이 문서에서는 Spectrum Access System (SAS)의 기능과 아키텍처, 다른 네트워크 구성요소와의 작동 방식을 포함하여 자세한 개요를 제공합니다.
무선 기술은 지난 수십 년간 상당히 성장했습니다. 전 세계적으로 수십억 대의 기기가 모바일 네트워크에 연결되어 있는 가운데, 더 빠르고 향상된 인터넷 액세스에 대한 수요가 점점 증가하고 있습니다. 이러한 증가하는 수요에 맞추기 위해 서비스 제공업체는 무선 인프라를 개선하기 위해 상당한 투자를 하고 있으며 더 많은 무선 스펙트럼에 액세스하기 위해 노력하고 있습니다.
라이선스가 부여된 무선 스펙트럼의 대부분은 이미 할당되어 있으므로, 미국 연방 통신위원회(FCC)와 미국 국립 통신정보청(NTIA)은 상용 무선 광대역 인터넷 서비스에 재사용할 수 있는 시민 광대역 라디오 서비스(CBRS) 스펙트럼 대역(3550~3700MHz)을 공동으로 지정했습니다.
CBRS의 상업적 사용을 위해 FCC는 Wireless Innovation Forum(WInnForum)에서 표준으로 개발한 96항 규정을 정의했습니다. 이러한 표준, 프로세스, 절차를 통해 연방 사용자와 비연방 사용자 간에 CBRS 스펙트럼을 공유할 때 다른 사용자의 서비스를 방해하지 않을 수 있습니다. 예를 들어 정부 레이더 시스템이 특정 시간에 채널을 사용하지 않는 경우 해당 스펙트럼을 상업용으로 사용할 수 있습니다.
이동통신사와 고정 무선 네트워크 회사는 CBRS 스펙트럼을 사용하여 자체 비공개 네트워크를 구축합니다. 이 네트워크를 구축하려면 다음 작업을 할 수 있는 서비스가 필요합니다.
- 비용 효율적인 네트워크 계획, 배포, 관리
- 저렴한 네트워크를 배포하여 액세스 권한을 도매로 판매
- 호스트 네트워크에서 CBRS 스펙트럼으로 데이터 트래픽을 오프로드하여 비용 관리
- 네트워크 공존과 같은 문제에 대한 알고리즘식 해결 방법 찾기
- 사용자 우선순위 규칙을 사용하여 네트워크 공유
- 기존 이동성 네트워크의 용량 증가
Google은 FCC 인증 SAS 관리자이며 CBRS WInnForum 사양 및 OnGo Alliance의 주요 참여자 중 하나입니다. Google은 이러한 네트워크 운영자가 더 나은 무선 인터넷을 제공하는 CBRS 생태계를 만드는 데 도움이 되는 클라우드 기반 제품 및 서비스 모음을 개발했습니다. 공유 스펙트럼 공간의 다양한 Google 제품 및 서비스에 관한 자세한 내용은 스펙트럼 공유를 참고하세요.
CBRS 대역은 주파수 대역이 3,550MHz~3,700MHz인 공유 무선 스펙트럼입니다. FCC는 우선순위에 따라 세 가지 CBRS 사용자 등급을 정의했습니다.
Tier 1 기존 사용자.
해군 항공모함, 고정 위성 방송국과 같은 우선순위가 높은 사용자
계층 2 우선 이용 라이선스 소유자 (PAL) 사용자
기존 사용자를 방해하지 않고 기존 사용자의 방해를 허용하는 라이선스 사용자
Tier 3 일반 승인 액세스 (GAA) 사용자
Tier-1 및 Tier-2 사용자를 방해하지 않는 한 CBRS 대역을 사용할 권한이 있는 일반 사용자입니다.
시민 광대역 무선 서비스 기기 (CBSD)는 진화된 NodeB (eNodeB)와 같이 시민 광대역 무선 서비스 (CBRS) 스펙트럼에서 작동하는 송신기 기기입니다.
