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LTE 기반 철도 무선망의 신뢰성 및 가용성 향상을 위한 네트워크 기능 가상화 원문보기

정보와 통신 : 한국통신학회지 = Information & communications magazine, v.32 no.12, 2015년, pp.10 - 16  

오봉환 (연세대학교) ,  박성수 (한국철도기술연구원) ,  김영주 (한국철도기술연구원) ,  이재용 (연세대학교)

초록
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본 고에서는 최근 큰 관심을 받고 활발하게 연구 개발이 이뤄지고 있는 네트워크 기능 가상화(NFV; Network Functions Virtualization) 기술을 LTE(Long Term Evolution) 기반 철도 무선망에 적용할 것을 제안하고, 신뢰성, 가용성, 확장성을 중심으로 기대효과를 분석한다. LTE 기반 철도 무선망 관련 국내표준과 부산도시철도 1호선 구축 사례를 바탕으로 LTE 기반 철도 무선망의 요구사항을 소개하고, Cloud-RAN과 네트워크 이중화 사례를 통해 NFV 기술 도입에 따른 기대효과를 분석한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 고에서는 NFV 기술을 LTE 기반 철도 무선망에 적용할 것을 제안하고, 신뢰성, 가용성, 확장성을 중심으로 기대효과를 분석한다. 2장에서 LTE 기반 철도 무선망의 기능 및 사용자 요구사항을 분석하고, 3장에서 NFV 기술을 간략히 소개한다.
  • 본 고에서는 최근 큰 관심을 받고 활발하게 연구 및 개발이 이뤄지고 있는 NFV 기술을 LTE 기반 철도 무선망에 적용할 것을 제안하고, 기대효과를 분석하였다. 먼저, 신뢰성, 가용성, 확장성을 중심으로 LTE 기반 철도 무선망의 기능 및 사용자 요구사항과 부산도시철도 1호선 구축 사례를 분석하고, NFV 기술 개요 및 표준화 동향을 간략히 소개하였다.
  • 본 장에서는 LTE 기반 철도 무선망에서 요구하는 신뢰성, 가용성 및 확장성을 지원하기 위한 기술로 주목받고 있는 NFV 기술을 간략히 소개한다.
  • 부산도시철도 1호선 LTE 기반 철도 무선망은 [2]와 [3]에 정의된 기능 및 사용자 요구사항 및 3GPP 국제규격을 준수하여관제사, 승무원, 역무원, 유지보수원간 개별·그룹·긴급통화서비스 및 외부 재난관련기관과의 양방향 통신을 제공하는 것을 목표로 구축 중이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
LTE 기반 철도 무선망 사용 시 기대되는 점은? LTE(Long Term Evolution) 기반 철도 무선망은 열차제어정보 전송, 그룹통화 등 철도 환경에 특화된 다양한 통신 서비스를 제공하기 위한 LTE 기반 무선통신시스템으로, 음성 서비스, 데이터 서비스, 영상 서비스, 통화 관련 서비스 및 철도 특화 서비스를 제공한다. LTE 기반 철도 무선망을 활용하면, 철도 이용객에게 철도 연계교통정보, 여행정보, 역사 및 객차 내 편의 시설 정보 등 다양한 맞춤 서비스 제공이 가능하고, 무선통신을 기반으로 열차제어 정보, 역사 및 열차 상태정보를 제공함으로써 열차 운영효율성을 개선할 수 있다. 또한, 열차의 운행·고장·지진감시 정보 및 철도시설물의 원격감시·분석 정보를 실시간으로 제공함으로써 안전을 확보하고 유지보수 업무 효율성을 향상시킬 수 있다.
LTE 기반 철도 무선망의 고가용성을 보장하는 방법 중 NFV 기반으로 네트워크 기능을 VNF로 가상화하여 이중화하는 경우의 장점은? 네트워크 기능 혹은 응용 서비스 수준에서 이중화를 구현할 경우, 기존의 네트워크 기능 소프트웨어를 개별적으로 수정하여야 하므로 매우 비효율적이고 구현 복잡도가 높아지며 추가 개발 비용이 필요하다. 이에 반해, NFV 기반으로 컴퓨팅, 스토리지, 네트워크 기능을 지원하는 물리적 하드웨어 자원을 가상화하여 복수개의 VNF를 실행하는 방식으로 이중화하는 경우, 전용 하드웨어 장비가 필요없으므로 빠르고 쉬운 구축이 가능하고, VNF의 수정이 불필요하며, 하드웨어 플랫폼 고장시 CPU, Memory, Storage 등 추가적인 하드웨어 자원을 할당함으로써 서비스 중단을 막을 수 있는 장점이 있다. <그림 6>에 고가용성을 보장하기 위한 네트워크 이중화 기법 3가지의 장단점을 비교하였다.
NFV 기술은 어떤 기술인가? 철도 응용 서비스의 데이터 트래픽 급증 및 노선별 순차적 도입에 대비한 확장성을 지원하고, 다양한 철도 특화 기능을 효율적으로 관리하기 위하여 차세대 네트워크 기술인 네트워크 기능 가상화(NFV; Network Functions Virtualization) 기술이 주목받고 있다. NFV 기술은 범용의 표준화된 대용량의 서버, 스토리지, 스위치에 다양한 네트워크 장비의 기능을 통합함으로써 네트워크 인프라와 네트워크 서비스를 운용하는 방식을 기존의 하드웨어 중심에서 소프트웨어 중심으로 전환하는 기술이다.
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참고문헌 (11)

  1. 송용수, 김용규, 백종현, "철도전용 통합무선망 개발" 한국 철도학회 논문집 제16권 제6호, 2013.12., pp.551-557. 

    원문보기 상세보기

  2. TTAK.KO-06.0369, "LTE 기반 철도 통신 기능 요구사항", 2014. 10. 13. 

  3. TTAK.KO-06.0370, "LTE 기반 철도 통신 사용자 요구사항", 2014. 10. 13. 

  4. 부산교통공사,"부산도시철도 1호선 열차무선설비 구매 설치 제안요청서", 2015.4. 

  5. ETSI, GS NFV 002 V1.2.1, Network Functions Virtualisation (NFV); Architectural Framework, 2014.12. 

  6. ETSI, "Network Functions Virtualisation," White paper, 2015. (http://www.etsi.org) 

  7. 이종화, "ETSI NFV Phase-2 표준화 동향", TTA Journal Vol.157, pp.47-53, 2015. 

  8. TTA, ETSI NFV PoC 기술 분석서 (draft). 

  9. 박종근, 이상민, 윤승현, 이범철, "OPNFV 프로젝트 특 징 및 ARNO 배포판 분석", 전자통신동향분석 30권 4호, 2015. 08. 

    원문보기 상세보기

  10. Wind River, "Wireless Network Virtualization: Ensuring Carrier Grade Availability", 2014. 

  11. Stratus, "Ensuring Carrier Grade Service Levels in the New Virtualized World", 2015. 

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