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2 파괴적혁신시대에서의통신분야주요오픈소스동향및시사점 삼성전자 Samsung Research 홍문기 1

3 개요 5G 주요동향 ( 가상화 + α / Ω) 기존사업영역의파괴적혁신이통신분야에서도진행 통신 장비제조사 < 신규업계 > 사업자장비제조사솔루션부품제조사 요구사항납품 기술종속성大 솔루션 통신사업자 부품 제조사 [ 클라우드서비스 ] [vran S/W 기반솔루션 ] [ 신규사업자 ] MS, Affirmed Networks, Metaswitch 인수, AT&T / Verizon, 5G MEC 분야에 MS, AWS, Google 과사업협력강화 Mavenir, AltioStar Vodafone, Telefonica, Rakuten Mobile 등과완전 S/W 가상화통신인프라기반서비스추진 RedHat, VMWare, Windriver 의기존자사클라우드솔루션사업을통신분야로확대추진등등 2

4 CONTENTS

5 5G System Architecture in 3GPP 네트워크기능가상화및모듈화 Service Based Architecture (SBA) - 모듈화된네트워크기능간의통신은통합된메시지 Bus : Service Based Interface (SBI) - 다양한기능분리 : Control / User / Management Plane 분리, Disaggregated Networks SBI Softwarization, Cloudification as VM (VNF) and/or Container (CNF) 서비스운영 / 관리복잡도증가 3GPP SBA 구성도 (from Rel-15, TS , 도면출처 ) 네트워크서비스운영 / 관리플랫폼 + Analytics 적용을위한데이터확보중요성 4

6 개방형인터페이스 in 5G 모듈화된네트워크컴포넌트사이의인터페이스개방 유연성증대 - 다양한형태의개방형인터페이스표준화가논의중 : 3GPP, ETSI, O-RAN Alliance - 예 ) CU-CP/UP 사이의 E1, CU-DU 사이의 F1, CU 사이의 Xn, CU/DU RAN 제어기사이의 E2 *CU: Central Unit, CP: Control Plane, UP: User Plane, DU: Distributed Unit End-to-End Orchestrator RIC 플랫폼 非실시간 RIC Core 서비스관리자 응용 #4 응용 #5 응용 #6 vdu vcu-cp vcu-up MEC 응용 가상화인프라 네트워크응용 #1 응용 #2 응용 #3 가상화인프라 ( 쿠버네티스 ) RU vran MEC vcore 5

7 개방형인터페이스 - 상호호환성검증 표준 + 오픈소스협업급격히증가 : 구현시, 이슈사전검증, Time-to-Market 요구사항도출 표준정의 표준정의 구현 Vs. 요구사항도출 오픈소스협업 상호호환성테스트 오픈소스구현 상품화 상품화 Workflow : ( 左 ) 전통표준개발 ( 右 ) 오픈소스협업개발 ( 도면출처 ) 개방형인터페이스표준 + 오픈소스프로젝트상호채택 - Do not invent a wheel : 코드 / 스펙재사용성을높이고, 공통의아키텍쳐조기구축 - Killer 서비스를위한 Use Case 발굴 사업자가정의한시나리오기반 PoC 집중 6

8 오픈소스 Mapping 사업자가정의한 ZSM : 다양한데이터수집기반의 Analytics 운영자동화 * ZSM : Zero-touch network & Service Management 서비스운영, 관리, 배포 서비스관리자 RIC 플랫폼 非실시간 RIC Core 서비스관리자 응용 #4 응용 #5 응용 #6 vdu vcu-cp vcu-up MEC 응용 가상화인프라 네트워크응용 #1 응용 #2 가상화인프라 ( 쿠버네티스 ) 단말 RU vran MEC vcore 7

