9 캐리어이더넷표준화기술 개요 o 캐리어이더넷기술 : LAN 영역에서사용되던이더넷을기존회선기반의 SONET/SDH와같은고신뢰성의전송망수준으로개선하고, 패킷기반의전송망을위해고품질의서비스 (QoS) 을갖도록함으로써그적용영역을 MAN/WAN으로확장할수있는기술을의미함. o 통신사업자는지속적으로운영및투자비절감을위해음성서비스중심의전통적통신방식에서벗어나음성, 영상, 데이터등다양한형태의 ALL-IP 기반서비스들을빠르고안정적으로전달할수있는연결지향형캐리어이더넷기술을도입하여 MSPP(Multi Service Provisioning Plaform) 등의기존레거시장비를대체. o 사업자망에적용될수있는연결지향형캐리어이더넷기술은이더넷기반의 PBB-TE(Provider Backbone Bridge-Traffic Engineering) 기술과 MPLS 기반의 MPLS-TP(Multi-protocol Label Switching - Transport Profile) 기술로구분되며, ITU-T, IEEE 802, IETF, MEF 등의표준기구를중심으로패킷포워딩, QoS, OAM, 보호절체, 제어 / 관리평면, 이더넷서비스등의중요한기술들이표준화됨. ( 그림 ) 이더넷기반의 PBB-TE 기술 - 1 -
- PBB-TE 기술 : IEEE 802.1Qay 로표준화가완료된연결지향형캐리어이더넷기술로그림과같이가입자측의 L2/L3 스위치로부터전달받은 IEEE 802.1Q (VLAN) 또는 802.1ad Q-in-Q 이더넷프레임을 PBT망의 UNI에서서비스로정의 ( 서비스인스턴스인 I-SID 로매핑 ) 하여, IEEE 802.1ah MAC-in-MAC 이더넷브리지기술과 ITU-T Y.1731 혹은 IEEE 802.1ag 기반의이더넷 OAM 기술및 ITU-T G.8031 선형보호절체기술을결합하여통계적다중화가가능한상황에서가입자의이더넷서비스를논리적인터널을통해빠르고안정적으로전달. ( 그림 ) MPLS 기반의 MPLS-TP 캐리어이더넷기술 - MPLS-TP 기술 : ITU, IETF 협력워킹그룹을통해표준화된 MPLS 기반의연결지향성캐리어이더넷기술로써기존 MPLS 기술의 IP 기능을제거하고자동화된회선관리기능 (OAM : Operations, Administrations, and Managements) 및망생존성기능 (Protection Switching) 등전달망에서필요시되는기능들을추가적으로정의하여가입자측의이더넷서비스를효과적으로전달하는기술을의미함. 그림과같이 MPLS-TP 사업자의에지장비 (Provider Edge) 는 attachment circuit이라고명명된물리적인링크를통해고객에지장비 (Customer Edge) 와연결되며, 패킷또는회선기반의다양한고객의서비스트래픽을사업자에지장비의 UNI구간에서슈도와이어 (Pseudowire) 라는논리적인회선과매핑, 물리적으로분리되어있는고객네트워크를점-대 -점 (point-to-point) 또는다점- 대-다점 (multipoint-to-multipoint) 등과같이다양한서비스토폴로지형태를통한연결성을제공함. pseudowire 는회선에뮬레이션서비스 (circuit emulation service) 기능을통해기존의 T1, E1 등레거시회선서비스를패킷의 MPLS-TP 망을통해서전달이가능하며, MPLS-TP 계층의 OAM 과보호절체기술을통해고객의서비스트래픽을빠르고안정적으로전달가능. - 2 -
