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이음 5G망 구축 모델 (2): 구축 모델별 특징과 장단점

내용
구축 모델별 특징과 장단점

 

기업이 이음 5G 망을 확보하는 4 가지 방안(자가구축, 이음 5G 사업자의 On-Premise형, 5GC CP 공유형, 5GC 전체 공유형 서비스)에 관해 

각 안별로 보안, 성능, 안정성, 비용 등의 측면에서 상세히 분석한다.

 

1. 자가 구축 (On-Premise형)


자가 구축 모델은 이음5G 주파수를 이용하여 이통사나 SI사와 무관히 기업이 직접 이음5G망을 설계, 장비 조달/구매, 구축, 인테그레이션, 운영하는 모델이다.


기업이 사업장내 이음 5G망의 모든 구성 요소(5G Core, 5G 기지국, MEC)를 구매하고, 구매한 5G벤더의 도움을 받아 사설 5G망을 구축 및 운영하며 이들 장비와 이음 5G 주파수 용량을 독점 사용한다. 비용 빼고 모든 측면이 이상적이다.

 

자가구축(On-Premise형) 모델 5G망의 모든 구성 요소-5G 코어, 5G 기지국, 에지 컴퓨팅-를 사업장내 자체 구축하여 기업에서 발생한 데이터와 단말정보가 사업장내부에서만 유통되는 높은 보안성, 대용량/저지연 등 5G 성능, 외부망 환경에 무관한 안정성 등의 측면에서 이상적인 완전 폐쇄형 사설망(On-Premise형)을 구축


그림 1. 자가 구축 (On-Premise형)

 

기업이 5G 코어, 5G 기지국, MEC가 모두 기업 사업장내에 구축하고 독점 사용하므로,

 

표 1. 자가구축(On-Primse형) 모델의 장단점 보안(Data Privacy, Security) 우수 : 사업장내 단말에서 발생한 데이터와 사업장내 단말정보가 사업장 내부에서만 유통되고 관리되므로 민감한 사내 데이터가 사업장 외부로 유출되지 않아 기업이 데이터를 완전하게 통제할 수 있다(예, CCTV 영상이 사업장내 MEC에서 처리/분석되고 저장됨) 성능 우수 : 사업장내 데이터를 발생시키는 단말과 UPF(5G 연결 종단)와 MEC(단말이 발생시키는 데이터를 처리해주는 응용)가 한 사업장내 함께 위치하므로 저지연 응용과 대용량 응용 수용에 이상적이다(단말-기지국-UPF-MEC간의 지리적으로 짧은 거리, 로컬망내 지연이 전부임. 로컬망내 링크용량만 대용량이면 됨). 또한 기지국과 코어를 독점 사용하므로 사업장내 충분한 수의 네트워크 슬라이스를 생성 및 운영할 수 있다. 안정성 우수 : 기업 외부망 (인터넷, 이통사 공중 5G망, 데이터센터, 클라우드 등)에 장애가 발생해도 이음5G망은 외부망 장애와 완전히 무관히 독립적으로 항상 동작한다. 즉시 구축 가능 : 별도의 외부 회선이 필요없다. 사업장내로 광회선이 인입되지 않아도 상관없으며, 별도의 백홀 비용이 발생하시 않는다. 백홀망 환경에 정비되어 있지 않은 외곽 지역에도 이음 5G망을 즉시 도입할 수 있다. Full Cortrol 우수 : 상하향 속도 조정, 네트워크 슬라이스 생성, 슬라이스별 접근 권한 제어, 단말 추가 및 QoS/권한 설정 등 이음 5G망에 대해 기업이 완전한 제어를 할 수 있다는 장점을 갖는다. 구축 비용문제 : 기업이 사업장내 5G 모든 구성요소를 구매해야 하므로 초기 선행 투자 비용이 크다는 점이 가장 큰 문제이다. 기존 유선 LAN이나 WLAN과 달리 5G 장비는 태생이 이통사용이라 매우 고가이다(메이저 5G 벤더의 제품의 경우 5G코어 제어부 1식, UPF 1식, 5G CU 1식,DU 1식, RU 몇 식만 구입해도 거의 10억원에 이른다). 사내 5G 전문 인력 문제 : 5G망 설계, 인테그레이션, 운영을 하기 위해서는 3GPP 기술을 이해하고 경험이 있는 전담팀/인력이 필요하여 운영비용도 크다.  