Spectrum Access System (SAS)의 기본 기능은 CBSD의 스펙트럼 액세스를 제어하는 것입니다. CBSD는 SAS의 승인을 받은 후에만 전송합니다. 이 제어 기능은 우선순위가 낮은 CBRS 기기의 채널 또는 전송 전력과 같은 운영 매개변수를 제어하여 우선순위가 높은 CBRS 사용자를 보호합니다.
CBSD는 WInnForum에서 정의한 표준 프로토콜을 사용하여 SAS와의 모든 필수 통신을 시작합니다. 그런 다음 SAS는 이러한 CBSD에 단기 스펙트럼 임대를 제공하여 공유 스펙트럼 리소스를 놓고 경쟁하는 여러 이질적인 시스템 간의 공존을 용이하게 하는 복잡성을 추상화합니다.
Google SAS 기능
Google SAS는 네트워크 운영자가 CBRS 대역에서 무선 통신을 관리하는 데 도움이 되는 클라우드 서비스입니다. 네트워크 운영자는 Google SAS를 사용하여 다음 작업을 할 수 있습니다.
- CBRS 기기를 등록합니다.
- 통합된 지도 뷰로 기기 상태를 모니터링합니다.
- 여러 사용자에 대해 네트워크에 대한 관리를 위임하고 액세스를 제어합니다.
- CBSD에 가장 적합한 채널을 선택합니다.
- 동적 보호 영역을 오버레이로 표시합니다.
- 가져오기 템플릿을 사용하여 여러 CBSD 구성을 업데이트하고 서명합니다.
- 지도에서 고객 온프레미스 장비 (CPE) 및 기지국 연결을 시각화합니다.
- CBSD 간의 간섭을 해결합니다.
- CBSD를 지원 중단하거나 이동합니다.
- 지난 30일 동안의 CBSD 기기 기록을 확인합니다.
- SAS 포털에서 결제 설정을 확인하여 더 투명하게 관리하세요.
- SAS 포털에서 네트워크 배포별로 CBSD를 구성합니다.
Google SAS에서 제공하는 기능은 다음과 같습니다.
네트워크에 최적화된 CBSD 배포를 만듭니다.
배포는 SAS Portal에서 CBSD를 구성하는 방법입니다. 고유한 사용자 ID가 있으며 SAS 계정과 연결됩니다. 또한 배포 상태를 모니터링하고, 네트워크 액세스를 관리할 사용자를 만들고, 지원 리소스에 액세스할 수 있습니다. 자세한 내용은 SAS 포털 시작하기를 참고하세요.
히트맵을 사용하여 스펙트럼 사용 가능 여부 확인하기
SAS 포털은 Google 지도 인터페이스를 사용하여 미국 전역의 동적 보호 구역 (DPA) 이웃 경계와 CBRS 스펙트럼 사용 가능 여부 히트맵을 제공합니다. 히트맵을 사용하면 CBSD를 배포하기 전에 특정 지역에서 사용할 수 있는 채널 수를 파악할 수 있습니다. 스펙트럼 히트맵에 관한 자세한 내용은 CBRS 스펙트럼 가용성 이해를 참고하세요.
채널 가이드를 기반으로 채널 계획을 선택합니다.
SAS 포털은 CBRS 스펙트럼을 극대화하고 간섭을 관리하는 데 도움이 되는 채널 안내를 제공합니다. SAS 포털에서 CBRS 네트워크에 가장 적합한 채널 계획을 검토하고 구현할 수 있습니다. 채널 계획은 다른 CBSD와의 간섭을 최소화하도록 최적화됩니다. 채널, 채널 마스크, 채널 계획에 관한 자세한 내용은 네트워크 간섭 관리를 참고하세요.
엔드 투 엔드 CBSD 워크플로를 관리합니다.
SAS는 등록, 스펙트럼 문의, 부여 요청, 하트비트 요청, 등록 취소 등 CBSD의 전체 수명 주기를 지원합니다. 자세한 내용은 CBSD 정보를 참고하세요.
DPA 활성화 및 속삭임 영역의 영향을 최소화합니다.
자세한 내용은 CBSD 운영자 권장사항을 참고하세요.
