통신 산업에서 IP/광 통합이 새로운 주제는 아니지만 새로운 시장 역학의 융합, 그에 따른 IP 네트워크 현대화를 위한 요구 그리고 새로운 기술 혁신은 IP/광 통합을 아키텍처 진화를 위한 토론의 중심으로 만들었습니다.  

통신 산업 환경은 근본적으로 변화하고 있습니다. 변동하는 기업 서비스 혼합, 5G, 클라우드 그리고 주거 및 데이터 센터 연결과 관련된 시장 역학은 서비스 공급자를 위한 새로운 사용 사례와 흥분되는 수익 창출 기회를 만들어 내고 있습니다. 소비자 트래픽 흐름은 SOHO(소규모 사무실), 게이밍 및 e-러닝을 지원하기 위해 주거지에서 소비하는 형태로 크게 변하고 있습니다. 기업은 디지털 변환을 가속화하고 있으며 비용 절감을 위해 SD-WAN(소프트웨어 정의 광역 통신망)을 포함하는 클라우드 애플리케이션 및 VNF(가상 네트워크 기능)로 이동하고 있습니다. 서비스 공급자가 엑스홀 업그레이드 옵션을 평가하고 4G를 5G로 진화하기 위한 계획을 수립함에 따라 5G 구축을 위한 결정이 탄력을 받고 있습니다.

이러한 시장 변화로 인해 트래픽은 네트워크 에지로 이동하고 있습니다. 즉 애플리케이션 측면에서 보면 컴퓨팅 기능이 중앙형에서 분산형으로 이동해야 한다는 것을 의미합니다. 애플리케이션은 지연 시간을 줄이고 QoE(체감 품질)를 개선하기 위해 지속적으로 가상화되고 최종 사용자 즉 인간과 기계 가까이로 이동할 것입니다. 이로 인해 클라우드 서비스 종단 지점과 대등 접속 지점을 네트워크 에지 가까이 위치시켜야 합니다. 그 결과 많은 서비스 공급자는 새로운 메트로 및 에지 클라우드 진입 액세스 지점을 구축하는 계획을 진행하고 있습니다. 또한 새로운 트래픽 흐름과 향후 몇 년 내에 예상되는 수 많은 새로운 서비스를 지원할 준비가 된 새로운 기술도 살펴보고 있습니다.

이러한 새로운 기회로 수익을 창출하는 네트워크로 진화하려면 IP 네트워크 현대화가 필요합니다. IP 현대화의 핵심 요소에는 액세스 및 집선 네트워크를 L2에서 L3 인프라로 진화시키는 것이 포함되며 이를 통해 Layer 3 제어 평면을 액세스 영역으로 확장하고 단일 서비스를 위해 EVPN(이더넷 VPN)을 사용하고 단일 전송을 위해 SR(세그먼트 라우팅)을 사용하는 간소화된 종단 간 네트워크 서비스 전달로 전환해야 합니다. 진화 과정에서 수반되는 다른 중요한 양상은 IP/광 통합입니다. 사실상 최근 연구에 따르면 서비스 공급자의 87%가 IP/광 통합을 차세대 네트워크를 위한 중요한 또는 핵심적인 요소로 생각하고 있습니다.*

IP/광 통합에는 하드웨어 전략과 소프트웨어 전략 모두가 존재하며 네트워크 간소화를 실현하기 위해 일부 또는 전부를 적용할 수 있습니다.  하드웨어 측면에서 보면 코히어런트 DSP 분야의 새로운 기술 혁신과 전기 광학 분야의 소형화로 인해 코히어런트 옵틱을 라우터 플랫폼에 쉽게 통합할 수 있게 되었습니다. 이 경우 100GbE 및 400GbE과 같은 클라이언트 그레이 옵틱과 동일한 폼 팩터에 적합한 소형 코히어런트 플러그형 장치를 사용합니다. 다음과 같은 인기 있는 2종의 폼 팩터를 고려합니다.

  • QSFP-DD: 라우터 스위치 밀도에 영향 없이 고용량 이더넷 집선 및 전송을 제공합니다.
  • CFP2-DCO: 기존 ROADM 인프라에서 고성능 및 간소한 운영을 제공합니다.

앞으로 라우터 비용 중 80% 이상이 옵틱 장치가 차지할 것이기 때문에 특정 네트워크 사용 사례에 대해 적합한 수준의 용량과 성능을 가진 코히어런트 플러그형 장치를 선택하는 것이 중요합니다.

