HetNet 과무선엑세스의진화 (Universal HetNet and RAN Evolution) 옥재범부장 johnok@cisco.com Cisco Systems, APJ Mobility CSE
AGENDA 1. 모바일네트워크의동향 2. 이기종네트워크 (HetNet) 3. Self Organizing Network 4. C-RAN과가상화 5. 시스코솔루션 2
1. 모바일네트워크의동향
1. 모바일에서만물인터넷으로 세계인구 (Billion) 6.3 6.8 7.2 7.6 커넥티드디바이스 (Billion) 0.5 12.5 25 50 Mobile Momentum Metrics 커넥티드디바이스 1 인당 0.1 1.8 3.5 6.6 디바이스갯수가인구수를추월 Smallcell 수가 Macrocell 수를추월 Smallcells (Million) 4 14 40 3G 4G 5G 2003 2010 2015 2020 4
2. 모바일사업자의당면과제 - Top-line 서비스가치이동및새로운기회발굴 전통적서비스의붕괴 >1Billion OTT VoIP Users 417M, +110% WhatsApp Users -$40B Lost SMS revenue to OTT in 2014 1,000 Apps added to Android every day 새로운서비스 $10B, +49% On-Line Video $43B, +27% Cloud Services $15B, +24% Location 50 Billion Connected Devices by 2020 출처 : ABI, IDC, In-Stat, Insight, Ovum, Parks, Screen Digest, Strategy Analytics, Cisco 5
3. 모바일사업자의당면과제 - Bottom-line 운용비용이매출을잠식 100% 80% 60% 40% 20% 0% Asian MNO CAPEX & OPEX as % of Revenue OPEX EBITDA CAPEX Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 2009 2009 2010 2010 2010 2010 2011 2011 2011 2011 2012 2012 2012 2012 2013 2013 2013 2013 2014 2014 네트워크복잡도증가로인한 OPEX 상승 : 다수의과거기술들 멀티벤더, 멀티 OS 전용하드웨어 다수의장애포인트 공급및관리비용증가 신속한신규서비스도입의어려움 출처 : GSMA Intelligence OPEX 단순화및서비스신속성확보를통한 OPEX 절감필요 6
4. 개선요소및연관기술 개선관점 네트워크용량운영지속성사업신속성 현재기술동향 Network Densification Carrier Aggregation (CA) Dual Connectivity MIMO / CoMP Heterogeneous Network (HetNet) Licensed-assisted Access Traffic Optimization SON NFV / SDN Value Added Services (Big Data, AAA, Billing, etc.) 용량및지원범위다양한엑세스기술이동통신네트워크자동화신속성및유선성
5. LTE 에서 5G 로진화를위한기반기술 매크로셀 3G LTE LTE-A 조밀화및결합 Small Cells (Unlicensed /Licensed) HetNet 5 G 단순화 / 신속성 / 유연성 SON NFV SDN 스펙트럼활용방안 Radio Tech.
6. 모바일네트워크동향 Access Network Services Heterogeneous Intelligent & Orchestrated Mobile Cloud Hierarchical & 멀티기술차별화포인트 : 서비스기능 서비스구현비용 HetNet SON CHARGING ANALYTICS NFV & SDN SUBSCRIBER INFORMATION POLICY CONTR OL APIs 유연한비즈니스모델 : B2C, B2B2C, B2B 3 rd PARTY APPS OPERATOR AP PS OPERATOR SERVI CES Multi-Vendor Multi-Technology TRAFFIC INSPECTION GATEWAY POLICY ENFORCEMENT 100100100100101110010001010001001011101010001011110000101010101001000 100101001000100100001111010010101001011001001011101000101000100111010 100010111100001010101010010001001010010001001000011110100101010010110 111010001010001001011101010001011110000101010101001000100101001000100 1000 TRAFFIC OPTIMISATION 3 rd PARTY APPS OTT SERVICES INTERNET
2. 이기종네트워크 (HetNet)
1. 매크로기반이동통신의작은변화 The market is also beginning to shift from macrocellbased coverage to small cell-based capacity upgrades. Heterogeneous Network (HetNet) Source: Infonetics 2014 Pico Femto Macro Pico Micro Femto
2. 이기종네트워크의목적 트래픽증가 스펙트럼자원한계 네트워크혼잡 RAN 밀도화 Multi-RAT / WiFi 비용절감 $$ HetNet 으로의진화 대역폭확대 스펙트럼사용률효율화 QoE 향상 Bit당비용절감 이기종기술간통합
