소프트웨어 정의 모바일 네트워크

소프트웨어 정의 모바일 네트워킹(SDMN)은 모든 프로토콜 특정 기능이 소프트웨어에서 구현되는 모바일 네트워크 설계에 대한 접근법으로, 코어 네트워크와 무선 액세스 네트워크(LAN) 양쪽에서 일반 하드웨어 및 일반 하드웨어와 소프트웨어의 사용을 극대화한다.

역사

20세기를 거치면서 통신 기술은 하드웨어 개발에 의해 추진되었고, 대부분의 기능이 특수 목적 장비에서 구현되었다. 2000년대 초반에는 일반적으로 이용 가능한 CPU가 상업용 소프트웨어 정의 라디오(SDR) 기술과 소프트스위치를 가능하게 할 정도로 저렴해졌다. SDMN은 이러한 추세를 이동 통신망 설계로 확장하여 거의 모든 네트워크 기능을 소프트웨어로 이동시킨다.

소프트웨어 정의 모바일 네트워크라는 용어는 라임 마이크로시스템스와^[1][2] 핀란드 오울루 대학교 연구진이 독자적으로 사용한 2014년 초 공공 문헌에 처음 등장했다.^[3]

하드웨어 기반 모바일 네트워크의 제한 사항

특수 목적 하드웨어 기반의 이동 통신망은 다음과 같은 제한에 시달린다.

• 그들은 개량을 위한 제한된 규정을 가지고 있으며, 일반적으로 새로운 표준이 도입될 때 완전히 대체되어야 한다.
• 하드웨어 구현에 의해 구성요소의 용량이 고정되기 때문에 개별 구성요소는 성능과 용량 면에서 확장성이 없다.
• 전문화된 장비와 그 관련 전문 소프트웨어에는 이통사 직원을 위한 벤더별 교육이 필요하다.
• 전문화된 하드웨어 시스템은 보통 단일 벤더에 의해 지원되고 서비스되므로 벤더에 종속된다.

SDMN 설계의 특성

Use of software-defined radio

SDR is an important element of SDMN, because it replaces protocol-specific radio hardware with protocol-agnostic digital transceivers. While many earlier digital radio systems used field-programmable gate arrays (FPGAs) or special-purposed digital signal processors (DSPs) for calculations on baseband radio waveforms, the SDMN approach moves all of the baseband processing into general-purpose CPUs. SDMN radio systems also use hardware with publicly-documented interfaces that is designed to be readily reproducible by multiple manufacturers.

Commodity components

SDMN designs avoid the use of components that are specialized as to their functions or that are available from only a single vendor. This is true of both the hardware and software elements of the network.

Software switching and transcoding

The telephony switches of SDMN networks are software-based, including software transcoding for speech codecs.

Centralized, distributed, or hybrid?

A new SDN architecture for wireless distribution systems (WDSs) is explored that eliminates the need for multi-hop flooding of route information and therefore enables WDNs to easily expand.^[4] The key idea is to split network control and data forwarding by using two separate frequency bands. The forwarding nodes and the SDN controller exchange link-state information and other network control signaling in one of the bands, while actual data forwarding takes place in the other band.

Advantages of SDMN

The SDMN approach has many advantages over hardware-based mobile network designs.

• Because SDMN hardware is protocol-agnostic, upgrades are software-only, even across technology generations. In the radio network, these changes can even be made on a site-by-site basis.
• Because SDMN hardware is designed to be easily sourced and reproduced:
  • SDMN equipment can be serviced by a wider range of vendors, lowering maintenance costs.
  • SDMN equipment can be manufactured anywhere in the world, lowering production costs.
• SDMN 소프트웨어는 일반 운영 체제와 개발 도구에 기반하기 때문에:
  • 지원 인력은 이미 기본 소프트웨어 시스템에 익숙하기 때문에 더 빨리 교육을 받을 수 있다.
  • SDMN의 많은 측면은 상품 운영 체제에서 이미 사용할 수 있기 때문에 기존의 도구로 모니터링하고 관리할 수 있다.
• SDMN 네트워크 컴포넌트는 범용 컴퓨터에서 실행되기 때문에 네트워크 컴포넌트는 컴퓨팅 파워를 더하여 용량을 확장할 수 있다.

참조