통신 서비스 제공업체(CSP)는 하이퍼스케일러와 협력하여 이를 구축하는 사람이 소유하고 완전히 관리하는 개인 무선 네트워크를 제공하고 있습니다. 사설 무선 네트워크(PWN)는 공용 무선 네트워크와 동일한 종류의 연결을 제공하므로 기업은 5G 기술을 사용하는 사설 무선 네트워크의 장단점을 저울질해야 합니다. PWN 및 해당 아키텍처를 생성하는 데 필요한 구성 요소를 포함하여 이러한 네트워크의 관리 측면뿐만 아니라 몇 가지 일반적인 패턴을 이해하는 것이 중요합니다.  

개인 무선 네트워크의 구성 요소 

개인 무선 네트워크를 구성하는 많은 구성 요소가 있지만 다음은 핵심 필수 요소입니다. 

• 스펙트럼은 통신에 사용되는(그리고 주에서 할당한) 무선 주파수를 나타냅니다. 허가된 무선 스펙트럼과 허가되지 않은 무선 스펙트럼의 선택은 적용 범위 요구 사항, 간섭 조건 및 규정 준수에 따라 달라집니다. 

• 네트워크 코어는 패킷 스위칭, 정책 제어, 인증, 세션 관리, 액세스 및 이동성 기능, 라우팅 및 네트워크 관리를 제공하는 제어 센터입니다. 

• RAN(무선 액세스 네트워크)에는 개방형 RAN 기반 vCU(가상 중앙 집중식 장치), vDU(가상 분배 장치), RU(무선 장치), 게이트웨이 및 최종 사용자 장치와 네트워크 코어 간의 무선 통신을 가능하게 하는 기타 장비가 포함됩니다. 안정적이고 효율적이며 원활합니다. 

개인 무선 네트워크를 구축할 때 오케스트레이션, 서비스 보증, 관리, 모니터링 및 보안과 같은 보완 요소가 필요합니다. 이러한 구성 요소는 개인 무선 네트워크의 원활한 작동, 최적화 및 보안을 보장하는 데 중추적인 역할을 하며 복원력과 고성능 기능에 기여합니다. 

이러한 솔루션을 구축하는 데에는 기본적으로 세 가지 유형의 회사가 있습니다. 

• Nokia, Ericsson, Samsung 및 Mavenir와 같은 통신(통신) 공급업체 
• IBM, AWS, Azure, GCP와 같은 하이퍼스케일러 

• AT&T, Verizon, TELUS 등의 통신 서비스 제공업체 

통신 공급업체는 클라우드 제공업체와 협력하여 직접적으로 또는 통신 서비스 제공업체나 시스템 통합업체(SI) 파트너를 통해 기업에 개인 무선 네트워크를 제공합니다. 

그림 1. 사설 무선 네트워크의 네트워크 관련 구성 요소 

그림 1은 고객이 개인 무선 네트워크를 구성하는 데 도움을 주기 위해 CSP에 필요한 네트워킹 구성 요소를 보여줍니다. 이는 CSP가 배포하는 데 사용되는 표준 네트워크 관련 구성 요소입니다. 역사적으로 이러한 요소 중 다수는 전용 하드웨어를 사용하여 구성되었습니다. 그러나 이러한 구성 요소 수가 클라우드 네이티브, 소프트웨어 기반 패러다임으로 전환되면서 상당한 변화가 발생했습니다. 즉, vCU, vDU 및 네트워크와 같은 관련 구성 요소를 포함하는 가상화된(대부분의 경우 컨테이너화된) 무선 액세스 네트워크입니다. 가상화된 네트워크 코어. 

그림 2에는 대표적인 컨테이너 기반 vDU 아키텍처가 예시로 표시되어 있어 소프트웨어가 네트워크 구성 요소에서 전용 목적으로 구축된 하드웨어를 어떻게 대체했는지 알 수 있습니다. 그림 2는 5G 핵심 서비스 기반 아키텍처의 구성 요소도 보여줍니다. 모든 구성 요소는 가상화되거나 컨테이너화됩니다. 이는 통신사가 지배하는 공간에서 하이퍼스케일러에게 엄청난 기회를 제공했기 때문에 중요합니다. 

