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최근 셀룰러 네트워크는 전용 하드웨어 중심의 폐쇄적 구조에서 벗어나, 가상화와 개방형 표준 기반의 O-RAN Alliance 중심 아키텍처로 빠르게 진화하고 있다. 이러한 진화를 바탕으로 차세대(6G) 셀룰러 시스템은 실감형 확장현실, 모바일 홀로그램, 디지털 트윈과 같은 고도화된 모바일 서비스를 지원하는 핵심 네트워크 인프라로서 중요한 역할을 수행할 것으로 기대된다. 그러나 이러한 서비스를 안정적으로 제공하기 위해 요구되는 네트워크 성능을 보장하는 문제는 여전히 해결해야 할 기술적 과제로 남아 있다.
고도화된 서비스는 고품질 3D 비디오 렌더링, AI/ML 추론, 대규모 언어 모델(LLM) 실행과 같은 고강도 연산의 실시간 처리를 요구한다. 이러한 연산은 제한된 연산 능력을 가진 모바일 단말에서 직접 수행하기 어렵기 때문에, 아래 그림과 같이 모바일 단말이 클라우드 서버로 연산을 요청하고 결과를 응답으로 돌려받는 연산 오프로딩이 필수적이다. 연산 오프로딩은 단말의 연산 능력 한계를 해결할 수 있는 효과적인 방법이지만, 동시에 셀룰러 네트워크가 실시간 오프로딩을 위해 요청·응답 메시지를 신속히 전달할 수 있는 성능을 보장해야 하는 과제를 야기한다.
문제는 서비스 애플리케이션이 단일 기능을 제공하던 전통적인 모놀리식(monolithic) 구조에서, 서비스 고도화에 따라 세분화된 다수의 기능을 독립적으로 제공하는 마이크로서비스(microservice) 구조로 전환되고 있다는 점이다. 이러한 구조에서 모바일 단말은 필요한 마이크로서비스를 선택적으로 호출하고 서버는 해당 처리 결과를 반환한다. 중요한 점은 각 마이크로서비스가 서로 다른 연산 파이프라인과 데이터 특성을 가지므로 요구되는 네트워크 성능 또한 달라진다는 것이다. 따라서 요청되는 마이크로서비스에 따라 필요한 네트워크 성능이 동적으로 변화하며, 셀룰러 시스템은 이에 적응적으로 성능을 보장할 수 있어야 한다. 그러나 네트워크 성능을 고정적으로 제공하는 전통적인 셀룰러 시스템은 이러한 요구 성능 변화에 효과적으로 대응하는 데 근본적인 한계를 가진다.
이러한 한계를 해결하기 위해, 애플리케이션의 동적 요구 성능을 실시간으로 반영할 수 있는 새로운 논리적 네트워크 구조를 연구한다. 이러한 구조는 마이크로서비스 특성을 반영하여 요구 성능을 해석하고, 이를 만족하도록 네트워크 자원을 동적으로 제어한다. 더 나아가, 이러한 구조를 실현하기 위해 AI-RAN/O-RAN 기반 네트워킹 제어 프레임워크, 네트워크–컴퓨팅 융합 오케스트레이션, 응용-인지 기반 자원 할당 및 스케줄링, 지연보장형 애플리케이션/전송 프로토콜 등의 6G 성능보장형 네트워킹 기술을 연구한다. 아래 그림은 성능 보장형 네트워킹 기술 개발을 위한 연구 범위를 간략하게 보여준다.
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