실시간 모니터링 대시보드를 사용하여 네트워크 상태 분석
SAS 포털은 각 CBSD의 현재 부여 상태, 마지막 하트비트, 부여 내역을 실시간으로 제공합니다. 또한 현지 활동 중에 정지된 보조금을 추적하기 위해 DPA 이동 목록에 관한 실시간 데이터를 제공합니다.
GAA 사용자 간섭으로부터 PAL 운영자 보호
PAL 채널 할당 및 간섭 보호에 대한 자세한 내용은 우선순위 액세스 라이선스 관리를 참고하세요.
조직의 요구사항에 따라 결제 요금제를 선택합니다.
SAS에서 사용할 수 있는 다양한 결제 옵션에 관한 자세한 내용은 SAS 결제를 참고하세요.
SAS 사용의 이점
채널화
SAS는 스펙트럼 문의 요청을 자동으로 10MHz 채널로 분할합니다. 채널 간에 상황이 크게 다를 수 있으므로 요청을 분할하면 CBSD에 최대한 많은 정보를 제공할 수 있습니다.
비용 절감
SAS는 필요에 따라 네트워크 용량 또는 노출 범위를 할당합니다. 이를 통해 운영 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
maxEirp매개변수는 승인된 최대 EIRP를 결정합니다.스펙트럼 문의 응답의
maxEirp매개변수는 즉시 전송하도록 승인될 수 있는 유효 등방성 방사 전력 (EIRP)의 최적 추정치입니다. CBSD가 10MHz를 초과하는 부여를 요청하는 경우 승인된 최대 EIRP는 해당 범위 내의 모든 채널 중 가장 낮은 값입니다. 지정된 EIRP가 포함된 부여가 SAS에서 승인되지 않은 경우 DPA 활성화 때문일 수 있습니다.
Google SAS 서비스 아키텍처
공유 스펙트럼 네트워크는 특정 인터페이스를 사용하여 상호작용하는 다양한 네트워크 요소로 구성됩니다. SAS는 네트워크의 핵심 서비스이며 공유 스펙트럼 범위에서 동적 주파수 할당을 담당합니다.
SAS 핵심 서비스
위 다이어그램에 표시된 것처럼 SAS는 다음 세 가지 주요 구성요소로 구성됩니다.
Google SAS 포털
SAS에 연결된 CBSD를 관리하는 포털 UI 및 포털 API가 포함됩니다.
SAS 백엔드 (SAS BE)
SAS에서 제공하는 모든 서비스가 포함됩니다.
SAS 데이터베이스 (DB)
SAS에 등록된 모든 CBSD와 CBSD를 관리하는 데 필요한 정보를 저장하는 DB가 포함됩니다. 이 정보에는 현재 활성 상태이며 보호된 지점 또는 영역의 간섭을 집계하는 부여에 관한 세부정보가 포함됩니다. 또한 다른 SAS에서 수집한 CBSD가 있는 위치 및 보호된 지점 또는 지역의 정보도 저장합니다.
이 세 가지 SAS 모듈은 서로 및 다른 네트워크 요소와 상호작용하여 네트워크 운영자에게 CBRS 네트워크를 관리하는 데 필요한 모든 도구와 프로세스를 제공합니다.
CBSD 송신기
CBSD 송신기는 소유자, 위치, 전송 특성 등의 정보가 포함된 등록 요청을 SAS에 전송합니다.
SAS에서 등록 요청을 승인하면 CBSD는 다음과 같은 여러 작업을 실행할 수 있습니다.
- 스펙트럼 부여 요청
- 스펙트럼 문의
- 상태 점검 제공
- 권한 부여 포기
- 등록 취소
CBSD는 여러 SAS에 등록할 수 있지만 여러 SAS의 활성 상태 부여를 동시에 받을 수는 없습니다. 중복된 활성 상태의 부여가 없도록 하려면 매일 SAS-SAS 동기화가 필요합니다. 이 유형의 동기화에서 SAS는 네트워크의 다른 SAS와 통신하여 SAS 간에 대역폭 할당의 일관성을 보장합니다. SAS-SAS 동기화가 발생하면 SAS에 알려진 모든 CBSD 및 보호된 지점 영역이 네트워크의 다른 SAS와 공유됩니다. 이 페이지의 뒷부분에서 CBSD가 SAS와 통신하는 방법을 자세히 알아보세요.
