Cloud RAN 아키텍처 및 가상화 개념

5G와 차세대 네트워크 시대에서 Cloud RAN(C-RAN)은 기존의 RAN 구조를 혁신적으로 변화시키는 기술로 주목받고 있다. 기존의 RAN이 물리적 하드웨어에 기반했다면, Cloud RAN은 가상화된 환경에서 vDU(가상화된 Distributed Unit)와 vCU(가상화된 Central Unit)를 실행하는 것이 특징이다.

오늘은 Cloud RAN의 개념, 기존 RAN과의 차이점, 주요 기술 요소 및 이를 활용한 네트워크 최적화 방법을 정리해 보겠다.

📍 Cloud RAN이란?

Cloud RAN(C-RAN)은 전통적인 기지국(Baseband Unit, BBU) 아키텍처를 가상화하여 클라우드 환경에서 실행하는 방식이다. 이는 기존 RAN(D-RAN, Distributed RAN)과 비교하여 여러 가지 차별점을 가진다.

1️⃣ 기존 RAN(D-RAN: Distributed RAN) 구조

• 전통적인 RAN에서는 **BBU(Baseband Unit)와 RRU(Remote Radio Unit)**가 하나의 물리적인 장비에 포함되어 있음.
• 각 기지국마다 개별적으로 BBU를 운영해야 하므로, 네트워크 확장이 필요할 때 유지보수 비용과 리소스 활용이 비효율적임.

2️⃣ Cloud RAN (C-RAN) 구조

• BBU를 중앙 집중화하여 가상화된 데이터센터 또는 클라우드 환경에서 실행
• 기존 BBU가 vCU(가상화된 Central Unit)와 vDU(가상화된 Distributed Unit)로 분리됨.
  • vDU: 기지국 근처에서 PHY(물리 계층) 처리를 담당.
  • vCU: MAC/RLC 계층을 처리하며, 데이터센터에서 실행 가능.

이러한 구조 덕분에 Cloud RAN은 네트워크의 유연성과 확장성을 극대화할 수 있다.

3️⃣ Open RAN (O-RAN) 구조

• O-RAN(Open RAN)은 기존 RAN과 다르게 개방형 표준을 적용하여 벤더 독립적인 네트워크 구축이 가능
• RU(Radio Unit), DU(Distributed Unit), CU(Centralized Unit)가 분리되어 유연한 네트워크 운영이 가능
  • RU: 기지국 안테나 역할 수행, 신호 송수신 담당
  • DU: PHY(물리 계층) 처리를 담당하며, RU와 가까운 위치에 배치
  • CU: MAC/RLC 계층을 처리하며, 데이터센터에서 실행 가능
• 서로 다른 제조사의 장비 간 호환성을 높여 네트워크 비용 절감 및 유연한 확장 가능

4️⃣ vRAN (Virtualized RAN) 구조

• vRAN(Virtualized RAN)은 기존 RAN을 가상화하여 소프트웨어 중심의 운영이 가능하도록 한 구조
• 클라우드 및 가상화 기술을 활용하여 하드웨어 종속성을 줄이고, 유연한 확장 가능
• SDN/NFV(Network Function Virtualization) 기술을 적용하여 중앙에서 관리 가능

 

 

📌 Cloud RAN vs. 기존 RAN vs. Open RAN vs. vRAN 비교

항목	기존 RAN (D-RAN)	Cloud RAN (C-RAN)	Open RAN (O-RAN)	Virtualized RAN (vRAN)
구조	각 기지국에 개별 BBU 존재	BBU가 vCU/vDU로 분리되어 중앙 집중화	RU/DU/CU를 분리하여 개방형 아키텍처 적용	기존 RAN을 가상화하여 SW 기반 운영
확장성	기지국 증설이 필요함	클라우드 기반으로 유연한 확장 가능	다양한 벤더 장비와 호환 가능	클라우드 및 가상화 인프라와 연동 가능
자원 활용	개별 기지국에서만 리소스 활용	네트워크 자원을 동적으로 할당 가능	분산된 환경에서도 최적화 가능	소프트웨어 정의 네트워크 활용 가능
유지보수 비용	기지국별 유지보수 필요	중앙에서 관리 가능하여 비용 절감	벤더 독립적인 관리 가능	클라우드 기반으로 유지보수 용이
서비스 유연성	고정된 물리적 구조	Network Slicing 등 맞춤형 서비스 가능	AI 기반 네트워크 최적화 가능	AI/ML 기반 네트워크 자동화 가능

 

📍 Cloud RAN의 주요 이점

✔ 비용 절감 (Cost Efficiency)

• 개별 기지국마다 BBU를 유지할 필요 없이, 클라우드에서 중앙 집중식으로 운영 

✔ 유연한 네트워크 확장성 (Scalability)

• 트래픽이 증가할 때, 물리적인 기지국 증설 없이 클라우드에서 처리 용량을 쉽게 확장 가능

✔ 자원 최적화 (Resource Optimization)

• 기존 RAN에서는 트래픽이 적은 지역에서도 모든 기지국이 활성화되어 있어 리소스 낭비 발생
• Cloud RAN에서는 가상화된 자원을 동적으로 배분 가능하여 최적의 네트워크 운영 가능

✔ 미래 6G 및 Open RAN(O-RAN)과의 연계 가능성

• 개방형 인터페이스를 활용하는 Open RAN(O-RAN)과 호환 가능하며, 향후 6G 네트워크로의 진화가 용이

 

📌 Cloud RAN 기술과 연계된 핵심 요소

✔ Kubernetes, Docker 등 클라우드 기술 활용

• Cloud RAN은 Kubernetes를 활용하여 vDU/vCU를 배포 및 관리
• Docker 컨테이너화를 통해 네트워크 기능을 실행 → 높은 확장성과 관리 용이성 제공

✔ 5G Core와 Cloud RAN의 연동 방식

• 5G Core(Network Core)와 Cloud RAN은 SDN/NFV(Network Function Virtualization) 기술을 활용하여 연동
• 가상 네트워크 기능(VNF)을 통해 트래픽을 동적으로 조정하고 최적화 가능
• MEC(Multi-access Edge Computing)과 연계하여 초저지연(ultra-low latency) 요구를 충족할 수 있음

 

🏁 결론: Cloud RAN의 핵심 요점 정리

📌 Cloud RAN은 기존 RAN과 달리 BBU를 중앙 집중화하고 가상화하여 네트워크 효율성을 극대화하는 구조

📌 vDU와 vCU를 활용하여 트래픽을 동적으로 처리하며, 클라우드 환경에서 Kubernetes 및 Docker를 이용하여 배포 가능

📌 5G 및 미래 네트워크(6G)에서 필수적인 요소로, O-RAN(Open RAN)과 함께 발전할 가능성이 높음

📌 Cloud RAN은 Network Slicing, AI 기반 최적화, 5G Core 연동을 통해 차세대 네트워크의 핵심 기술로 자리잡고 있음 

📌 참고 자료

• C-RAN vs. Cloud RAN vs. vRAN vs. O-RAN - Telco Cloud Bridge