5. 5G SA architecture (2)

이전 시간에 5G SA의 Non-roaming Architecture에 대해서 살펴 보았다. 이번엔 Roaming 시에 5G SA의 Architecture가 어떻게 되는지 알아보자. (저번 주는 같이 통신 공부하는 친구와 함께 합의하여 진행하지 않았다는 건 안 비밀)

 

이번 포스팅 역시 3GPP 문서를 바탕으로 작성해보겠다.

 

1. 로밍이란

Roaming은 국내 통신망 영역을 벗어나 해외에서 데이터를 사용하는 것을 뜻한다. (다들 로밍하면 e-sim칩 사고 하죠?) 이렇게 로밍을 하게되면 방문한 국가에서 데이터 처리를 끝내는 LBO(Local Breakout) 방식과 HR(Home routed) 방식이 있음. 큰 가지로 보면 로밍 시 트래픽을 어떻게 처리하느냐에 따라서 나눠지는데, 우선 LBO 방식 부터 알아보자.

 

2. LBO 방식 (Local Breakout)

아래 사진은 LBO 방식의 구조도이다. 이때 HPLMN은 가입자의 스마트폰 SIM카드가 원래 등록되어 있는 본국(Home)의 통신사 네트워크이다. 그렇다면 VPLMN은 자연스럽게 해외 즉, 방문국의 통신사 네트워크를 뜻한다.

 

현재 키텍처의 좌우 점선은 국가 경계를 의미하며, 상하 버스선을 기준으로 위쪽은 Control Plane(제어 평면), 아래쪽은 User Plane(사용자 평면)으로 구분됨

VPLMN의 User Plane 쪽을 보면 UE,RAN, UPF, DN이 있는 것을 확인할 수 있다. 즉 데이터 처리를 Local에서 Breakout(탈출)시킨다는 것을 확인할 수 있다. 방문국에서 데이터 처리 자체를 진행하기 때문에 본국을 거치지 않게 되며 로밍 중 데이터 지연시간이 짧다는 장점이 있다.

 

Control Plane 쪽을 살펴보자. 내 이전 포스팅들을 봐왔다면 Control Plane은 사용자 인증, DB 조회, 보안과 같은 것을 기본적으로 알텐데 여기서도 동일하게 적용된다. 로밍하는 가입자가 진짜 로밍 요금제를 가입했는지? 로밍하면서 쓴 데이터 양은 얼마나 되는지? 와 같은 정보들을 다루고 제어한다.

추가로,  점선 N32 인터페이스를 기반으로 vSEPP와 hSEPP가 연결되어 있는 것을 볼 수 있는데, SEPP는 보안 관문이라고 생각하면 된다. 서로 다른 국가의 통신망이 연결하기 위해 제어 신호가 SEPP를 통과하여 암호화 되고 해킹 위험을 줄이게 된다.

5G Romaing System LBO Architecture

 

요약해보면 LBO 방식은 본국을 거치지 않고 방문국의 통신사를 통해 현지 인터넷을 사용한다! 라고 생각하면 될 것 같다.

 

 

*HPLMN = Home Public Land Mobile Network

*VPLMN = Visited Public Land Mobile Network

*HSEPP = Home Secure Edge Protection Proxy

*vSEPP = Visited Secure Edge Protection Proxy

3. HR 방식 (Home Routed)

다음은 본국 통신사를 통해 로밍 데이터를 지원받는 HR 방식에 대해서 알아보자.

가장 결정적인 차이는 하단 User Plane의 트래픽 경로에서 찾아볼 수 있다. 

기존 LBO 방식은 VPLMN에 UE - RAN - UPF - DN으로 끝났지만, HR 방식은 N9 인터페이스가 추가되엇 VPLMN과 HPLMN이 연결되고 본국의 UPF - DN까지 연결되는 것을 확인할 수 있다.

 

국가 경계 점선을 넘어 HPLMN의 H-UPF까지 데이터 트래픽을 가져와서 본국 인터넷망을 통해 데이터를 처리한다. LBO 방식 대비 지연 시간이 길어지고 핑이 튀는 현상이 발생하는 것이 특징이다 라고 말해야하지만 요즘은 통신사들 로밍 요금제 써보면 굉장히 잘 되는 것을 알 수 있다!!!!!

 

구조적으로 느린 것이 맞지만, 통신사들끼리 해저 광케이블, CDN 인프라 연계, 코어 가상화 & 최적화와 같은 기술들로 지연 시간들을 극복해냈다고 한다. 라고 제미나이가 말하네요.. 

5G Romaing System HR Architecture

 

이렇게 오늘 로밍 아키텍쳐에 대해서 공부해봤다. 기존의 Non-Roaming이랑 약간 다르지만 Core나 User Plane 쪽의 요인을 비슷비슷한 것 같다고 느꼈다. 다음엔 통신사 로밍 요금제나 써볼까..