 

현재까지는 독일의 Bosch, Volkswagen, Porsche, Rohde & Schwarz, KUKA 등의 자본력과 인력이 풍부한 대기업들이 사업장내 On-Premise형으로 자가구축하고 있다.


이음 5G 사업자의 서비스

 

이 모델은 이음 5G 서비스 사업자가 기업의 이음 5G망 설계, 장비조달/제공, 구축, 운영 및 유지보수 (5G망 원격 모니터링/장애 대응, 장비 보수, S/W 업데이트 등)을 대행해주어 기업의 자가 구축 및 운영의 부담과 걱정(전문지식 결여와 구축 및 운영 비용)을 줄여주는 모델이다.

 

이음 5G 주파수가 사용되며 이음 5G망과 더불어 기업용 응용도 사업자가 소싱하여 함께 제공한다. 이음 5G 사업자의 서비스 정책에 따라 제공해주는 범위내에서 이음 5G망에 대한 기업의 제어도 가능하다. 사업자가 구축과 운영을 대행해주므로 기업은 5G 전문 인력을 신규로 채용하지 않아도 되며 기존 인력들은 자사의 핵심 비즈니스에 역량을 집중할 수 있다.


5G망 장비 매수형도 가능하나, 기업의 초기 투자 비용을 절감시켜주기 위해 5G망 장비를 무료 또는 최소비용으로 제공하고 월정액 서비스 이용료를 받는 구독형 과금 방식이 대거 시장에 출현하고 있다.


이음 5G 사업자의 서비스 기업의 이음 5G 도입시 문제점들 기업의 5G 지식 부재 대부분의 기업이 5G에 관한 전문지식이 없다. 걱정: 우리가 5G망 설계, 장비 조달, 멀티벤더 인테그레이션, 운영을 할 수 있을까? 5G 장비의 높은 가격 현재로서는 5G 망 장비는 기업이 구매하기에는 너무 부담이 크다. 메이저 5G벤더 제품의 경우 최소 구성만 해도 10억원에 이름 이음 5G 사업자의 서비스 A 구축, 운영 대행 이음 5G 사업자가 기업의 이음 5G망 설계, 장비조달/제공, 구축, 운영을 대행 기업의 자체 구축/운영의 기술적 부담과 걱정 (전문지식 부재)을 해결해줌 일시불 서비스 요금은 여전히 부담! B 월정액 구독형 이음 5G 사업자가 기업에 5G 장비를 무료 또는 최소한의 비용으로 제공하고 월정액 이용료를 받음 기업의 초기 투자 부담을 없애줌 일시불은 아니지만, 월정액 구독료도 부담됨! C 이음 5G 구조 효율화 가장 고가인 5G 코어를 클라우드에 두고 복수 기업간에 공유함 사업장(5GC CP, UPF, 기지국, MEC) 사업장(UPF,기지국, MEC) 사업장(기지국) 사업장당 투자 비용을 절감하여 이음 5G 서비스 구독료를 낮춤

 

그림 2. 이음 5G 사업자의 서비스

 

이음 5G 사업자가 제공하는 이음 5G 망 구조는 크게 3가지 - On-Premise형, 5G 코어 제어부 공유형, 5G 코어 전체 공유형 - 이다. 각각을 자세히 살펴보자.

 

2. 이음 5G 사업자의 서비스: On-Premise형


이음 5G 사업자가 기업 사업장내 5G 모든 구성요소(5G 코어, 5G 기지국, MEC)를 구축해주며 원격으로 고객 사업장내 이음5G망을 모니터링하고 관리해준다(장애 감시, 소프트웨어 업데이트 등). 기업이 이 장비와 이음 5G 주파수 용량을 독점 사용한다.