9 관련기사들이쏟아지다 20 년 : 미국정부중심, 통신인프라의개방형인터페이스도입장려추세 - 안보와직결되는중국제조사의존성탈피목적, 사업자들도선호 - 상원의회주도로지원책입안추진, 관련정책자문회발족 - 유일한표준기술인 O-RAN 과연계될가능성, TIP OpenRAN 협력강화발표 기술너머의배경과관련해다양한예측 기존통신기술종속성탈피필요 OpenRAN 또는 Open RAN 통신인프라인터페이스개방을모두포함 기지국 기지국, 기지국 코어를포함한다양한인터페이스개방옵션이가능 DU-RU간개방을다수언급 (Open Fronthaul) 정책및사업관련기사다수 ( 정부연계 ) O-RAN (Alliance / Software Community) OpenRAN 구현을위한규격 / 오픈소스 사업자가주도하는형국이나, 주요제조사참여하여인터페이스개방범위조율 CU/DU 상위단의인터페이스개방위주로개발중 (RIC [RAN Intelligent Controller]) 8

10 O-RAN Alliance 개요 vran 개방형인터페이스및 vran 지능형제어표준업계연합 ( 18 년 ~) vran 인터페이스표준 vran 컨트롤러프레임워크, 어플리케이션등 O-RAN SC (O-RAN S/W Community) TOC 오픈소스거버넌스 전세계주요통신사업자및 IT 업체, 장비제조사, 칩셋업체총 175 개회원사 업종 주요업체 통신사업자 AT&T, 차이나모바일, NTT Docomo, Verizon, T-Mobile, Orange, Vodafone, SKT, KT 등 네트워크장비제조사 Ericsson, Nokia, 삼성전자, ZTE 등 (Huawei 미참 ) IT 기업, S/W 솔루션 MS, Facebook, IBM, RedHat, VMWare, Windriver, AltioStar, Mavenir, MobileEdgeX 등 서버, Net 솔루션 Dell, Inspur, Cisco, Ciena, Juniper Networks, KMW Comm., Lenovo, NEC 등 칩셋, NIC 제조사 Intel, Qualcomm, ARM, nvidia, Broadcom, NXP, Xilinx 등 9

11 O-RAN Alliance 아키텍쳐 주요특징 "as Cloud RAN 시스템 - Full S/W 시스템 ( 안테나 /RU 제외 ) - 가상화 / Containerization - Microservice 구조 - ONAP 기반의네트워크서비스통합관리 - AI/ML 응용적용에적합한플랫폼제공 - Fronthaul 대역폭절약을위한신규표준화진행 - Radio Scheduler 상호연동을통한동적대역폭 /Congestion 제어 QoS Optimization Cloud RAN Near-RT RAN Intelligent Controller (RIC) O-CU-CP F1-c Slicing Optimization ONAP E1 A1 RAN Data Analytics & AI Platform E2 O-DU Mobility Optimization ORAN 7-2x O-CU-UP F1-u 3 rd Party Application Ethernet Fronthaul O-RU O-RU O-RU 10

12 O-RAN Alliance 예제시나리오 RAN Intelligent Controller 네트워크인텔리전스적용의핵심 11

표준진영의각컴포넌트에대응하여개발프로젝트를구성하여운영중 - AT&T, Ericsson, Nokia, 삼성전자,

13 O-RAN Alliance 오픈소스프로젝트개요 O-RAN 표준을오픈소스로공개 ( 19.4 월 ) - Apache 2.0 라이선스 O-RAN S/W 라이선스 (FRAND에준함 ) 중택일 - 표준진영의각컴포넌트에대응하여개발프로젝트를구성하여운영중 - AT&T, Ericsson, Nokia, 삼성전자, Intel, Radisys, 차이나모바일, Windriver 등개발참여확대 - 관련통신분야오픈소스프로젝트와긴밀협력중 PaaS 서비스관리 / 오케스트리이션 IaaS IaaS IaaS

O-RAN 오픈소스개발현황 20 년 Bronze 릴리즈 (6/14) 후 Cherry 버전오픈소스개발중 - Traffic Steering Use Case 를최초로지원 : AI/ML Workflow 를가미한 RAN 제어 - Full feature 는 20년하반기목표 : RIC 플랫폼및응용, ONAP 연계개발집중 *Open Network Automation