그림 2 vDU 아키텍처 과 5G 핵심 부품  

솔루션의 나머지 절반은 클라우드 제공업체가 솔루션을 강화하고 완성하기 위해 가져오는 소프트웨어 구성 요소와 관련되어 있습니다. 자동화 스크립트부터 오케스트레이션, 서비스 보증, 모니터링 및 로깅까지 그 범위가 다양합니다. 가장 중요한 측면은 하이퍼스케일러가 솔루션과 해당 클라우드 서비스를 호스팅하기 위한 클라우드 플랫폼을 제공한다는 것입니다. 이는 그림 3에서 베이지색 상자로 표시됩니다.  

그림 3. 사설 무선망의 소프트웨어 관련 지원 기능 

개인 무선 네트워크의 이점 

이러한 독립형 네트워크는 제조 현장, 물류 창고, 대형 병원, 스포츠 경기장, 기업 캠퍼스 등의 산업 환경에 배포할 수 있습니다. 기업은 공용 네트워크의 제약을 충족할 필요가 없습니다. 대신, 정확한 요구 사항을 충족하는 개인 네트워크를 배포하고 제어할 수 있습니다. 

그림 4는 5G RAN 및 5G 코어로 구성된 개인 무선 네트워크가 엣지 애플리케이션과 함께 하이퍼스케일러 플랫폼에 배포되는 예시적인 아키텍처를 보여줍니다. 주요 요구 사항 중 하나는 PWN을 온프레미스에 배포해야 한다는 것입니다. 해당 토폴로지는 다음에 적합합니다. IBM 클라우드 위성온프레미스 위치가 다음 위치에 연결된 IBM Cloud Satellite 위치일 수 있는 ® 패러다임 IBM 클라우드® 보안 IBM Cloud Satellite 링크를 통한 지역. 이 설계는 짧은 대기 시간과 높은 처리량 기능을 제공하는 필수 5G 네트워크 구성 요소에 대한 근접성을 찾고 있는 기업 고객에게 도움이 될 수 있습니다.  

그림 4. 개인 무선 네트워크의 블록 다이어그램  

이 아키텍처 패턴은 최종 사용자, 장치 및 애플리케이션을 현재 위치에 더 가깝게 제공해야 하는 요구 사항을 충족합니다. 실시간 미션 크리티컬 유스 케이스를 지원하기 위해 사용자 플레인 애플리케이션이 IBM Cloud Satellite 위치에 배치됩니다. 이러한 위성 위치는 온프레미스 에지 데이터 센터 또는 공용 클라우드 위치일 수 있습니다.  

IBM Cloud에서 사설 무선 네트워크 설계 

프라이빗 5G 네트워크를 구현함으로써 대기업은 맞춤형 5G 네트워크를 시설에 도입하고 고속, 고대역폭, 저지연 기능을 사용하면서 보안을 유지할 수 있습니다. 대부분의 네트워킹 솔루션과 마찬가지로 여기에는 "관리 대상" 구성 요소와 "관리 대상" 구성 요소라는 두 부분이 있습니다. "관리 대상" 구성 요소는 파트너 관계의 하이퍼스케일러 클라우드에서 호스팅되고 "관리 대상" 구성 요소는 일반적으로 두 위치 간의 안전한 고속 연결을 통해 기업 구내에 있습니다. 이 예에서 IBM Cloud는 "관리 대상" 구성요소를 호스팅하는 반면 위성 위치는 "관리 대상" 구성요소를 실행합니다.  