 

이음 5G 사업자의 서비스: On-Premise형 모델 고객기업 사업장(장비, 주파수 독점) 이음 5G사업자 클라우드 기업 사업장내 5G망(기지국 ,5G Core, MEC)에 대한 원격 운용/유지보수 운용/유지보수 - 5G망 원격 모니터링/ 장애 대응 - 장비(H/W, S/W)유지보수/업데이트

 

그림 3. 이음 5G 사업자의 서비스: On-Premise형 모델

 

사업자가 5G 코어, 5G 기지국, MEC가 모두 기업 사업장내에 구축/운영해주고 기업이 독점 사용하므로,

이음 5G 사업자의 서비스: On-Premise 모델의 장단점 보안(Data Privacy, Security) 우수 사업장내 단말에서 발생한 데이터와 사업장내 단말 정보가 사업장내부에서만 유통되고 관리되므로 민감한 사내 데이터가 사업장 외부로 유출되지 않아 기업이 데이터를 완전하게 통제할 수 있다(예, CCTV 영상이 사업장내 MEC에서 처리/분석되고 저장됨). 성능 우수 사업장내 데이터를 발생시키는 단말과 UPF(5G 연결 종단)와 MEC(단말이 발생시키는 데이터를 처리해주는 응용)가 한 사업장내 함께 위치하므로 저지연 응용과 대용량 응용 수용에 이상적이다(단말-기지국-UPF-MEC간의 지리적으로 짧은 거리, 로컬망내 지연이 전부임. 로컬망내 링크용량만 대용량이면 됨). 또한 기지국과 코어를 독점 사용하므로 사업장내 충분한 수의 네트워크 슬라이스를 생성 및 운영할 수 있다. 안정성 우수 기업 외부망 (인터넷, 이통사 공중 5G망, 데이터센터, 클라우드 등)에 장애가 발생해도 이음5G망은 외부망 장애와 완전히 무관히 독립적으로 항상 정상 동작한다. 즉시 구축 가능 별도의 외부 회선이 필요 없다. 사업장내로 광회선이 인입되지 않아도 상관없으며, 별도의 백홀 비용이 발생하시 않는다. 백홀망 환경에 정비되어 있지 않은 외곽 지역에도 이음 5G망을 즉시 도입할 수 있다 Full Cortrol 제한적 이음 5G 사업자의 서비스 정책에 따라 제공해주는 범위내에서 제한적으로 이음 5G망에 대한 기업의 제어가 가능하다. 구축비용과 서비스 이용료 문제 사업자가 기업 사업장내 5G 모든 구성요소를 구매하여 구축해주어야 하므로 사업자의 초기 선행 투자 비용이 크다는 점이 가장 큰 문제이다. 사업자의 사업장당 투자비용이 커 기업의 서비스 이용료가 고액이 된다. 사내 5G 전문 인력 필요없음 이음 5G 사업자가 사업장내 5G망을 설계, 인테그레이션, 운영을 대행해주므로 내부에 5G 전문 인력이 없어도 됨 

 

 

사업장내 5G 장비는 기업이 이음5G사업자로부터 구매(매수형)도 가능하고1, 초기 비용 절감을 위해 무료 또는 최소비용으로 제공받고 월정액을 납부하는 구독형 서비스도 가능하다2. 

1 [이음 5G 사업자의 On-premise형 서비스 사례] NSSOL 로컬 5G (nsraven) 사례, Fujitsu PW300 Starter Kit 사례, Betacom 5GaaS 사례
2 [이음 5G 사업자의 On-premise형 서비스 사례] 히타치+미쓰비시 로컬 5G 활용지원 구독형 서비스 사례, 독일 Becon KMU Campus Network 사례, AWS Private 5G 사례

 

매수형 구축단계(초기비용) 장비 구매비(Core, RAN) 운영단계(운영비용) 운영/유지보수비 구독형 구축단계(초기비용) 사업장내 장비 무료제공(Core, RAN) 운영단계(운영비용) 월정액 구독료(RAN, Core 이용료, 운영/유지보수비)


그림 4. 이음 5G 사업자의 서비스 요금: On-Premise형 모델

 