14 O-RAN 오픈소스개발현황 20 년 Bronze 릴리즈 (6/14) 후 Cherry 버전오픈소스개발중 - Traffic Steering Use Case 를최초로지원 : AI/ML Workflow 를가미한 RAN 제어 - Full feature 는 20년하반기목표 : RIC 플랫폼및응용, ONAP 연계개발집중 *Open Network Automation Platform X14.6 배 1,319 2, 월 ( 최초 ) 월 20.3 월 20.5 월 AT&T Nokia Ericsson WindRiver 차이나모바일 Highstreet 삼성전자 기타 3,506 과제 커밋수 RIC 플랫폼 1,392 RIC - ONAP 연계 396 테스트 344 관리, 모니터링 270 인프라 152 RIC 응용 (xapp) 142 O-DU 88 기타 722 [ 표 ] 주요과제별개발현황 (' ) * 총 89 개 Repo 별커밋현황세부분석 [ 키워드로분석한 20 년개발화두 ] RIC 플랫폼의 E2 인터페이스처리 E2E 테스트를위한 E2 시뮬레이터 3GPP 저작권관련된 asn1c 처리등 13

ONF SD-RAN O-RAN 연계개발계획발표 *Open Networking Forum S/W Defined RAN O-RAN 표준을준수하는오픈소스프로젝트 SD-RAN 공표 (8/25, [ 출처 ]) - μonos-ric 및기술백서공개 ( 공식웹사이트 ) *Micro Open Network Operating System-RAN Intelligent

15 ONF SD-RAN O-RAN 연계개발계획발표 *Open Networking Forum S/W Defined RAN O-RAN 표준을준수하는오픈소스프로젝트 SD-RAN 공표 (8/25, [ 출처 ]) - μonos-ric 및기술백서공개 ( 공식웹사이트 ) *Micro Open Network Operating System-RAN Intelligent Controller ONF의기존 SDN 오픈소스인 ONOS 프로젝트를 O-RAN 표준인터페이스를지원하도록최적화하는방향 현황 : μonos-ric 프로토타입개발완료 ( 미공개 ), E2 인터페이스로 RAN 에뮬레이터와동작한다고주장 21년상반기까지 Field Trial 완료목표 - TIP OpenRAN 그룹및 O-RAN Alliance 와의협업을천명 : 단, O-RAN 과의마찰 O-RAN Alliance 이사진합의없이공표 : O-RAN-SC 와별도의거버넌스로운영 Fragmentation 우려로반발이심함 - 생태계구축에필요한오픈소스개발자확보가성패를좌우할것으로예상 20년은제조사참여미미 : 기존 ONOS 오픈소스개발에 ONF의 Star Player인 AT&T, Google, Facebook 참여없음 ONOS Commit 순위최근 1년 ONF, SK텔레콤, Ciena 순 ; Commit 수는 1,418개 ( 출처 ) << O-RAN-SC 2,007개 ( 출처 ) [SD-RAN: μonos 구조 ] 14

ONAP 개요 시작부터 10M 라인코드로구성 : 6 번공식릴리즈 Frankfurt ( 20 년 6 월 ) - AT&T의관리 / 자동화도구를 ETSI NFV 표준으로맞추는과정 : 다양한사업자참여중 - 3GPP에서표준화작업연계 : 네트워크서비스관련데이터수집 / 분석 / 이벤트처리기능 - 같은기능을여러모듈에서제공가능, Mega Project :

aligned with ETSI NFV Organized under Linux Foundation and Apache 2.

16 ONAP 개요 시작부터 10M 라인코드로구성 : 6 번공식릴리즈 Frankfurt ( 20 년 6 월 ) - AT&T의관리 / 자동화도구를 ETSI NFV 표준으로맞추는과정 : 다양한사업자참여중 - 3GPP에서표준화작업연계 : 네트워크서비스관련데이터수집 / 분석 / 이벤트처리기능 - 같은기능을여러모듈에서제공가능, Mega Project : 채택과정에서선택 / 집중필요 openecomp Open Network Automation Platform ( 17 년 ) AT&T open sourced their proprietary ECOMP AT&T s own architecture Open-O CMCC initiated open source project Architecture aligned with ETSI NFV Organized under Linux Foundation and Apache 2.0 license Common architecture targeted, but still two camps based on ECOMP and Open-O Lead operators: AT&T, Bell Canada, CMCC, CT, China unicom, Orange, Reliance Jio, Vodafone, Verizon, Comcast Vendors: Amdocs, Cisco, Ericsson, Gigaspaces, Huawei, IBM, Intel, Nokia, Tech Mahindra, VMWare, ZTE, RedHat, Samsung 15