기술 백서
IP/광 통합의 실현: 기존 네트워크에서 시작하여 새로운 인프라 구축

코히어런트 QSFP-DD의 물리적 크기가 클라이언트 400GbE 옵틱과 비슷하지만 중요한 차이가 있습니다. 코히어런트 QSFP-DD는 장거리 구간에서 DWDM 전송을 지원하며 60배 높은 광 케이블 용량을 구현합니다. 또한 전파 장애와 관련된 고급 변조 및 전기 보상을 위해 사용되는 정교한 DSP 기술로 인해 5W 이상의 전력을 더 소모합니다. 이러한 이유로 코히어런트 QSFP-DD 플러그형 장치는 추가적인 냉각 요구 사항을 충족시키도록 설계된 라우터에서만 지원됩니다.

현대적인 라우터 및 코히어런트 플러그형 장치의 예

현대적인 라우터 및 코히어런트 플러그형 장치 이미지

코히어런트 플러그형 장치는 적합한 광 회선 시스템과 결합되는 경우에만 60배 높은 광 케이블 용량을 달성할 수 있습니다. 네트워크의 특정 사용 사례에 맞는 유연성과 가격대를 제공하기 위해 적합한 회선 시스템 설계를 채택해야 합니다. 이러한 플랫폼에 통합된 지능성은 서비스 개시와 운영을 신속하게 이행하고 간소화하는데 중요합니다. 

소프트웨어 측면에서 보면 중앙화된 SDN 다중 계층 컨트롤러는 차세대 아키텍처의 초석이며 PCE(경로 계산 엔진)와 고급 네트워크 애플리케이션을 제공합니다. PCE를 안내하고 운영을 강화하기 위해서는 스트리밍 데이터 텔레메트리와 네트워크 분석 기술을 사용해야 합니다. 이러한 요소를 함께 활용하면 자동화된 경로 계산 및 프로비저닝뿐 아니라 고급 가시성, 분석 및 서비스 최적화를 제공할 수 있습니다. 개방 API는 네트워크 기능을 개발자에게 노출시켜 빠른 혁신과 새로운 서비스의 빠른 도입을 가능하게 합니다. 또한 특정 개발 작업에서 필수적인 타사 장치에 대한 쉬운 액세스와 통합을 지원합니다. 마지막으로 소프트웨어 통합은 계획, 장애 수정, 서비스 회복성 및 용량 최적화를 포함하는 통합 인터페이스를 통해 다중 공급업체, 다중 계층 관리 및 리소스 최적화를 수반합니다.

통합 인터페이스를 통한 다중 계층 관리 및 리소스 최적화

통합 인터페이스를 통한 다중 계층 관리 및 리소스 최적화 다이어그램

서비스 공급자들이 IP/광 통합 아키텍처 진화의 이점을 평가함에 따라 이 아키텍처가 지속적으로 서비스 공급자의 전략적 토의의 주제가 될 것으로 예상합니다. 사실상 최근 글로벌 서비스 공급자 설문 조사에 따르면* 서비스 공급자들은 IP/광 통합을 통해 다음과 같은 상위 3가지 이점을 얻을 것이라고 대답했습니다.

  • IP 및 광 계층 전반에서 더 효율화된 운영 실현(61%의 응답자)
  • 공통 제어 평면을 포함하여 IP 및 광 기능의 완전한 통합(47%의 응답자)
  • 소프트웨어 최적화/자동화를 사용하여 다중 계층 최적화(47%의 응답자)

IP/광 통합으로 가는 길과 위의 이점을 실현하는 것은 서비스 공급자의 현재 네트워크 현실과 환경에 달려있습니다. 그러나 IP/광 통합이 뛰어난 비용 효과성, 회복성 및 통합성을 가진 네트워크를 구현함으로써 향후 IP 네트워크 현대화 사업에서 핵심적인 역할을 하는 것은 명백한 사실입니다.

IP/광 통합에 대한 Ciena 접근법은 Adaptive Network™ 비전에 그 토대를 두며 Adaptive IP™ 솔루션으로 시작합니다. 이 솔루션은 자동성, 개방성 및 린 특성을 보유하며 특정 요구 사항을 충족시키기 위해 최적화된  WaveLogic™ 5 코히어런트 옵틱과 결합하여 IP를 다른 방식으로 전달합니다. Ciena의 자체 구성 가능한 지능형 포토닉 언더레이는 IP 트래픽 흐름의 유연한 관리를 지원하고 클라우드 친화적인 개방형 접근법을 사용하는 Ciena MCP(Manage, Control and Plan)와 Blue Planet® 소프트웨어는 지능형 네트워크 제어를 제공하여 다중 계층 및 다중 공급업체 운영을 간소화하고 자동화합니다.

*Heavy Reading, “IP and Optical Convergence Survey”, 2021년 5월, 표본 수 = 220