환경 감지 기능 기기
FCC는 사용자 우선순위에 따라 스펙트럼 공유에 관한 엄격한 가이드라인과 규정을 제공했습니다. 이 가이드라인을 따르면 우선순위가 높은 사용자 전송이 우선순위가 낮은 사용자의 간섭을 받지 않습니다. 환경 감지 기능 (ESC) 기기는 FCC 규칙을 시행하고 SAS가 기존 사용자 및 기타 우선순위 사용자에게 방해를 주지 않고 스펙트럼 할당을 관리할 수 있도록 합니다.
ESC는 DPA가 활성화되었을 때 이를 감지하기 위해 미국 해안을 따라 배치됩니다. DPA는 기존 사용자가 CBRS 스펙트럼에서 전송할 때 일반적으로 활성화되는 제외 구역입니다. SAS는 각 DPA 이웃에 대한 CBSD 목록을 유지합니다. ESC는 특정 채널에서 DPA 활성화를 감지하면 이 정보를 SAS로 전송합니다. 그러면 SAS는 간섭이 없도록 해당 채널의 DPA 근처에 있는 CBSD에 대한 부여를 정지합니다.
SAS 작동 방식
SAS의 기본 기능은 CBRS 대역에서 전송하는 CBSD의 무선 통신을 승인하고 관리하는 것입니다. 따라서 CBSD는 SAS와 통신하여 전송을 시작할 수 있어야 합니다. WInnForum에서는 이러한 통신을 지원하기 위한 표준 및 프로토콜을 정의했습니다. SAS는 CBSD-SAS 인터페이스의 SAS-CBSD API 기술 사양을 구현합니다. 이 인터페이스는 전송 계층 보안 (HTTPS)을 통한 HTTP 프로토콜을 기반으로 합니다.
CBSD-SAS 인터페이스
CBSD는 다음과 같은 방식으로 SAS와의 통신을 시작해야 합니다.
- CBSD는 SAS에 등록 요청을 전송하여 운영 의도를 나타냅니다. 등록에 성공하면 SAS에서 CBSD가 FCC 인증을 받았으며 전송을 위한 스펙트럼 부여를 받을 권한이 있음을 확인했다는 의미입니다.
- 등록이 완료되면 CBSD는 스펙트럼 부여를 요청할 수 있습니다.
- SAS는 CBSD에 채널과 전력 수준을 할당합니다. 이 채널은 고유한 지원 식별자로 식별됩니다. CBSD는 하트비트 요청을 전송한 후에만 할당된 부여에서 전송을 시작할 수 있습니다.
- CBSD는 하트비트 요청에 대한 긍정적인 응답을 수신하면 전송을 시작할 수 있습니다.
- CBSD는 여러 스펙트럼 채널에서 여러 부문을 요청하고 더 이상 필요하지 않은 부문을 포기할 수 있습니다.
다음 다이어그램은 엔드 투 엔드 CBSD 워크플로를 보여줍니다.
SAS는 CBSD-SAS 인터페이스용으로 SAS-CBSD API에 정의된 6가지 메서드를 구현했습니다.
다음 하위 섹션에서는 이러한 메서드를 설명합니다.
등록
CBSD는 SAS에 등록해야 합니다. 등록 프로세스 중에 각 CBSD는 고정 위치, 고유 식별자, 그룹 멤버십, 무선 관련 기능과 같은 설치 정보를 SAS 포털로 전송합니다.
등록에 성공하면 SAS는 해당 CBSD의 고유 식별자를 다시 전송합니다. SAS가 등록 요청을 거부하면 오류 메시지로 응답합니다. 그런 다음 CBSD는 오류를 수정하고 등록 요청을 다시 전송해야 합니다. 등록에 관한 자세한 내용은 CBSD 등록을 참고하세요.