현황 o 기술개발현황 - ( 국외 ) PBB-TE 기술은 2009년표준화를완료되어, Nortel, Huawei, Fujitsu 등의업체에서상용화가완료되었고, MPLS-TP 기술은 MPLS-TP OAM 및보호절체표준화이전 T-MPLS 기술을기반으로 Alcatel-Lucent, Huawei, ZTE 업체등에서상용화된후, MPLS-TP OAM 기술표준화완료를시점으로 ITU-T 기반의 MPLS-TP OAM 및보호절체표준 (APS기반) 을개발한 Alcatel-Lucent, Huawei, ZTE 등의전송업체와 IETF 기반의 MPLS-TP OAM 및보호절체표준 (PSC기반) 을개발한 Ericsson, Ciena, UTStarcom, Tellabs, NSN 등의전송및 IP 장비업체등을중심으로상용화가완료됨. - ( 국내 ) ETRI를중심으로국내통신사업자와코위버, 우리넷, HFR 등의국내장비개발업체참여를통해 2009년 PBB-TE 기반의패킷-광통합시스템을개발하였고국산장비업체인 Actus Networks 등에서 PBB-TE 기능을이더넷디마케이션장비에구현함. ETRI는 2010년부터 MPLS-TP 기반의패킷-광통합시스템을개발하기시작하여 2013년 ITU 기반의 MPLS-TP OAM 및보호절체기술을구현한 MPLS-TP 장비의상용화를완료및 2014년 IETF 기반의 MPLS-TP OAM 및보호절체기술을추가적으로개발중. o 시장및산업체현황 - ( 국외 ) 전세계네트워크장비시장규모는매년 4~5% 증가율로성장하고있 으며, 캐리어이더넷등의기간망 / 액세스망전송망장비의경우 850 억달러 규모에달할것으로전망. [ 표 ] 세계네트워크장비시장매출액현황및전망 ( 단위 : 백만달러 ) 자료 : Gartner( 13) - 3 -
- PBB-TE 기술은 2008년후반 Ciena( 구Nortel), Huawei, Ericsson 업체를중심으로출시되었으나, Nortel의경영악화로인한유지보수및표준화추가진행불투명등의이슈로 IP/MPLS 연동및확장성에유리한 T-MPLS 및 MPLS-TP 를중심으로시장이확대됨. Cyan 등의일부스타트업장비업체의경우기존 PBB-TE 기술에 ITU-T G.8032 링보호절체기술과 SDN 기술등을결합하여패킷기반의서비스프로바이더를중심으로시장을확대중. - ( 국내 ) 국내네트워크장비생산규모는연평균 6~7% 증가율로성장하고있으며, 캐리어이더넷기술의경우 2014 년 1,200 억원규모에달할것으로전망됨. [ 표 ] 국내네트워크장비시장매출액현황및전망 ( 단위 : 백만달러 ) 자료 : Gartner( 13) - 국내통신사의경우 2010년 SK텔레콤및 LGU+ 에서모바일백홀망에 T-MPLS 및 MPLS-TP 기반의외산캐리어이더넷장비를도입했고, 2011년부터 KT, SK브로드밴드등의사업자가유선네트워크에대한시범적용사업을진행, KT의경우 MPLS-TP 기반의캐리어이더넷장비를도입하여기업고객을중심으로상용서비스를준비중. o 표준화현황 - ( 국외 ) IEEE 802.1Qay PBB-TE 기술은 IEEE 802 및 ITU-T를중심으로데이터평면, 자동화된관리기능 (OAM), 생존성을위한보호절체에관련된표준들을 2009년도표준화완료. - PBB-TE 표준의데이터평면기술로 IEEE 802에서 IEEE 802.1ad Q-in-Q 방식및 IEEE 802.1ah MAC-in-MAC 표준을이용하였고, 종단간생성된터널장애관리를위해 IEEE 802.1ag CFM(Connectivity Fault Management) 표준을사용하여종단터널의상태체크를위한 - 4 -
CCM(Continuity Check Message), LT(Link Trace), LB(Loopback) 등의 OAM 기능을사용할수있도록함. - PBB-TE 데이터평면 OAM 기능으로 ITU-T Y.1731 이더넷 OAM 표준을 이용하여기존 IEEE 802.1ag CFM 기능에추가적으로종단간터널의 Loss, Jitter, Delay 등의성능파라미터들에대해서도관리. - PBB-TE 표준데이터평면기술의생존성기술로서이더넷선형보호절체표준인 ITU-T G.8031을이용하였고, 이를통해구성된 Working, 터널장애시미리구성된스탠바이 (Standby) 터널을통해 