사업장내 5G Full Set를 설치하는 경우, 자가구축형이든 서비스형이든 구축 비용이 커서 이음5G망의 보급/전개에 한계가 있다. 이에 대한 대안으로 5G 코어의 일부 또는 전체를 이음 5G 사업자의 센터에 두고 여러 기업들이 이를 공유하는 모델이 제시되고 있다. 이동통신 코어(기능: 인증·보안 관리, 세션 관리, 정채 제어, 패킷 전송 등)는 전통적으로 매우 고가인데, 공중 5G망과 달리 사설/이음 5G망 환경에서는 코어망 대비 기지국의 수와 단말의 수가 훨씬 적다. 따라서, 코어망 일부 또는 전부를 이음 5G 사업자 센터에 두고 여러 기업이 공유하고 단말이 직접 연결되는 기지국은 각 기업에 두면 기업당 투자 비용을 크게 줄일 수 있다. 다만, 클라우드의 5G 코어를 공유하기 위해 사업장과 센터간에 On-Premise형에서는 필요없던 백홀 회선이 필요하다. 이음 5G 사업자가 제공하고 있는 5G 코어 공유형 서비스에 관해 알아보자. 

 

3. 이음 5G 사업자의 서비스: 5G Core 제어부 공유형

이음 5G 사업자가 기업 사업장내 데이터플랜 장비 (5G Core 데이터부(UPF), 5G 기지국, MEC)를 구축해주고, 기업이 이 장비와 이음 5G 주파수 용량을 독점 사용한다. 5G 코어 제어부는 이음5G 사업자의 센터에 구축되며 복수 기업간에 공유된다. 이음 5G사업자가 센터의 5G Core 제어부를 운영해주고 기업 사업장내 데이터 플랜 장비를 원격으로 모니터링하고 관리해준다(장애 감시, 소프트웨어 업데이트 등).
이음 5G 사업자의 서비스: 5G Core 제어부 공유형 모델 고객기업 사업장(장비, 주파수 독점) 백홀 회선 백홀망 품질보장형 회선 또는 최선형 회선 이음5G 사업자 클라우드(복수기업이 공유) 기업 사업장내 5G망(UPF, 기지국, MEC)에 대한 원격 운용/유지보수

그림 5. 이음 5G 사업자의 서비스: 5G Core 제어부 공유형 모델
사업자가 UPF, 기지국, MEC를 기업 사업장내에 구축/운영해주고 기업이 독점 사용하므로,
이음 5G 사업자의 서비스: 5G Core 제어부 공유형 모델의 장단점 보안(Data Privacy, Security) 사업장내에서 발생한 데이터가 사업장 내부에서만 유통되고 관리되며 사업장 외부로 유출되지 않아 기업이 데이터를 완전하게 통제 할 수 있다(예, CCTV 영상이 사업장내 MEC에서 처리/분석되고 저장됨). 그러나 5G Core 제어부가 이음 5G 사업자측에 있어 사업장내 단말정보는 사업장 외부(이음 5G 사업자)로 유출됨 성능 우수 사업장내 데이터를 발생시키는 단말과 UPF(5G 연결 종단)와 MEC(단말이 발생시키는 데이터를 처리해주는 응용)가 한 사업장내 함께 위치하므로 저지연 응용과 대용량 응용 수용에 이상적이다(단말-기지국-UPF-MEC간의 지리적으로 짧은 거리, 로컬망내 지연이 전부임. 로컬망내 링크용량만 대용량이면 됨). 또한 기지국과 코어를 독점 사용하므로 사업장내 충분한 수의 네트워크 슬라이스를 생성 및 운영할 수 있다. 안정성 문제 센터나 백홀망에 장애/정전/화재 등 재해 발생시 이음5G망 통신 장애/단절이 발생하며 백홀 회선 이중화, 센터의 지리적 이중화(Geographic Redundancy) 등 신뢰성을 확보할 수 있는 망설계가 필요하다. 백홀망 5G Core 제어부가 사업자 센터에 있으므로 센터와 기업사업장간에 제어 메시지 전달용 백홀이 필요하다. 유저 데이터가 아닌 제어 메시지(AMF SMF control message: 초저지연도 아니고 대용량도 아님)만 전달되므로 저용량 회선이어도 되고 최선형 회선(IPsec 등 인터넷 VPN)이어도 된다. 대부분의 사례에서 100Mbps 이하의 인터넷 VPN 회선을 사용하고 있다(3.3절 참조). 센터와 기업사업장간에 유저 데이터까지전달되는 2.4.3의 5G Core 전체 공유형에 비해 백홀 비용인 낮게 소요된다. Full Control 제한적 이음 5G 사업자의 서비스 정책에 따라 제공해주는 범위내에서 제한적으로 이음 5G망에 대한 기업의 제어가 가능하다. 구축비용과 서비스 이용료 기업 사업장마다 5G Core 제어부를 설치하지 않고 사업자의 센터에 두고 복수 기업이 공유(기업은 5G Core 제어부를 클라우드 서비스로 이용)하므로, 이음 5G 사업자는 On-Premise형 서비스에 비해 기업 사업장당 투자비용을 줄일 수 있어, 서비스 이용료를 저렴하게 제공할 수 있다. 사내 5G 전문 인력 필요없음 이음 5G 사업자가 사업장내 5G망을 설계, 인테그레이션, 운영을 대행해주므로 내부에 5G 전문 인력이 없어도 되어 기업은 운영 비용을 절감할 수 있다.

