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중소기업 기술로드맵 조회결과

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5G 코어 네트워크 기술
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

5G 코어 네트워크 기술 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 정의 : 5G무선기술, WiFi, Fixed Access 등 이종 액세스를 수용하여 초광대역 멀티미디어 서비스, 대규모 IoT 서비스, 저지연 서비스 등의 제공이 가능하도록 하는 기술
  • 범위 : 네트워크의 다양한 기능을 제어하는 제어계층과 데이터(사용자 트래픽) 전달을 담당하는 데이터 계층으로 크게 나뉠 수 있으며 제어계층은 접속, 이동성 등의 제어신호 처리기능, 사용자 인증 및 정책제어 기능 수행
나. 주요 제품

5G 코어 네트워크는 네트워크의 다양한 기능을 제어하는 제어계층과 데이터(사용자 트래픽) 전달을 담당하는 데이터 계층으로 크게 나뉠 수 있으며 제어계층은 접속, 이동성 등의 제어신호 처리기능, 사용자 인증 및 정책제어 기능을 포함함

  • 네트워크 제어신호 처리 기능은 접속제어기능(AMF), 세션 및 이동성제어기능(SMF) 등을 포함 네트워크 연결성 제공을 위한 전반적인 네트워크 제어기능을 담당하며 개별 기능을 통합한 서버플랫폼 형태로 출시될 것으로 예상
  • 사용자 인증 및 정책제어 기능은 제어계층에 포함되는 기능으로 사용자(또는 단말)의 망접속 인증과 이에 따른 QoS 등의 서비스 정책 제어 등의 기능을 담당
  • 데이터 전달 기능은 NIC 기반의 화이트박스 기반 또는 DPDK 기반의 서버기반으로 구현될 수 있으며 IP 및 non-IP 기반의 트래픽 전달기능을 담당
  • 이러한 네트워크 기능들은 기본적으로 서비스 형태 및 등급에 따라 네트워크자원의 슬라이싱이 가능한 네트워크 기능 가상화 기술이 적용될 것으로 예상됨
  • NFV MANO, 인증/정책제어 기능 분야는 사업자의 서비스, 네트워크 운용정책과 관련되어 있어, 개발 초기부터 통신사업자와 결합하여 통신사업자 별 요구사항에 따른 개발이 이루어 져야 할 것으로 예상

[ 제품분류 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발 테마제품분류 관점세부기술
5G 코어 네트워크 제어계층 네트워크 제어기능
  • 5G 무선, WiFi, Fixed Access 등을 공통된 체계 하에서 제어 가능한 공통신호 처리기술
  • 이종망간 끊김 없는 이동성 제어 기술
  • 접속제어(AMF), 사용자트래픽 경로 제어/이동성 제어(SMF) 등
인증/ 정책제어 기능
  • 5G 무선, WiFi, Fixed Access 등의 접속제어를 위한 단일 인증/정책 제어 프레임워크 기술
  • UDM(User Data Management), AUSF(Authentication Server Function), PCF(Policy Control Function) 등
데이터 계층 데이터 전달기능
  • IP 트래픽, Non-IP 트래픽에 대한 동시처리가 가능한 데이터 전달기술
  • UPF(User Plane Function)
유무선 융합 기술
  • Non-3GPP 액세스 수용을 위한 공통 인증/접속제어 기술
  • Trusted/Untrusted Non-3GPP 액세스를 단일 인증/접속체계에서 수용 가능한 공통신호처리 기술
  • N3IWF(N3 Interworking Function)
네트워크 기능 가상화
  • 제어계층/데이터계층의 네트워크 기능 가상화 기술
  • 가상화된 기능요소들의 관리 및 서비스 오케스트레이션 (NFV MANO; NFV Management and Orchestration) 프레임워크 기술
  • 서비스 등급, 형태 등에 따른 네트워크 자원 슬라이싱 기술
3. 시장현황 및 전망분석
가. 세계시장

코어 네트워크 가상화를 위해 필요한 SDN 및 NFV의 시장규모는 2017년36백만 달러에서 2022년 540백만 달러로 연 72%의 급속한 성장세를 나타낼 예정

2020년 5G의 상용화가 본격적으로 시작되면 성장이 더욱 급속하게 선장할 것으로 전망

[ SDN 및 NFV의 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 백만 달러, %)