50 ms 이내에복구를수행할수있도록함. - MPLS-TP 의경우 2010 년 MPLS-TP Requirement 및 Framework 에대해서 표준화를완료. - MPLS-TP 표준은 IETF MPLS 의데이터평면은그대로적용하고전달망에서요구되는 OAM 기술및망생존성기술등에대한표준을추가적으로정의하는것이목적으로 MPLS-TP OAM의경우 2012년 ITU-T와 IETF 측의양분된논의끝에, 표준단일화를이끌어내지못하고 ITU-T Y.1731 이더넷 OAM 기반의 MPLS-TP OAM 표준인 G.8113.1과 MPLS OAM 기반의 MPLS-TP OAM 표준인 G.8113.2로양분되어표준화가완료됨. - MPLS-TP 보호절체표준은 2012년도까지 OAM과유사하게 ITU-T의 APS 프로토콜기반의선형보호절체표준과 IETF에서새롭게정의한 PSC 프로토콜기반의선형보호절체표준으로양분화되어표준화논의가이루어졌으나, PSC 프로토콜을보다안정적으로정의한 APC 프로토콜을새롭게정의하여 2014년 RFC 7271로단일표준화를완료, ITU-T G.8131 선형보호절체표준으로최종승인단계에있음. - ( 국내 ) TTA PG 201 MPLS-TP 실무반및한국이더넷포럼에서 MPLS-TP 계층망의구조, MPLS-TP 망구성요소의관리, ITU-T Y.1731 이더넷 - 5 -
OAM 기반및 IETF MPLS OAM 기반의 MPLS-TP OAM 기능등국내 통신사환경을고려한 MPLS-TP 기능에대한국내표준의제정이이루어짐. 주요이슈및대응방안 o ( 주요이슈 ) - 통계적다중화기반에서기존회선수준의 OAM과보호절체기능을제공하는연결지향형캐리어이더넷기술의확산으로, 기업망 (Premise) 영역과사업자의유선액세스망, 무선모바일백홀망등의사업자영역에서다양한캐리어이더넷네트워크도메인들이형성되면서운영및유지보수의효율성측면에서상호연동등에관련된호환성이슈들이제기되기시작함. o ( 현황및문제점 ) - 캐리어이더넷기술의확산을통해사업자들은기존회선중심의 MSPP 등에비해보다경제적으로기업전용회선, 모바일백홀, 인터넷서비스등을제공할수있는상황이지만, MPLS-TP 표준화이전확산된 T-MPLS 기술과 MPLS-TP 표준화지연및양분화된 OAM/ 보호절체표준방식 (ITU 방식및 IETF 방식 ) 의혼재로인해사업자망은보다복잡성이가중되고상호연동이어려운구조로확산되고있으며, 결국사일로 (Silo) 구조의유지보수및운영을통해캐리어이더넷기술도입의경제성을위협하는요인으로확산될가능성이있음. - 보다구체적으로연결지향형캐리어이더넷기술의경우제어평면의구현이선택사항이기때문에, 기존의광전송네트워크의상호연동을위해표준화된 GMPLS/ASON 등의공통제어평면을갖고있지않으므로, 프로비져닝및회선유지보수를캐리어이더넷장비업체에서제공하는 NMS/EMS 솔루션에의지할수밖에없음. 그림 3에서보는바와같이업체로부터개발된 NMS/EMS들은공통된오픈 API 형태가아닌업체중심의 API를제공하므로복수의업체들로부터동일한방식의 MPLS-TP 표준을구현한업체의캐리어이더넷장비를공급받아도망의상호연동이매우어려운구조를갖게됨. 결국그림에서하나의 MPLS-TP 터널을생성하기위해서는장비별로제공되는 CLI 등을이용해서자동적인프로비져닝이아닌 CLI 기반의 - 6 -
프로비져닝을수행해야하지만이는 MPLS-TP 라벨및터널정책 (QoS 등 ) 을 매뉴얼하게구성해야하므로상당한시간과검증작업이필요하게됨. ( 그림 ) 멀티도메인을연결하는 MPLS-TP 터널생성이불가능한예 o ( 대응방안 ) 연결지향형캐리어이더넷기술의상호연동호환성을지원하기위해서는단일업체선정을통한상호연동을회피하는방안도고려될수있지만, 사업자입장에서벤더 Lock-in 등으로인한경쟁력약화및유지보수지연등의다양한리스크로복수업체의장비공급을통한상호연동구조가유리할수있음. 