3. 이기종네트워크아키텍쳐 RNC IuCS/IuPS MSC/SGSN/SGW/PGW 3G Macro H(e)NB GW S1 IuCS/IuPS Iuh/S1 Small Cell 기업커버리지 기업용량 HNB HeNB S1 HMS TR-069 LTE Macro 기본커버리지 기존네트워크 Metro Cell 도심거리커버리지 도심거리용량 WiFi 라이센스라디오오프로드 HeNB Small Cell 가정 / 중소기업커버리지 DAS 기업커버리지
4. Licensed Small Cell Macro 네트워크 3G/4G 무선코어 (MSC, MPC/EPC) 모바일코어네트워크와연결되는전용저전력라이센스라디오엑세스포인트 장점 UE TR069/196 Small Cells QAM & Provisioning Iu-CS/PS S1-MME/U 실내모바일서비스개선 유비쿼터스사용자경험 신규서비스 ( 위치기반서비스, 기업통합 ) 3G 4G Small Cell Access Point CPE/GW Iuh S1 ISP/ Internet H(e)NBGW (inc. SeGW) 시장부문 가정 중소기업 대기업 공공장소 ( 도심, 교외 )
4. Licensed Small Cell UE Macro 네트워크 3G 4G 3G/4G Small Cell Access Point TR069/196 Small Cells QAM & Provisioning CPE/GW Iuh S1 ISP/ Internet 무선코어 (MSC, MPC/EPC) Iu-CS/PS S1-MME/U H(e)NBGW (inc. SeGW) 모바일코어네트워크와연결되는전용저전력라이센스라디오엑세스포인트 장점 실내모바일서비스개선 N America 유비쿼터스사용자경험 신규서비스 ( 위치기반서비스, L 기업 America 통합 ) Europe 시장부문 2014 Small Cell Shipment 가정 중소기업 대기업 공공장소 ( 도심, 교외 ) China APAC MEA Source: Small Cell Forum, 2015 Source: Small Cell Forum, 2015
5. Small Cell 과 Macro Cell 간의상호작용 Co-Channel 구성 전용 Channel 구성 상호간섭 f1 f2 f1 f2 f3 f1 Macro 와 Small Cell 이동일한주파수를사용 Macro 와 Small Cell 이상이한주파수를사용 Macro Cell 과의간섭을방지하기위해항상전용 Channel 구성을우선검토 현실적으로는 Co-Channel 구성이다수이며, 대신 Small Cell 의위치, 전송세기, 커버리지에대한면밀한설계가필요
5. Small Cell 과 Macro Cell 간의상호작용 Macro Cell 과 Small Cell 네트워크간이동성을 Small Cell 에서지원 1 2 3 3GPP Release R8 R9 R10 Idle Mode reselection Supported (1) Supported Supported 이동성 Hand-out (Small Cell to Macro) Supported (1) Supported Supported Hand-in (Macro to Small Cell) Proprietary only (2) Supported (3) Supported Small Cell to Small Cell Proprietary only Proprietary only Supported (4)
6. Non-3GPP 엑세스로서의 WiFi 고대역폭 802.1ac: 1 Gbps 가격효율성 낮은 Bit 당단가 WiFi 선호도 대중성 모든단말기지원 WiFi 전용단말기 부가서비스 위치기반서비스 Analytics, 타깃 / 개인형정보 HetNet Access
6. Non-3GPP 엑세스로서의 WiFi 현재 WiFi UE 사용자설정에따른네트워크선정 사업자가사용자가 QoE 및네트워크부하에적합한엑세스를선택하도록할수없음 UE 사용자의네트워크선정을돕기위한정책 엑세스선택 향후 Connection Manager 사업자정책 ANDSF 서버 ANDSF: 멀티엑세스간 Handover 의단순화 3GPP R12: WLAN Passpoint 사업자정책은 ANDSF 정책에포함
3. Self Organizing Network
1. 라디오엑세스네트워크아키텍쳐진화 RAN 1.x RAN 2.0 Macro 기반 대부분실외에서이용 Optimized manually Small cells 확대 대부분실내에서이용 SON 에의한자동화된관리 HetNet SON
2. SON 의역할 1 자동화신규장비자동설정 UE Wi-Fi 자동화자동화된반복 Closed-loop 시스템 2 3 동적최적화실시간진단및조절 Macro z SON Pico 동적최적화간섭최소화및이동성향상 4 5 RAN 오케스트레이션 Small Cell 을 Macro 로통합 Small Cell Metro RAN 오케스트레이션기술간성능의조화 6
3. SON 의목적 비용절감 QoE 향상신속성향상 CAPEX 투자사용률극대화 OPEX 비용최소화 멀티벤더, 멀티기술조율 동적으로성능최적화 기술간, 업체간조율 네트워크변화및요구사항에대한실시간, 동적반응 Small Cell 과 HetNet 배치용이
RRC access failure rate % SON actions 4. 사례로본 SON 의효과 RRC Success Rate 100% 98% 96% 94% 92% 20% 15% 10% 2000 1500 1000 5% 500 SON 적용전 SON 적용후 LTE RRC 성공률 11% 향상 ( 출처 : irlb Results from New Orleans Jazz Fest) 메인이벤트지역의 RRC 성공률 SON 적용전 SON 적용후 출처 : Accessibility during hurricane Sandy (Philadelphia) 재난상황에서네트워크힐링
5. HetNet 과 SON Hybrid SON Suite dson (Distributed SON) enb 에서독립적으로 SON 동작 LTE OSS UMTS OSS Small Cell GW 지협적최적화에국한 cson (Centralized SON) 중앙에서 SON 동작 전체네트워크에대한가시성확보 dson 과보완적관계 멀티벤더간상호운영성확보 Macro 와 Small Cell 간동기화 Offload & Optimize Hand-in/out Interference Offload Hybrid SON: HetNet 에적합