그림 5는 사설 무선 네트워크가 왼쪽("원격" IBM Cloud Satellite 위치)에 온프레미스로 배치되는 패턴을 보여줍니다. 해당 위성 위치에서 실행되는 워크로드는 오른쪽의 IBM Cloud에서 호스팅되는 지원 서비스에 액세스할 수 있습니다. 통신사가 제공하는 네트워크 구성 요소는 파란색으로 표시됩니다. 이들 중 대부분은 위성 위치에 배포되지만 일부 통신사 관리 시스템은 클라우드에서 실행될 수 있으며 잠재적으로 여러 기업을 지원하는 다중 테넌트 기능을 제공할 수 있습니다. 

그림 5. IBM Cloud Satellite 온프레미스 위치의 사설 무선 네트워크 아키텍처 

다양한 종류의 이동형 및 고정형 로봇과 공장 내에서 작동하는 기타 프로그래밍 가능한 장치가 있는 제조 공장을 상상해 보십시오. 회사는 사물을 안전하게 유지하면서 장치를 작동하는 데 필요한 상호 통신 속도를 높이기 때문에 개인 무선 네트워크를 사용하기로 선택할 수 있습니다.  

이러한 시나리오에서 제조 공장은 온프레미스에서 필수 워크로드 및 클라우드 관련 구성요소를 실행하는 원격 IBM Cloud Satellite 위치로 구성될 수 있습니다. 더 중요한 것은 해당 위치에 필요한 네트워크 연결이 PWN에 의해 ​​제공된다는 것입니다. 이 설정은 회사의 다른 제조 단위나 주 또는 국가 전역의 파트너 공급업체에서 복제될 수 있습니다. 각 유닛에는 자체 PWN이 있으며 IBM Cloud Satellite 위치로 구성됩니다. 이러한 모든 위성 위치는 IBM Cloud 지역에서 관리됩니다. 

모든 Satellite 위치를 모니터링하고 관리 서비스의 일부로 중앙 집중식 로깅 및 보안 서비스를 제공하는 IBM Cloud에서 실행되는 마스터 제어 플레인이 있습니다. IBM Cloud 사이트 안정성 엔지니어가 모든 시스템 업그레이드 및 패치를 관리합니다. IBM Cloud Satellite 위치와 IBM Cloud 사이의 위성 링크는 보안이 강화된 TLS 1.3 터널이라고 언급했습니다. 기업은 IBM의 Direct Link 서비스를 사용하여 연결할 수도 있습니다. 이 토폴로지에 설명된 모든 네트워크 연결은 안전합니다.   

IBM의 CP4NA(Cloud Pak for Network Automation)는 통신사의 요소 관리 시스템과 함께 서비스 조정 및 서비스 보증 기능을 제공합니다. IBM Cloud는 클라우드 환경에 액세스하기 위한 ID 액세스 관리와 함께 모니터링 및 로깅 서비스를 제공합니다. CSP는 추가 네트워크 모니터링 서비스를 제공할 수 있습니다. 이는 클라우드 제공업체가 통신업체 공급업체와 긴밀히 협력해야 할 필요성을 강조합니다. 기업의 관점에서 기업 사용자 인터페이스는 간소화된 관리, 서비스 프로비저닝, 포괄적인 모니터링 및 로깅을 위한 통합 인터페이스를 제공하여 복잡성을 가려주는 역할을 합니다. 이 사용자 인터페이스는 단일 제어 허브 역할을 하여 운영을 단순화하고 전반적인 효율성을 향상시킵니다. 

개인 무선 네트워크를 설정하려는 기업은 자체적으로 설정하거나 IBM과 같은 하이퍼스케일러에 아웃소싱할 수 있습니다. 하이퍼스케일러는 결국 CSP와 협력하여 이러한 네트워크를 구축하고 관리합니다. 네트워크가 유연한 플랫폼에 구축되고 향후 확장이 가능한지 확인하는 것이 매우 중요합니다. 기업은 비용을 인지해야 하지만 공용 네트워크에 대한 안전하고 안정적인 대안을 제공하기 때문에 PWN을 선택하는 기업이 늘어나고 있습니다. 

네트워크 자동화를 위한 IBM Cloud Pak에 대해 자세히 알아보기