 

기업이 이음 5G 사업자로부터 사업장내 데이터플랜 장비를 구매하여 자산으로 갖고 5G Core 제어부만 사업자로부터 구독형으로 서비스 받을 수도 있고(‘매수+구독’형)3 , 이음 5G사업자가 사업장내의 데이터플랜 장비와 센터의 5G Core 제어부를 무료로 제공해주고 월정액을 받는 구독형 서비스도 가능하다3.
이음 5G 사업자의 서비스 요금: 5G Core 제어부 공유형 ⒜'매수 + 구독'형 구축단계(초기비용) 장비 구매비(UPF, RAN) 운영단계(운영비용) 월정액 구독료(Core 제어부 이용료, 운영/유지보수비) ⒝구독형 구축단계(초기비용) 무료 운영단계(운영비용) 월정액 구독료(RAN, Core 제어부 이용료, 운영/유지보수비)

그림 6. 이음 5G 사업자의 서비스 요금: 5G Core 제어부 공유형
4. 이음 5G 사업자의 서비스: 5G Core 전체 공유형
이음 5G 사업자가 기업 사업장내 5G 기지국만 구축해주고, 기업이 기지국과 이음 5G 주파수용량을 독점 사용한다. 5G 코어 전체와 MEC는 이음 5G 사업자의 센터에 구축되며 복수 기업간에 공유된다. 이음 5G사업자가 센터의 5G 코어를 운영해주고 기업 사업장내 기지국 장비를 원격으로 모니터링하고 관리해준다(장애 감시, 소프트웨어 업데이트 등).
이음 5G 사업자의 서비스: 5G Core 전체 공유형 모델 고객기업 사업장(장비 주파수 독점) 백홀회선 최선형 회선 품질 보장형 회선 이음 5G사업자 클라우드(복수기업이 공유) 기업 사업장내 5G망(기지국)에 대한 원격 운용/유지보수

그림 7. 이음 5G 사업자의 서비스: 5G Core 전체 공유형 모델

 

사업자가 기업 사업장내에 기지국만 구축해주므로,

 

