IoT와 MVNO를 위한 스마트 코어 네트워크 슬라이싱: 3G/4G 네트워크에서 5G 잠재력 실현

네트워크 슬라이싱은 가장 혁신적인 5G 혁신 중 하나로 꼽히지만, 많은 통신사가 그 즉각적 적용 가능성을 간과합니다. F5 네트웍스(F5 Networks)의 시스템 엔지니어링 디렉터인 바르트 살라에츠(Bart Salaets)는 이 기술이 이미 오늘날 맞춤형 네트워크 경험을 제공하는 데 활용될 수 있다고 지적합니다.

본질적으로 네트워크 슬라이싱은 통신사가 단일 물리적 인프라를 여러 논리적 네트워크로 분할할 수 있게 하며, 각각 처리량, 지연 시간, 우선순위 같은 고유한 성능 기준을 충족하도록 설계됩니다.

이 기능은 5G 네트워크가 자동차, 농업, 의료, 물류 등 광범위한 버티컬을 지원하도록 진화함에 따라 중요해집니다. 동적 엔드투엔드 슬라이싱은 서비스가 트래픽 수요에 정밀하게 맞춰 네트워크 리소스를 실시간으로 확장할 수 있게 합니다.

예를 들어, 고화질 비디오 스트리밍은 상당한 대역폭을 필요로 하지만 중간 정도의 지연 시간은 감내할 수 있는 반면, 자율주행차는 안전을 위해 초저지연을 요구합니다. 전용 슬라이스를 할당함으로써 통신사는 각 시나리오에 적합한 리소스 조합을 보장할 수 있습니다.

전통적인 IP 전송 네트워크는 VPN 기술을 통해 제한된 슬라이싱을 달성합니다. 반면 5G 슬라이싱은 무선 도메인 깊숙이 확장되어, 무선 액세스 네트워크부터 코어까지 리소스를 프로비저닝할 수 있습니다. 이 엔드투엔드 격리가 예를 들어 자율주행차를 기지국부터 코어 네트워크까지 저지연 베어러를 보장하는 슬라이스에 매핑할 수 있게 합니다.

오늘날의 네트워크 슬라이싱

사물인터넷(IoT)과 모바일 가상 네트워크 사업자(MVNO)의 증가하는 수요에 직면하여, 통신사는 무선 레벨 슬라이싱 지원이 없는 레거시 3G 및 4G 인프라 내에서 코어 레벨 슬라이싱으로 눈을 돌리고 있습니다.

현재 접근법은 DNS에 의존하며, 위치와 액세스 포인트 이름(APN) 데이터를 활용하여 가입자 세션을 서비스 게이트웨이(SGW)와 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(PGW)로 라우팅합니다. 그러나 이 방법들은 주요 한계가 있습니다: 위치만으로 기기 그룹을 특정 SGW에 할당할 수 없고, 각 기기 코호트마다 새 APN을 생성하는 것은 번거롭고 다양한 IoT 사용 사례의 격리를 저해합니다.

F5 네트웍스는 실용적인 솔루션을 제공합니다: GTP 세션 디렉터(GTP Session Director)는 기존 DNS 라우팅을 GTP 레이어에서의 세분화된 정책 기반 결정으로 대체합니다.

최종 사용자 기기가 시작한 모든 GTP 세션은 세션 디렉터에 의해 인터셉트됩니다. IMSI 범위, 기기 유형, 애플리케이션 식별자 같은 로컬 정책이 세션을 선택된 SGW 또는 PGW로 보냅니다. 예를 들어 스마트 미터링 배포는 특정 범위 내 IMSI를 가진 모든 기기를 전용 SGW 세트에 할당하여 예측 가능한 성능을 보장할 수 있습니다.

동일한 원칙이 통신사의 APN을 공유하는 MVNO에도 적용됩니다. MVNO의 IMSI 범위를 매핑함으로써 세션 디렉터는 해당 트래픽을 MVNO 세션만 처리하는 전용 PGW로 라우팅하여, 추가 APN 없이 명확한 격리를 제공합니다.

3GPP가 DECOR와 eDECOR 같은 프리-5G 슬라이싱 개념을 도입했지만, GTP 세션 디렉터는 새로운 속성이나 코어 네트워크 업그레이드 없이 슬라이스 같은 세분성을 제공한다는 점에서 돋보입니다. 통신사는 따라서 기존 SGW와 PGW 자산을 활용하여 새로운 사용 사례를 지원하고 유연성을 유지할 수 있습니다.

작성자: 바르트 살라에츠(Bart Salaets), 시스템 엔지니어링 디렉터, F5 네트웍스(F5 Networks)