스펙트럼 문의
스펙트럼 문의는 등록된 CBSD가 SAS를 통해 시작하여 위치 및 설치 특성에서 사용 가능한 스펙트럼을 문의할 수 있는 선택적 절차입니다. SAS는 CBSD에 사용할 수 있는 주파수에 관한 세부정보와 CBSD가 주파수 범위를 선택하는 데 도움이 되는 추가 정보를 포함하여 응답합니다. 스펙트럼 문의에 관한 자세한 내용은 CBSD 스펙트럼 사용 가능 여부를 참고하세요.
권한 부여 요청
CBSD는 사용하기 위해 스펙트럼의 일부를 예약하기 위한 지원금을 요청합니다. 부여 요청은 CBSD 기능, 현재 작업, 구성에 따라 달라지는 여러 운영 매개변수로 구성됩니다.
승인되면 SAS는 부여 ID 및 기타 매개변수(예: 부여 만료 간격, 하트비트 간격, 채널 유형)를 사용하여 응답합니다. 승인이 되면 SAS는 요청하는 CBSD에 대해 예약을 합니다. 그러나 CBSD는 아직 부여된 권한을 사용하여 전송할 권한이 없습니다. 자세한 내용은 지원금 요청 방법 자세히 알아보기를 참고하세요.
하트비트 요청
CBSD는 전송 승인을 받기 위해 승인된 각 부여에 대해 주기적으로 하트비트 요청을 전송합니다. 자세한 내용은 하트비트 요청 자세히 알아보기를 참고하세요.
권한 부여 포기
CBSD가 더 이상 부여를 사용하지 않으려는 경우 부여를 포기합니다. 자세한 내용은 자금 지원을 포기하는 방법 자세히 알아보기를 참고하세요.
등록 취소
CBSD가 지원 중단되거나 이동하면 SAS에서 등록이 취소됩니다. 자세한 내용은 등록 취소에 대해 자세히 알아보기를 참고하세요.
SAS-SAS 인터페이스
SAS-SAS 인터페이스는 Google SAS를 다른 SAS 운영자와 동기화합니다. 이 인터페이스를 사용하여 SAS는 다른 SAS 관리자에게 모든 관련 영구 저장소 변경사항을 공유합니다. 또한 다른 SAS 관리자의 변경사항을 수신하고 처리합니다.
SAS-SAS 인터페이스를 사용하면 다음 데이터를 교환할 수 있습니다.
- 등록 데이터 교환
- SAS에서 발급한 모든 부여 교환
- 등록 및 부여 상태의 모든 변경사항 교환
- FCC 및 WInnForum 데이터베이스에서 수신한 규제 입력 교환
SAS는 SAS 간의 조정된 주기적 활동 (CPAS)을 사용하여 피어 SAS와의 통신을 용이하게 합니다. CPAS는 네트워크의 모든 SAS에서 정보를 교환하기 위해 실행하는 일일 프로세스입니다. Google은 WinnForum의 WINNF-SSC-0008에 정의된 대로 CPAS를 구현합니다. CPAS 및 SAS 피어 교환에 관한 자세한 내용은 CPAS 및 CBSD 운영자에게 미치는 영향 자세히 알아보기를 참고하세요.
SAS가 우선순위가 높은 사용자를 보호하는 방법
SAS는 해군 레이더와 같은 기존 사용자가 PAL 및 GAA 사용자로부터 보호되도록 CBSD와 지속적으로 통신합니다. 이러한 우선순위가 더 높은 사용자에게 방해가 되지 않도록 SAS는 다음을 실행합니다.
- SAS는 ESC 네트워크를 사용하여 기존 사용자가 스펙트럼을 사용하고 있는지 감지합니다. 활동이 감지될 때마다 전송하는 스펙트럼은 다른 사용자가 사용할 수 없습니다. 자세한 내용은 해안 근처에서 CBSD를 운영하는 방법 알아보기를 참고하세요.
- 매일 밤 모든 SAS는 CPAS를 실행하여 모두 최신 정보로 작동하는지 확인합니다.
다음 단계
- Spectrum 액세스 시스템 포털에 대해 알아보세요.
- 시민 광대역 무선 서비스 기기에 대해 알아보세요.
- SAS 문제 해결하기