 등 비실시간 기능 수행
• SMO (Service Management and Orchestration): RAN 전체 구성 요소의 관리 및 오케스트레이션 플랫폼

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왜 ORAN인가?

ORAN이 개발되고 채택되는 배경에는 다음과 같은 주요 요인들이 있습니다:

1. 상호 운용성과 공급업체 다양성 확보

전통적인 RAN은 특정 벤더에 종속되어 다양한 장비를 혼용하기 어려웠습니다. ORAN은 개방형 인터페이스를 통해 여러 벤더의 장비 간 통합을 가능하게 하여, 보다 경쟁적이고 혁신적인 생태계를 조성합니다.

2. 비용 효율성 향상

전통적인 RAN은 독점적인 하드웨어/소프트웨어 사용으로 높은 비용이 발생합니다. ORAN은 상용 범용(COTS) 하드웨어 사용을 통해 하드웨어 비용을 절감하고, 소프트웨어와 하드웨어의 분리를 통해 유연한 업그레이드가 가능합니다.

3. 혁신과 민첩성

표준화된 인터페이스를 통해 중소 벤더 및 스타트업도 생태계에 참여할 수 있어 기술 혁신을 가속화합니다. 이는 변화하는 시장 수요와 기술 발전에 신속히 대응할 수 있게 합니다.

4. 네트워크 유연성과 확장성

ORAN은 네트워크를 효율적으로 확장하고, 실시간 트래픽 수요에 따라 자원을 동적으로 조정할 수 있어 5G 이후 시대의 다양한 요구사항을 충족합니다.

5. 네트워크 성능 향상

머신러닝 기반 Near-RT RIC 및 Non-RT RIC는 부하 분산, 간섭 관리, 에너지 효율화 등을 통해 네트워크 성능을 향상시킵니다.

6. 보안 및 신뢰성

개방형 표준은 다양한 이해관계자들의 검토를 통해 보안 취약점을 조기에 발견하고 대응할 수 있습니다. 또한 다양한 벤더의 보안 기술을 통합해 보안을 강화할 수 있습니다.

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ORAN의 도전과 고려 사항

ORAN의 도입은 많은 이점을 제공하지만, 다음과 같은 과제들도 존재합니다:

1. 통합 복잡성

여러 벤더의 구성 요소를 통합하는 것은 복잡하며, 설계 및 운영 측면에서 높은 기술 역량이 요구됩니다.

2. 표준화 및 준수

ORAN은 표준화된 구조를 지향하지만, 모든 벤더가 이를 준수하는 것은 도전 과제입니다. 명확한 표준과 산업 내 합의가 필수적입니다.

3. 보안 우려

개방형 인터페이스는 새로운 보안 위협에 노출될 수 있으며, 다수의 벤더로부터 구성 요소를 도입하는 만큼 보안 정책의 통합적 관리가 요구됩니다.

4. 성능 및 신뢰성

복잡하고 이질적인 ORAN 환경에서도 고성능과 안정성을 유지하려면 신중한 네트워크 설계와 최적화가 필요합니다.

 

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ORAN의 미래

ORAN은 전 세계 통신사들의 채택이 증가하고 기술적 진보가 지속되면서 밝은 미래를 기대할 수 있습니다.

앞으로 ORAN을 이끌 주요 트렌드는 다음과 같습니다:

 

1. 5G 확대와 함께 ORAN 채택 증가

5G의 확산과 함께, 다양한 서비스 요구를 수용하기 위한 ORAN의 채택도 증가할 것입니다. 유연성과 확장성, 비용 효율성은 5G 인프라 구축에 매우 적합합니다.

2. 엣지 컴퓨팅 및 네트워크 슬라이싱

ORAN의 분산 구조는 엣지 컴퓨팅 및 네트워크 슬라이싱과 잘 맞물립니다. 이는 자율주행차, 스마트시티, 산업 자동화 등 차세대 서비스 구현에 기여할 것입니다.

3. AI 및 머신러닝의 통합

AI 기반 분석 및 자동화를 통해 ORAN의 운영 효율성과 네트워크 성능이 지속적으로 향상될 것입니다.

4. 생태계 협업 확대

ORAN Alliance 중심의 산업 내 협업은 지속적으로 증가할 것이며, 이는 표준화, 기술 개발, 상호 운용 솔루션 창출에 핵심 역할을 할 것입니다.