6. SON 아키텍쳐 HETNET APPLICATIONS MACRO CELLS APPLICATIONS SON Platform HANR HSCO HDLB ANR DLB DIM MEH ICLB SON db SON ENGINE HDM WMS PM Data RMS Upload server CMHS WMS Macro EMS Macro Small Cell Gateway Small Cell Gateway ALU ALU ALU RNC RNC RNC E/// E/// E/// RNC RNC RNC Small Cell Small Cell ALU Macro E/// Macro Vender_A Small Cells Vender_B Small Cells Vendor_A Macro Vendor_B Macro Other Other
4. C-RAN 과가상화
1. C-RAN 진화 CPRI Ethernet Mobile Packet Core Mobile Packet Core Mobile Packet Core C-RAN 의진화 General RAN Centralization Co-ordination Cloud NFV 전통적인기지국구조기지국에 RF 와 BBU 위치 BBU 집선기지국 $, CoMP 효율 CPRI 인터페이스확장 BBU Pool 리소스효율성 Processing Unit 가상화 x86 서버지능형기지국
2. C-RAN 가상화를위한고려사항 기존 C-RAN 의개선요구사항 경직된아키텍쳐 CPRI / Compressed CPRI 기반고대역폭요구됨 : Dirk fiber, WDM PHY 디지털시그널링처리를위한엄격한 Latency 요구됨전용 BBU 하드웨어기반 : x86 COTS 서버가상화어려움 Small Cell 집선을위한기존 Last mile 활용어려움 차세대 C-RAN 개선사항 유연한아키텍쳐 TCO 절감 : IP Packet 기반의경제적인백홀사용대역폭절감 : Ethernet (Copper, Fiber), Microwave RF와 BBU 간 Latency 요구조건완화 x86 COTS (Commercial-Off-The-Self) 서버가상화 Small Cell 집선을위한다양한 Last mile 활용 (Ethernet, mw) Edge Application 접목 : 사용자 QoE 강화 Centralization Co-ordination Ethernet Fronthaul Ethernet Fronthaul Cloud NFV
5. 시스코솔루션
1. HetNet Solution Cisco Policy Suite SON Suite USC8000 Series Large Enterprise Small Cells 3G APs, LTE APs or Dual-Mode Cisco 8000 Series USC Controller Cisco Universal Small Cells Cisco USC Modules for Aironet 3600/3700 Mobility Services Engine Small Cell Gateway 3G/4G Core Virtualized 또는 Physical Internet Cisco Aironet Wi-Fi Indoor & Outd oor Wireless Controller Cisco 8510 Subscriber/MNO Gateway Cisco ASR 1000 Cisco Prime Provisioning Management
2. Cloud RAN Solution 아키텍쳐이노베이션 최첨단기술 QoE 향상및 TCO 절감을위한 NFV C-RAN 아키텍쳐유연하고비용효율적인 Ethernet Fronthaul 최신멀티코어 System-on-a-Chip (SoC) 운영효율화를위한 Hybrid SON Remote Radio Head 지능형기지국 LTE Advanced 및진화 DPI 기반실시간패킷처리 TCP 와비디오트래픽최적화 HetNet 을위해튜닝된 Dynamic eicic 기반의 C-RAN DPS 와 CS/CB CoMP 를통한용량향상 Front Haul 이점 전통적인 RAN 대비 20% - 30% TCO 절감라이오용량 20% 향상 Base Band Unit
3. 솔루션커버리지 가정 중소 /Hotspot 소기업 중견기업 대기업공공장소실외 / 메트로 사이트당바닥면적 <150 sq m <300 sq m <1000 sq m <10,000 sq m >10,000 sq m >50,000 sq m 1 sq km AP 당사용자수 사이트당사용자수 설치 4 8 Users Low Mobility 4 Single Unit 8-16 Users Low Mobility <50 1 3 units 16 Users Low Mobility <150 1 8 units 16 Users High Mobility Cisco HetNet <500 1 8 units 16-32 Users >500 > 8 units per site 32-64 Users Open > 40 units per macro sector > 32 Users Cisco Open C-RAN 1-10 units pe r macro secto r 제어 No Local Grid/ dson/cson Local Grid/ dson/cson Local Grid/ dson /cson USC Controller/ cson USC Controller/ cson Controller
Summary 현재모바일네트워크는다양한이기종기술들이공존하는방향으로발전하고있으며, 이를위한효율적관리기법이중요해집니다. 5G 는 HetNet 기술과가상화기술이더욱발전된형태가될것으로예상됩니다. 시스코는모바일사업자의서비스를위해필요한모든부분에최적의솔루션을제공하기위해계속변화하고있습니다. 34
Thank You