Service Deployment Service Orchestration 자동화 Flow 실행 유효한 Cloud Region

17 ONAP 범위, Network Service 정의 Virtual Network Functions 로구성된네트워크서비스를관리 VNF, PNF, CNF - Design-time, Run-time 프레임워크제공 - Run-time : 서비스배포및동작관련기능 Service Deployment Service Orchestration 자동화 Flow 실행 유효한 Cloud Region 선택및가상화된서비스 Instantiation VNF 및서비스설정 네트워크서비스 데이터수집및분석 Closed Loop 자동화운영 / 관리 16

18 ONAP 기준 * ( 괄호안 ): Commit 수 Frankfurt 버전릴리즈완료 (6 월 [ 출처 ]), Guilin 버전개발중 (11 월완료목표 ) - Frankfurt 버전주요기능 5G 표준 (3GPP, ETSI, TM Forum) 지원강화 : Network Slicing, MDAS (FM/PM/Configuration 관리 ), Northbound API 추가등 상품화레벨의 CI 개선 : 자동화테스트추가 ( 20. 1월 ~6월 : 4,000개의 ONAP 설치및 70,000개의자동화테스트수행 ) 보안강화 : Https로포트이관, 하드코딩된패스워드제거, Non-root privileges 모드 K8s Pod 동작, CVE 이슈해결등 Cloud-Native 배포환경지원강화 : OOM 프로젝트개선 (Ingress Controller를통한 NodePorts 제거 ) O-RAN-SC 연계기능 : 표준 O1/A1 인터페이스, RAN 설정이벤트저장서비스 (C&PS) 등 [ 프로젝트별 Commit 분포 ( 20 년 )] B (552) I (660) H (777) C (810) O (825) etc. (2,050) N (994) E AT&T (5,817) S (1,137) (1,000) [ 참여사별 Commit 분포 ( 20 년 )] S: Samsung E: Ericsson N: Nokia O: Orange C: China Mobile H: Huawei I: IBM B: Bell Canada 9 8 etc. (4,900) Doc. (4,116) Projects 커밋 개발자 1: Policy 1, : CCSDK : Integration : OOM : DCAE : SO : SDC : AAI : CI-mgmt

19 LF Edge Akraino 개요 Edge Computing 관련오픈소스를 LF Edge 로통합하여공식론치 : 19.1 월 Akraino : 산하에각각의 Use Case 를정의하여독자적으로합종연횡개발중 - 주요업체의 Blueprint 설립 / 개발등참여가확대 : Ericsson, Nokia, Huawei 등 - ETSI NFV 업무협약체결 : 표준연계를통해영향력확대시도중 18

20 LF Edge 통신분야 Edge 프로젝트인 Akraino Edge Stack: 3 번째버전릴리즈 (8 월 ) - 총 20 개 Blueprint : 신규 6 개론치및기존 14 개 Blueprint 기능개선 (Blueprint 세부내역 ) - 회원사들의 Donation 으로 H/W 실험실셋업 : 실제환경을통해모두테스트완료 Blueprint 名 KNI Network Cloud TA - REC ICN IEC Use Case IIoT Telco Cloud Network AI SD-WAN AR/VR Edge S/W Stack EdgeX Multus K8s Airship OVS-DPDK OpenStack O-RAN RIC FD.io (VPP) K8s OpenNESS SR-IOV K8s Ansible OVS-DPDK K8s 협력개발社 RedHat, ARM AT&T, Ericsson AT&T, Nokia Intel, Verizon [Blueprint 별 Stack 구성도 ] ARM, Huawei - Blueprint 별코드가독립적으로존재, 개발 공통의표준아키텍쳐없음 - 오픈소스기반기술마케팅성격 연합구성및 Use Case 를유심히지켜볼필요있음 19