[ SDN 및 NFV의 시장규모 및 전망 ]
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
세계시장 10.15 36 61.87 106.35 182.79 314.17 71.8%

* 출처 : MarketsandMarkets, 2017(‘18~21년의 경우 ’17년과 ‘22년의 성장치로 추정

나. 국내시장

코어 네트워크 내 데이터센터의 효율적 운영을 위한 SDN 도입이 증가하면서 국내 SDN 시장이 향후 5년간 연평균(CAGR) 56.6%로 성장해 오는 2019년 약 1,390억 원 규모에 이를 것으로 예상

[ 국내 SDN 시장전망 ]

출처 : IDC, Korea SDN Forecast 2015-2019, 2015

4.기술분석
가. 기술환경 분석
5G 네트워크는 소프트웨어를 통한 가상화를 활용하여 다양한 네트워크 슬라이스 구성 및 관리 개념 도입 등이 가장 중요한 특징

무선접속(RAN: Radio AccessNetwork) 부분에서는 여러가지 후보 기술을 도출하는 등 나름대로 표준화 방향이 제시되고 있지만, 코어 네트워크(CN: Core Net) 부분에서는 그 활동이 미미한 실정

코어 네트워크의 경우 트래픽 처리 부하를 경감할 수 있는 네트워크 구조가 되어야하며 이를 위해 대량의 트래픽이 코어 네트워크로 유입되지 않고 분산되도록 하는 기술이 필요함

미래 5G 네트워크는 대용량의 트래픽 처리와 다수 단말지원 등을 위해 효율성, 자율성, 경제성 등이 강조된 구조가 될 것으로 예측

  • 네트워크 가상화를 통한 저비용 네트워크 운용 및 네트워크 분리를 통한 전체 시스템 운용 관리 효율성 제고 기술 필요
  • 증가하는 트래픽 처리 및 수월한 서비스 제공을 위한 네트워킹 매커니즘 개발 필요

네트워크 가상화 기술의 경우 네트워크 개방화 및 지능화를 촉진시키는 개념으로 SDN과 NFV(Network Function Virtualization)가 네트워크 가상화를 실현하기 위한 가장 핵심적인 기술

  • SDN은 제어평면을 네트워크의 데이터 평면과 분리하고, 이 사이에 표준화된 인터페이스를 제공하여 네트워크 운영자가 제어 평면을 프로그래밍 하는 등 데이터 평면에서 이루어지는 통신 기능을 다양하게 제어하고 관리하는 기술로 제어와 데이터의 분리, 제어 기능의 중앙 집중화 및 네트워크의 프로그래밍을 목적으로 함
  • NFV는 네트워크 통신망 구성에 필요한 장비(하드웨어)를 소프트웨어화하여 서버에 원하는 기능을 모아 사용자에게 필요한 네트워크 서버를 구성하는 기술로 네트워크 기능을 전용 기기나 범용 서버에 재배치 할 목적을 가짐
  • SDN은 네트워크 추상화가 목적이며 NFV는 비용 및 공간·에너지 절감을 위한 기술로 상호보완적인 성격을 가짐
5.핵심요소기술 선정

로드맵 기획 절차는 산‧학‧연 전문가로 구성된 로드맵 기획위원회를 통해 선정된 핵심요소기술을 대상으로 기술요구사항, 연차별 개발목표, 최종 목표를 도출

[ 5G 코어 네트워크 기술 핵심요소기술 도출 ]

5G 코어 네트워크 기술 핵심요소기술 도출
분류핵심요소기술개요
이동성 제공 기술 이종망 간 이동성 제공 기술 다중 액세스(5G, WiFi, 유선) 환경 하에서 사용자의 특정 트래픽 Flow를 액세스 자원 상태, QoS 정책 등에 따라 이종망간 끊김 없는 이동성 제공을 가능하게 하는 기술
Dynamic Anchoring(Anchor-free Mobility) 기술 : 동적 경로 설정/트래픽 분산 이동성제공 시 특정 노드에 사용자트래픽이 Anchoring 되는 기존 4G 까지의 이동성 제공구조에서 탈피, 사용자(단말) 이동에 따라 트래픽 경로상의 Anchoring 위치가 동적으로 변환되어 최적 경로 제공이 가능한 기술