27. 내 네트워크는 NSA일까? SA일까?

5G를 연결할 수 있는 방법은 크게 두 가지가 있다. 바로 NSA와 SA. (이전 포스팅에서 수도없이 다루었다. 알아보고 오자!)

 

문득 내가 쓰는 5G는 NSA인지, SA인지?라는 의문이 들던 참에 이 영상을 보게 되었다.

NSA인지 SA인지 판별하는 법을 한번 알아보도록 하자!

 

1. 네트워크 연결 과정

내 네트워크가 NSA, SA인지를 판별하기 위해서 우선 단말이 네트워크에 연결되는 과정을 알아야 한다.

영상 속 네트워크 연결과정 설명 그림

 

그림을 기반으로 내가 찾은 자료를 추가해서 설명하겠다.

1단계. Cell search

단말이 새로운 네트워크에 연결하려고 하면 우선 Cell을 찾기 시작한다. (Cell은 eNB 또는 gNB가 담당하는 지역) Cell 중에서도 신호가 가장 센 Cell을 찾으려고 하며, 찾은 다음엔 Cell에 대한 기본적인 정보를 얻을 수 있다. 

 

2단계. NR-PSS, SSS ( PSS = Primary Synchronization Signal, SSS = Secondary Synchronization Signal)

Cell을 찾은 후 단말은 Cell에 대해 더 자세한 정보를 알아낸다. 단말은 Cell에서 보내는 PSS, SSS와 같은 특정 신호를 받아서 Cell과 동기화를 한다. 이때 시간과 주파수를 Cell에 맞춘다.

 

3단계. MIB (Master Information Blcok)

동기화를 마친 단말은 통신을 위해 더 자세한 Cell의 정보를 캐내기 시작한다. 2단계의 정보를 바탕으로 MIB를 디코딩하여 Cell의 주파수 대역, 채널 대역 등의 정보를 얻어낸다.

 

4단계. SIB1 (System Information Block1)

MIB를 통해 더 자세한 Cell의 정보를 얻어낸다. SIB1을 디코딩하여 셀 ID, TAC(Tracking Area Code), PLMN(Public Land Mobile Network ID)등의 정보를 획득하여 통신을 위한 기본적인 준비를 마친다.

 

이후에도 RRC, NAS, PDCP, RLC, MAC, PHY 연결 설정과 같은 과정을 거쳐 네트워크 연결 가능 여부를 최종적으로 판단하게 된다. (이 Layer에 대해서 다룬 포스팅을 참고하자.)

 

여기서 우리가 NSA인지 SA인지를 알기위해서 집중할 부분은 바로 SIB1의 TAC(Tracking Area Code)이다. 

2. TAC (Tracking Area Code)

영상 속 TAC 설명 그림

TAC은 특정 지역을 나타내는 코드로 통신망 버전 우편번호라고 생각하면 쉽다. 단말이 어디있는지를 쉽게 알기 위해서 특정 지역, 장소마다 코드를 부여해 놓은 것이다. 그렇다면 이 TAC가 왜 중요할까?

 

바로  페이징 메시지가 TAC을 이용하기 때문이다. 

페이징 메시지가 뭘까...할 것이다.  그림을 통해 이해해보자.

 

Phone A는 TAC 2에 있는 Phone B에게 전화를 하려고 한다. 이때 Phone B는 Idle mode에 있다고 하자. (네트워크에 연결이 안되어 있고 잠자고 있는 상태)

 

그러면 Phone A는 Phone B가 정확히 어디있는지 모르기 때문에 gNB를 통해 Core에게 물어본다. 

"야, 나 Phone B랑 전화하고 싶은데 애 어딨는지 모르겠어 좀 찾아줘" 

이 질문을 받은 전지전능하신 코어님(모든걸 다아시는..)은 이제 TAC2에 있는 gNB에게 명령한다.

"찾아"

 

우리 말단 TAC2의 gNB들은 열심히 Phone B를 찾기 시작한다. 이때 페이징 메시지를 TAC 내에서 브로드캐스팅해서 단말을 찾아낸다. 즉, 페이징 메시지는 통신망(TAC)내 에서 단말기를 찾기 위해 네트워크가 주기적으로 방송하는 메시지인 것이다. 추가로 페이징 메시지는 컨트롤 메시지에 속하는데 통신 과정에서 제어, 관리를 목적으로 하기 때문이다. (중요!)

 

이 신호를 들은 Phone B는 페이징 메시지 요청을 받고 네트워크에 연결되고 Phone A와 전화가 가능하게 된다.

 

결국 페이징 메시지는 TAC을 이용해서 Phone B를 손쉽게 찾을 수 있다.

 

3. NSA? SA?

위의 내용을 종합해서 NSA, SA 네트워크를 판단하는 법을 알아보자.

영상 속 SA, NSA 설명 그림

 

위 그림에서 오른쪽은 gNB가 SIB1이 TAC을 포함하는 신호를 보내고 있지만 왼쪽은 그렇지 않다.

 

두 그림 중 어느 쪽이 SA 네트워크일까?

 

답은 오른쪽 그림이다. 

 

2번에서 페이징 메시지는 컨트롤 메시지라고 했다. 이 페이징 메시지는 TAC을 이용한다고 했으며 오른쪽 그림만 SIB1이 TAC을 포함하고 있다.  

 

gNB가 TAC을 포함한 신호를 보낸다는 것은 페이징 메시지를 사용한다는 뜻이며 따라서 gNB가 직접 통신을 컨트롤한다는 것으로 이해할 수 있다. 즉, Core와 RAN 모두 5G용인 SA 네트워크라는 뜻이다!

 

설명이 길어졌지만 요약을 하면 다음과 같다.

 

1. gNB가 페이징 메시지를 위한 TAC을 SIB1에 포함하고 있으면 SA이다.

2. 1번이 아니면 NSA이다.

 

사실 이번 포스팅을 하면서 나는 휴대폰으로 유저가 직접 단말로 확인할 수 있을 줄 알았다. 아쉽게도 아니였지만 그래도 배운게 있어서 보람차다!

 

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원작자의 동의를 받고 출처를 밝히며 적습니다.

 

출처

https://www.youtube.com/watch?v=XwJsiYvOpHo&list=PLdjcO8otM2M-uJRGgmv3rHRqMInwHRwMd&index=26