이음 5G 사업자의 서비스: 5G Core 전체 공유형 모델의 장단점 보안(Data Privacy, Security) 사업장내에서 발생한 데이터가 전부 사업장 외부로 유출된다. 예를 들어 사업장내 CCTV 영상이 이음 5G 사업자 센터의 공유 UPF를 통해 센터내 MEC로 전달되고 저장된다. 데이터 프라이버시를 중시 여기는 기업은 타사 클라우드에 자사 정보를 올리는 것에 저항이 있어 5G Core 전체 공유형 모델은 데이터 유출을 허용할 수 있는 기업에게만 적합하다 저지연 응용 사업장내 데이터를 발생시키는 단말이 있고 UPF(5G 연결 종단) MEC(단말이 발생시키는 데이터를 처리해주는 응용)는 이음 5G사업자의 센터에 있으므로 사업장과 센터간 백홀회선의 통신거리가 길어지면 백홀 전송 지연이 늘어난다 저지연 응용의 경우는 거리에 백홀 전송 지연이 응용의 허용 지연 시간보다 작은 경우에만 이 모델을 적용할 수 있다(실측을 통한 백홀 통신 품질 측정 및 확인이 필요함). 고가의 품질 보장형 백홀 회선이 필요하다. 대용량 응용 UPF가 센터에 있어 대용량 응용의 데이터가 센터와 사업장간에 전달되므로 센터와 기업 사업장간의 백홀회선 대역폭(Mbps)에 따라 eMBB 성능 이슈가 발생할 수 있다. 사업장내 응용의 요구 대역폭의 합을 넘는 회선 용량이 필요(통상 1G ~ 10G 회선이 필요)하며, 대용량 응용의 경우 지연이 1 - 10㎳ 수준은 아니기 때문에 백홀 회선은 전용회선뿐만 아니라 인터넷 VPN도 가능하다 센터내 UPF와 MEC는 복수 기업간에 공유되므로 수용한 기업들의 트래픽을 모두 처리할 수 있는 용량을 갖추어야 한다. 안정성 문제 센터나 백홀망에 장애/정전/화재 등 재해 발생시 이음5G망 통신 장애/단절이 발생하며 백홀 회선 이중화, 센터의 지리적 이중화(Geographic Redundancy) 등 신뢰성을 확보할 수 있는 망설계가 필요하다. Full Control 제한적 이음 5G 사업자의 서비스 정책에 따라 제공해주는 범위내에서 제한적으로 이음 5G망에 대한 기업의 제어가 가능하다. 구축비용과 서비스 이용료 기업 사업장마다 5G Core를 설치하지 않고 사업자의 센터에 두고 복수 기업이 공유(기업은 5G Core 제어부를 클라우드 서비스로 이용)하여 On-Premise형이나 5G Core 제어부 공유형에 비해 구축 비용이 감소한다. 이음 5G 사업자 입장에서 기업 사업장당 투자비용을 가장 크게 줄일 수 있어 서비스 이용요금이 가장 저렴하다. 사내 5G 전문 인력 필요없음 이음 5G 사업자가 사업장내 5G망을 설계, 인테그레이션, 운영을 대행해주므로 내부에 5G 전문 인력이 없어도 되어 기업은 운영 비용을 절감할 수 있다. 

 

기업이 이음 5G 사업자로부터 사업장내 기지국 장비를 구매하여 자산으로 갖고 5G 코어만 사업자로부터 구독형으로 서비스 받을 수도 있고(‘매수+구독’형)5 , 이음 5G사업자가 사업장내의 기지국과 센터의 5G 코어를 무료로 제공해주고 월정액을 받는 구독형 서비스도 가능하다6.

5 [이음 5G 사업자의 5G Core 전체 공유형 서비스사례] NESIC 인빌딩 로컬 5G 서비스 사례
6 [이음 5G 사업자의 5G Core 전체 공유형 서비스 사례] 에히메CATV 로컬 5G 지원서비스 사례, Fujitsu Private Wireless Cloud Service사례, AWS Private 5G 사례

이음 5G 사업자의 서비스 요금: 5G Core 전체 공유형 ⒜'매수 + 구독'형 구축단계(초기비용) 장비 구매비(RAN) 운영단계(운영비용) 월정액 구독료(Core 제어부 이용료, 운영/유지보수비) ⒝구독형 구축단계(초기비용) 무료 운영단계(운영비용) 월정액 구독료(RAN, Core 제어부 이용료, 운영/유지보수비)
그림 8. 이음 5G 사업자의 서비스 요금: 5G Core 전체 공유형
이메일 son@netmanias.com
요약글 기업이 이음 5G 망을 확보하는 4 가지 방안(자가구축, 이음 5G 사업자의 On-Premise형, 5GC CP 공유형, 5GC 전체 공유형 서비스)에 관해 각 안별로 보안, 성능, 안정성, 비용 등의 측면에서 상세히 분석한다.
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