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더 빠른 Low-Latency 의 5G이동 통신망

차세대 5G모바일 서비스 출시가 곧 시작됩니다. 5G는 여러 사용자에게 빠른 대기 시간과 빠른 신뢰성을 동시에 제공하고자 합니다.
이 문서에서는 대기 시간이 짧고 빠른 모바일 네트워크를 개발하는 데 필요한 기술과 측정치에 대해 설명합니다.

New 5G Network Services

오늘날 4G 네트워크에서는 통신 속도를 높이는 것이 주요 이슈이다. 5G 네트워크는 더 빠르고 더 큰 용량으로 업그레이드할 뿐만 아니라 높은 신뢰성의 Low-Latency 와 다중 연결성을 사용하여 새로운 네트워크 요구사항을 지원합니다. 이를 토대로 IoT 기반 센서 사업, 자율 주행 차등 5G 구축이 새로운 서비스의 토대가 될 것으로 기대됩니다

Usage image of 5G Mobile Network
Usage image of 5G Mobile Network

동일한 통신 네트워크 인프라에서 여러 개의 동시 연결을 통해 높은 신뢰성의 백홀로 더 빠르고 큰 용량의 통신을 구현하려면 특히 5G 무선 인터페이스와 유선 측면 개발이 필요합니다

  • 모바일프론트홀 인터페이스 변경 사항: CPRI에서 eCPRI 또는 RoE로 전환
  • 모바일프론트홀 및 모바일백홀 일 방향 지연 시간: 최대 100µs 정의
  • 시간 동기화: 훨씬 더 높은 측정 정확도 요구

Anritsu Network Master Pro MT1000A는 모바일 네트워크가 4G에서 5G로 발전함에 따라 이상적인 품질 평가 솔루션입니다

모바일 프론트홀과 백홀 개발 이슈

Example of 4G Mobile Network
Example of 4G Mobile Network
Example of 5G Mobile Network
Example of 5G Mobile Network

4G에서 5G 모바일 네트워크 개발의 키포인트

  • 안테나(RRH)와 신호 처리 장치(BBU)간 통신을 CPRI에서 eCPRI/RoE로 전환
    현재 CPRI기술은 RRH와 BBU를 연결하는 데 사용되고 있습니다. 그러나 CPRI는 약 6%의 데이터 전송 효율성을 가지고 있어 어떻게 네트워크 속도를 높일수 있을지가 중요 이슈사항입니다. 이 문제를 해결하기 위해 RRH와 BBU사이의 기능 분리와 통신 프로토콜이 재검토되고 있습니다. RRH측에서 변조 기능의 한 부분을 유지함으로써 기능의 분리는 통신 대역을 확보할수 있는 역할을 할 것으로 예상되며, 이더넷 기반 eCPRI와 RoE프로토콜을 도입하여 전송 속도를 개선하는 동시에 여러 국가에서 공통적으로 사용되는 25GbE및 100GbE고속 인터페이스를 사용할 수 있기 때문에 기반 인프라 비용을 절감 할수 있습니다.
  • latency 가 짧은 높은 정확한 측정 기능을 구현하여 네트워크 지연 시간 최소화
    5G모바일 네트워크는 무선 섹션을 포함하여 1ms이내의 엔드 투 엔드 지연 시간이 필요하며, 유선 섹션의 필요한 단 방향 지연 시간은 약 100µs입니다. 따라서 통신 장비 공급 업체는 네트워크 상의 장치를 평가할 때 지연 시간을 높은 정확도로 측정해야 합니다.
  • 시간 동기화의 중요성 강조
    현재 기지국 간 시간 동기화는 일반적으로 GPS시간 데이터를 사용하지만, 이 방법은 GPS전파를 이용하여 건물 내부와 지하 상가 등에 기지국이 설치된 일부 위치에 도달하는 기능으로 제한됩니다. PTP는 설치 장소에 영향을 받지 않기 때문에 5G에 제안하는 것이 중요하다.

5G모바일 네트워크는 이 같은 신기술을 바탕으로 4G모바일 네트워크에서 발전하고 있습니다. 이러한 발전은 하루 아침에 이루어지지는 않겠지만 향후 분명5G로의 업그레이드는 주요 사항으로 다루어 질것입니다.

Anritsu 5G Mobile Network Evaluation Solutions

5G모바일 네트워크 평가는 기존의 처리량 및 BER측정 외에도 eCPRI/RoE, 높은 정확도의 대기 시간 및 시간 동기화 측정에 초점을 맞춥니다. MT1000A는 5G이동 통신망 구축에 필요한 모든 측정 기능을 지원합니다.

eCPRI/RoE Measurements

기존 CPRI기술을 사용하는 대신에, 5G모바일 네트워크는 eCPRI/RoE프레임 기술을 채택할 것으로 예상됩니다. 물론 MT1000A는 eCPRI 및 RoE프레임을 사용한 BER통신 테스트 및 대기 시간 측정을 지원합니다.

eCPRI/RoE Measurements for MT1000A

BER및 대기 시간은 WDM회로를 통해 측정할 수 있습니다.

High-Resolution Latency (Delay) Measurements

5G이동 통신망의 규정된 최대 단 방향 지연 시간은 100µs입니다. 그러나 실제 광 네트워크는 km당 5μs의 속도에 도달해야 하기 때문에 네트워크 장치의 지연 시간을 최소화하는 것이 핵심입니다.

High-Resolution Latency (Delay) Measurements for MT1000A

두 개의 MT1000A장치를 사용하여 두 개의 개별 포인트 사이의 단 방향 latency 를 측정할 수 있습니다.

Latency measurements for MT1000A required by the 5G mobile standards

또한, 5G모바일 표준에서 요구하는 고분해능과 고 정확도의 대기 시간 측정이 MT1000A옵션을 통해 지원됩니다.

PTP-based Time Synchronization Measurement

5G모바일 네트워크는 PTP를 이용한 시간 동기화와 SyncE를 이용한 주파수 동기화를 수행한다. 시간 동기화는 분산된 그랜드 마스터 클럭(GM)의 시간 차이(시간 오류)가 허용 가능한 범위 내에 있는지 평가하여 전체 네트워크 평가에서 중요한 역할을 수행합니다.
MT1000A에 고 정확도 rubidium클록이 내장된 GPS분산 수신기 Mu100090A를 설치하면 시간 동기화 정확도 평가(시간 오류 측정)를 지원합니다.

  1. 측정 대상 1 pps 신호 대 기준 1 pps신호의 위상 오류를 측정할 수 있습니다.
    The phase error of the measurement for MT1000A(PTP)
  2. 단 방향 지연 시간은 GPS의 시간 동기화 데이터를 사용하여 IEEE1588패킷의 타임 스탬프를 기준으로 측정할 수 있습니다. 이는 ITU-TG.8273에서 지정한 시간 전송 오류 측정을 지원합니다.
    The one-way latency for MT1000A(PTP)

    MT1000A (PTP)

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