21 [ 참고 ] Akraino 개발추이 회원사및 Blueprint 별 Stat 기준 * 그림 Y 축 : Commit 수 통신사업자, 장비제조사, 솔루션업체및칩셋업체골고루포진 - AT&T 독주체제종식 최근 1 년內 Huawei 약진 ( 오픈소스는미 - 중무역분쟁영향이적음 ) - Nokia Top 2 등재 : R3 릴리즈로 Radio Edge Cloud 완성단계 (O-RAN Near Realtime RIC 지원 ) AT&T Nokia TA-REC 400 [ 참여사별 Commit 분포 ( 총기간 )] 400 [Blueprint 별 Commit 분포 ( 총기간 )] 300 RedHat Intel 300 ICN KNI 200 Huawei ARM Tencent Ericsson VMWare IEC ELIOT NC 20

22 VCO E2E NA 19 구성도 미주지역및유럽의 Core, Edge 클라우드및 RAN 을원격연결 21

23 VCO E2E NA 19 E2E Flow E2E 비디오컨퍼런스콜을시연 : 연관된 Core Network Function 연동 22

24 기타 CNCF / 쿠버네티스진영 배경 : 범용 COTS 서버위에 가상화 된네트워크서비스를운영했을때, 1 다양한 Vendor 인프라위에서 일관된 네트워크서비스동작이필수 2 다양한서비스업체의네트워크서비스간 상호연동성 보장이필수 CNTT (Cloud-native infrastructure Telco Taskforce) 창립 - 인증규격은 GSMA에서개발 - 관련테스트 Suite는오픈소스방식으로리눅스재단프로젝트협업으로개발 - 관련오픈소스프로젝트들과역할및협업방식정의中 23

CNTT 관련 LF Networking, CNTT 를통해 CNF 배포 Reference

후기존진영과 R&R 정립및산출물구체화완료 - CNTT Baldy 릴리즈 (6 월 ):

0 인증프로그램 kuberef CNF 인증테스트도구개발 CNF 인프라, CNF

0 준수 ) GSMA LF Networking 협력영역 [CNTT 및관련단체협업관계도 ]

25 CNTT 관련 LF Networking, CNTT 를통해 CNF 배포 Reference 프레임워크개발 (7 월 ~) - GSMA 와공동으로 CNTT 설립 ( 19 년 ) 후기존진영과 R&R 정립및산출물구체화완료 - CNTT Baldy 릴리즈 (6 월 ): R&R 및관련로드맵확정 OVP 2.0 인증프로그램 kuberef CNF 인증테스트도구개발 CNF 인프라, CNF 동작및배포규격 K8s 기반 CNF 배포 Reference 프레임워크 (OVP 2.0 준수 ) GSMA LF Networking 협력영역 [CNTT 및관련단체협업관계도 ] - CNF 인증테스트도구및 kuberef 프로젝트개발이주목을받고있음 KubeCon EU 20 에서리눅스재단이직접발표 [Kubecon EU 20 리눅스재단발표자료 ] 24

TIP Open Core Network (OCN) + Magma (1/2) Facebook Connectivity 의 Packet Core 오픈소스 Magma 개요 - 배경및개발이력 자사서비스 (WhatsApp, Instagram, Facebook 등 ) 사용확산을위한네트워크인프라지원목적 ( 비용절감 ) 네트워크인프라가상대적으로열악한 Emerging

26 TIP Open Core Network (OCN) + Magma (1/2) Facebook Connectivity 의 Packet Core 오픈소스 Magma 개요 - 배경및개발이력 자사서비스 (WhatsApp, Instagram, Facebook 등 ) 사용확산을위한네트워크인프라지원목적 ( 비용절감 ) 네트워크인프라가상대적으로열악한 Emerging Market 타겟 : 4G LTE 向개발완료 현재 5G Core 개발중 Magma 설립팀은현재 VMWare NSX인 Nicira 출신 : SDN 상품개발, 출시한경험을 Magma 개발에적용 - 3 개의모듈로구성 [ 오픈소스 GitHub, 공식웹사이트 ] *VMWare 데이터센터가상화플랫폼솔루션 ( 자사클라우드 OS 인 vsphere 와연동 ) Access gateway: P/S-GW 및 MME 제공 Federation gateway: HSS 및 PCRF와같은사업자환경의기존컴포넌트와의인터페이스제공 Orchestrator: Magma 컴포넌트들의관리및모니터링 - 현재까지 Facebook Connectivity 에서개발의 91% 를차지 GoLang, Python, C/C++, JavaScript 지원, 158 명의오픈소스개발자, LOC 는 200 만라인 [Magma 로고 ] [Magma 아키텍쳐 ] 25

