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[5G 이동통신의 핵심 프론트홀 기술①] 고속 · 저지연 '해결사'로 부각

[뉴스비전e 박준상 기자] 5G는 언제 어디서나 환경의 제약 없이 사람과 사물을 포함한 모든 사용자에게 지연 없이 기가 바이트급 속도를 제공하는 통신서비스이다.

최근 KT와 SK텔레콤이 자율주행차의 저지연 협업운행에 있어, 국내 최초의 성공사례 주인공이 서로 자사(自社)라고 목소리를 높이는 이면에는 이 기술에 대한 기업의 민감함이 베어 있다.  

이처럼 목소리를 높여 강조하는 빠른 속도의 서비스를 제공하기 위해선 서비스 커버리지 확대와 음영지역 해소가 필수적인데 이를 위한 기술 중 하나가 바로 프론트홀(Fronthaul)이다.

현재 데이터 전송율, 지연, 경제성, 유연성, 효율성 등을 만족시키기 위해 다양한 형태의 프론트홀 구조가 연구되고 있다.

2019년 상용화가 예상되는 5G의 핵심 기술인 프론트홀에 대해 심층 분석해 본다. [편집자 주]

< 5g 네트워크 / Orange Partners >

[① 고속 · 저지연 무선전송의 핵심 기술 '프론트홀']

5G 통신은 다양한 형태의 스마트 디바이스 보급과 새로운 고품질 서비스 요구 급증으로 인해 3G나 4G에 비해 고속의 데이터 전송(eMBB: Enhanced mobile broadband)이 요구되고 있다.

또한 5G는 대량의 디바이스 동시 접속(massive MTC), 고신뢰도 저지연(URLLC: Ultra-high reliability and low latency communication)의 측면에서 성능 향상이 필요하다

액세스 네트워크를 통해 고속 · 저지연 무선전송 및 대량의 디바이스 동시접속 서비스의 원활한 제공을 위해선 5G 이동통신의 서비스 커버리지 확대 및 음영지역 해소가 필수적이다.

이를 위해서 유 · 무선 백홀(Backhaul), 미드홀(Midhaul) 및 프론트홀(Fronthaul)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.

각 기술의 개념에 대해 살펴보면, 백홀은 기지국과 상위 네트워크의 연결을 위한 링크이다.

4G의 경우 기지국과 이동성 관리장비인 MME(Mobility management entity), 서빙게이트웨이 SGW(Serving gate way) 간의 연결이 이에 해당한다.

미드홀은 다수의 소형셀(기지국) 간의 연결을 위한 링크로써, 4G인 LTE-A의 경우 X1 인터페이스를 통한 기지국간 연결을 뜻한다.

프론트홀은 기지국의 주파수 대역 처리 기기인 BBU(Baseband processing unit) 혹은 디지털유닛과 필요한 데이터를 수신해 해독하는 장치인 RRH(Remote radio head) 혹은 레디오 유닛(Radio unit)과의 연결을 위한 링크이다.

LTE-A에서 공공 무선 접속기 CPRI(Common public radio interface) 인터페이스를 통한 데이터 처리 장비와 원격 무선장비 간의 연결이 프론트홀이라고 설명할 수 있다.

< 5G 네트워크 개념 / 5G.co.uk >

현재 프론트홀 규격으로는 유선 기반의 CPRI(Common public radio interface), 정보교환을 위한 인터페이스인 OBSAI(Open base station architecture initiative), ORI(Open radio interface)등의 규격이 개발되어 있다.

또한 무선구간 전송 신호, 제어관리 신호 및 동기신호를 고속으로 전송 가능한 CPRI 규격이 주로 사용되고 있다.

이와 더불어 최근 폭증하는 데이터 수요의 해결, 기존 프론트홀 구간의 용량증대와 비용 절감을 위해 이를 네트워크로 구성하는 시도로서, OTN(Optical transport network)을 사용한 CPRI, WDM/PON을 사용한 CPRI, RoE(Radio over ethernet), RoF 등의 다양한 기술들이 제안되고 있다.

특히 밀리미터파(A6G) 기반의 5G 이동통신 네트워크를 구축비용 및 운용비용 측면에서 효과적으로 구축하기 위해서는 비용 효율적인 프론트홀 · 미드홀 기술 도입 요구가 증가할 것으로 예상되고 있다.

예로서 5G 크로스홀(crosshaul) 프로젝트에서는 프론트홀, 미드홀 및 백홀을 SDN(Software defined network)과 NFV(Network function visualization) 기술을 기반으로 하나로 통합하는 이동통신 트랜스포트 네트워크에 대한 활발한 연구도 진행되고 있다.

박준상 기자  newsvision-e@hanmail.net

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