현재사업자입장에서고려될수있는상호연동방안은다음과같음. - MEF 26.1 ENNI 기반연동구조 : 메트로이더넷포럼 (MEF) 26.1 표준에서정의된 ENNI(External Network-to-Network Interface) 구조를통해서캐리어이더넷도메인별로프로비져닝을수행한후도메인이터미네이션되는구간에서일반적으로사용되는 MEF 10.3 UNI 방식이아닌 MEF 26.1 ENNI 방식을이용하여이더넷서비스계층상에서종단간연결이보장된이더넷서비스생성이가능. ENNI 구간은 MPLS-TP 및 pseudowire 로 encapsulation 된프레임이아닌순수이더넷프레임을기반으로전송이되며, ENNI 구간의장애처리를위해이더넷보호절체표준인 ITU-T G.8031 선형보호절체방식및 G.8032 링형보호절체방식, IEEE 802.3ad LAG 등의방식이고려될수있으며, LAG 방식을구현할경우 - 7 -
IEEE 802.3ah Link OAM 방식및 IEEE 802.1ag CFM 방식등이결합되어제공될수있음. 국내입장에서는 ENNI 기반의 EVC 상호연동방식이최근표준화가완료된상황이므로 ENNI 구간의장애처리를위한 LAG 기능 G.8031/G.8032 적용시 OAM 및보호절체성능및 ENNI 기반의 E-Line, E-LAN, E-Tree 연동등이원할이이루어지는지에대한검증과추가적인기능구현에대해 IEEE, ITU-T, MEF 등에서표준화대응이필요할수있음. ( 그림 ) EVC 레벨의캐리어이더넷서비스의상호연동구조 - SDN 기반가상화된제어평면구조 : 연결지향형캐리어이더넷기술은제어평면구현이선택사항이므로, 분산된환경에서공통된제어평면을구현하는것이아닌, 물리적으로분리되어있는중앙집중형제어평면기술인 SDN 개념을적용하여이종업체장비간의상호연동구조를만들수있음. 현재 SDN 기술은 ITU-T, IETF, ONF 등의다양한표준단체를통해표준화중인기술로서사업자입장에서상기와같은멀티도메인구조에서상호연동을수행할수있는구조를활발하게논의하고있는 IETF의 ACTN (Abstraction and Control of Transport Networks) BoF 등에서표준화대응을수행할필요성이있음. IETF ACTN은 SDN 기반의가상화된제어평면을통해업체간의종속성을해결하는취지를갖고있는표준화그룹으로그림과같이업체에서제공된 EMS/NMS를공통의 API를통해가상화함으로써하나의가상의토폴로지를구성하고, 이러한토폴로지상에서 - 8 -
종단간프로비져닝을수행할수있는제어체계제공할수있음. 현재 ACTN은표준화초기단계로상호연동구조와관련하여다양한유즈케이스및프레임워크상의필요기능들을정리하여이더넷포럼및관련국내표준화단체등을통해적극적으로표준화에대응하여핵심 IPR 등을확보할수있을것으로판단됨. ( 그림 ) SDN 기반의캐리어이더넷서비스의상호연동구조 약어표 PBT OAM Provider Backbone Bridge-Traffic Engineering Operations, Administrations, and Managements MPLS-TP TDM Multi-Protocol Label Switching-Transport Profile Time Division Multiplexing CFM Connectivity Fault Management CCM Continuity Check Message GMPLS Generalized MPLS ASON Automatically Switched Optical Network NMS Network Management system EMS Element Management System CLI Command Line Interface API SDN Software Defined Network ACTN Application Programming Interface Abstraction and Control of Transport Networks - 9 -