TIP Open Core Network (OCN) + Magma (2/2) 5G Core 의 De-facto 오픈소스로서의입지선점을위해공격적으로협업중 OpenStack 재단편입 오픈소스코드통합 TIP

4 월 ~ [ 링크 ]) Magma 프로젝트협업을위해 TIP Charter 까지변경 (Before) 기존프로젝트를활용, 조합하여 Field Trial (After) 오픈소스구현을 TIP Charter

와관련단체협력관계도 ] [ 참고 ] TIP Project Group 은기술분야별로다음과같이구성 Access Projects: OpenRAN (5G NR), OpenCellular 등 Transport

Magma 프로젝트 5G 개발로드맵 5G FWA, Private 5G - UPF, AMF, SMF - 3GPP reference points 지원 : N1, N2, N3 (RAN) & N6 (Data

27 TIP Open Core Network (OCN) + Magma (2/2) 5G Core 의 De-facto 오픈소스로서의입지선점을위해공격적으로협업중 OpenStack 재단편입 오픈소스코드통합 TIP 협력오픈소스로공인 Open Core Network (OCN) Project Group ( 20.4 월 ~ [ 링크 ]) Magma 프로젝트협업을위해 TIP Charter 까지변경 (Before) 기존프로젝트를활용, 조합하여 Field Trial (After) 오픈소스구현을 TIP Charter 에추가 Facebook 주도 (TIP 설립사중하나 ) Rakuten Mobile, Amdocs, Vodafone, British Telecom, Orange, Mirantis 等동참 [Magma 와관련단체협력관계도 ] [ 참고 ] TIP Project Group 은기술분야별로다음과같이구성 Access Projects: OpenRAN (5G NR), OpenCellular 등 Transport Projects: mmwave Networks, Wireless Backhaul 등 Core & Services Projects: Open Core Network, E2E Network Slicing 등 Magma 프로젝트 5G 개발로드맵 5G FWA, Private 5G - UPF, AMF, SMF - 3GPP reference points 지원 : N1, N2, N3 (RAN) & N6 (Data Network) Converged Core - 5G Core with Non-5G access (4G-LTE & WiFi) * 단, Moving Target 성향이강한오픈소스특성에의거, 향후개발추이모니터링필요 Full 5G Core - 5G Standalone Based Service (SBA 기반 ) 월 21 년상반기 21 년하반기 26

28 제언 기술적으로가상화, 모듈화되는통신네트워크서비스추세속 복잡한시스템관리에필요한자동화 / 지능화에 Analytics 적용필수 데이터 / 서비스연동에필요한개방형인터페이스의중요도는더욱커질것 사업자운영효율성및안보상의이유로개방형인터페이스가화두로유지추측 개방형인터페이스는기존통신업계에양날의검 Proprietary 솔루션을상실할수도있고신규시장을개척할수도있음 인터페이스개방이모든업체가참여할수있는것아님 : 여러노하우필요 관련오픈소스참여, 공동개발을통한선제적대응만이최선의대응책 27

Agenda 오픈소스 트렌드 전망 Red Hat Enterprise Virtualization Red Hat Enterprise Linux OpenStack Platform Open Hybrid Cloud

오픈소스 기반 레드햇 클라우드 기술 Red Hat, Inc. Senior Solution Architect 최원영 부장 wchoi@redhat.com Agenda 오픈소스 트렌드 전망 Red Hat Enterprise Virtualization Red Hat Enterprise Linux OpenStack Platform Open Hybrid Cloud Red