5G 기지국의 기술 표준 구조 (NSA)

현재 대부분의 5G 기지국은 NSA 형태입니다. 

5G 기지국은 크게 SA (Stand Alone) / NSA (Non Standalone)로 나눌 수 있습니다. 

현재 상용 중인 5G 기지국 대부분은 NSA (Non standalone) 형태로 사용 중입니다. 

그럼 NSA는 무엇일까요?

말그대로 독립형이 아닌, 즉 5G 장비만 독립적으로 사용되지 않습니다.

 

# 기지국의 명칭
eNodeB (eNB) : LTE 에서 EPC와 연동해 PDN과 연결
gNodeB (gNB) : NR (5G를 부르는 명칭)에서 5G Core와 연동해 PDN과 연결
en-gNB : NR의 5G Core와 연동하면서 eNB와 연동되는 기지국 (LTE + NR(5G))

(PDN : IP를 받아 사용하는 인터넷)

 

결론적으로 gNB 기지국은 SA형태 (5G 독립적인 사용)
eNB 와 en-gNB는 NSA형태 (eNB와 en-gNB를 연동해서 5G 사용)
즉, 단말이 LTE와 5G 기지국의 자원을 동시에 사용합니다.

이처럼 여러기지국의 자원을 동시에 사용하는 것을 DC라고 부르며
5G의 NSA구조는 DC기술과 eNB를 사용하기 때문에 LTE의 E-UTRA 기술과 혼합되어
5G의 무선망을 EN-DC (E-UTRA New Radio Dual Connectivity)라고 합니다.

여기서는 EN-DC에 대해 간단하게 알아보려고 합니다.

 

DC (Dual Connectivity)기술

DC기술은 LTE에서부터 사용되어 왔습니다.

LTE 기지국 중에서 다수의 사용자가 몰려있는 번화가 같은 경우 

여러 명이 한 번에 데이터 사용 시 용량 부족 문제가 발생한 적이 있습니다.

이런 문제를 해결하기 위해선 LTE로 사용 가능한 새로운 주파수 할당이 필요합니다.

용량 부족 문제를 해결하기 위해서는 발생지역에 LTE보다 높은 주파수를 사용하는 
small cell 기지국을 기존 LTE 기지국의 커버리지 내에 설치하는 방법을 사용합니다.
(small cell 기지국은 LTE 기지국보다 커버리지가 작습니다.)
 

이렇게 되면 기존 LTE 기지국과 small cell 기지국, 두 개의 기지국에 대한
자원을 동시에 이용할 수 있는 겹치는 커버리지가 만들어집니다.
DC는 이렇게 양쪽 기지국(LTE / small cell)의 무선자원을 동시에 사용하는 것을 말하며 

용량 부족 문제가 생기면 겹치는 커버리지 구간의 사용자들이 small cell 기지국의
자원을 이용해 데이터를 사용하게 됩니다.

 

 

 

 

 

5G의 EN-DC (NSA 방식) 란?

여러 기지국의 자원을 동시에 사용하는 DC기술은 LTE에서부터 이어져

5G에서도 사용됩니다.  EN-DC에서는 기존 LTE 기지국인 eNB와 eNB커버리지 안에

 5G 기지국인 en-gNB가 있습니다.
여기서 LTE 기지국이 메인이 되고 5G 기지국은 서브 역할을 하게 됩니다.
(eNB = main / en-gNB = sub) 

 

 

# NSA방식으로 5G를 사용하는 이유
데이터를 사용했을 때

LTE : UE -> eNB -> EPC(핵심망) -> PDN(인터넷)
5G : UE -> gNB -> 5G Core(핵심망) -> PDN(인터넷)

 

en-gNB에서는 5G Core를 사용하지만 LTE의 EPC도 사용 가능합니다.
따라서 5G가 빠르게 상용화되기 위해서 LTE와 같이 사용하는 NSA구조를 

사용하게 되었으며 단말기는 기지국의 커버리지 내에서

 LTE와 5G 모두 사용할 수 있습니다.

 

# EN-DC에서 단말기가 5G를 사용하려면
1. 단말기 <-> eNB : 연결을 위해 신호를 주고받는다.                  
2. eNB는 단말기와 en-gNB의 상태를 확인 후 DC 사용을 결정한다.
3. en-gNB -> eNB : 자원 및 제어 메시지 전송                           
4. eNB -> 단말기 : en-gNB에게 받은 자원을 단말기로 전달한다.   
5. eNB -> en-gNB : 단말기의 정보를 en-gNB로 옮겨 서비스받기 

이후 단말기는 en-gNB를 통해 5G 서비스를 사용한다.
(UE -> eNB -> gNB -> EPC -> PDN)

결론적으로 5G를 이용하기 위해선 LTE 기지국과 연결되어있어야 하며
사용자의 단말기는 LTE 기지국을 통해 5G 장비와 통신할 수 있습니다.