관련 통계자료 다운로드 NGN 백본망 기술별 적합성
◆김형수 KT 선임보연구원(hans9@kt.co.kr)
최근 전세계의 대형 통신망사업자들이 차세대통신망(NGN) 구축을 눈 앞에 두고 있는 상황에서 사업성·경제성을 고려할 때 적합한 최적의 방식을 현 시점에서 검토해 보는 것은 나름대로 의미가 있다고 본다. 먼저 NGN의 특성과 진화방향에 대해서 간략히 살펴보고 해외 통신사업자 및 제조업체 구축사례와 추진방향에 대해 살펴본다. 또한 NGN 백본망 구축을 위한 기술별 장단점을 비교·분석한 후, 앞에서 언급된 사례와 기술별 특성에 대한 분석을 바탕으로 구체적인 단계별 구축방안을 제안한다.
◇NGN 개요와 해외동향=NGN(Next Generation Network)은 통신 패러다임의 변화를 수용하고 기존 네트워크의 문제점을 극복하고자 등장했다. NGN은 단일망에서 멀티서비스를 제공함으로써 망 운용비용(OPEX) 및 망 투자비용(CAPEX)을 최소화할 수 있다. 또한 망요소 기술을 계층화(접속계층, 전달계층, 서비스·제어계층)하여 망요소 및 계층간 표준 API를 적용함으로써 개방형 네트워크 구조를 형성한다. 서비스 계층의 분리로 신규서비스 도입시 하위계층에 영향을 최소화하고 서비스 조기적용과 서드파티 망 제공이 용이하다.
해외 통신사업자와 제조업체의 추진방향을 보면 차세대교환기(NGS)를 처음으로 도입한 브리티시텔레콤은 소진되고 있는 협대역 통신망의 트렁크 용량(시외망)을 위한 투자를 단행했다. 또 향후 통신망 진화 및 증가를 위한 xDSL 가입자 수용을 위해 협대역 통신망의 확장 후, 차세대 멀티서비스 능력의 확보를 추진하고 있다. AT&T의 경우는 개인고객용보다는 기업용 VPN 서비스 가입자에게, IP 서비스(IP PBX, IP폰 등)를 효율적으로 수용하기 위한 통신망 진화전략으로 음성데이터통합(VoIP) 서비스를 제공하고 있다. 현재 MIS(Managed Internet Services)와 MRS(Managed Router Services) 두 종류의 서비스를 제공하고 있다. MIS는 IP네트워크를 통한 VoIP, 정액제, IP폰간 통화 등을 제공하고 있으며 MRS는 FR VPN을 통한 VoIP, 정액제, IP폰간 통화 서비스만 제공하고 있다. 차이나텔레콤은 베이징·상하이 등 4개 주요도시간 상용서비스 제공을 시작하였으며 POTS, IAD와 SIP 서비스를 동시에 제공하고 있다. 주요 서비스는 메트로에이리어네트워크상의 VoIP와 ATM망에서의 VoIP 서비스 등이며 MGCP, SIP, SIP-T를 프로토콜로 운용하고 있다.
이상의 해외 통신사업자의 구축사례에서 PSTN(기존의 전화)의 대체는 서비스품질(QoS) 보장이 가능한 기술(ATM·프레임릴레이)로 추진되고, 신규 통신망은 음성과 데이터의 동시수용이 가능한 방향으로 구축되고 있음을 보여준다. 또한 IP기반 네트워크와는 분리된 QoS 보장형 통신망을 운용하고 있는 사례도 발견되고, 초기에는 PSTN만을 위한 패킷망 구축 후 통합형으로의 진화를 계획하고 있음을 알 수 있다.
장비업체의 제안사례를 보면 루슨트는 네트워크 컨버전스를 위한 다양한 솔루션을 제공하고 있으며 프레임릴레이나 ATM보다는 IP에 큰 기대를 걸고 있다. 주요 선택요인으로는 네트워크 안정성과 음성품질을 꼽고 있으며 VoAT(Voice over Alternative Technologies)로 IP·프레임릴레이·ATM을 고려하고 있다. 텔레포니와 데이터통합에서 유무선 멀티미디어 등 다양한 서비스 통합으로 방향을 제시하고 있다. 노텔네트웍스는 석세스솔루션이란 이름으로 고객의 요구사항을 충족시키기 위해 다양한 구축방안을 제시하고 있다. ATM스위치와 IP라우터 모두 제공가능하며 NGN에 소요되는 거의 모든 제품군을 출시하고 있다.
모든 업체의 전략을 분석해봤을 때 알카텔·마르코니·삼성은 품질과 신뢰성에서 검증된 ATM 기술을 선호하고 있으며 루슨트·노텔·시스코·LG 등은 특정 기술의 선호보다는 멀티서비스를 제공하는 장비의 개발을 통해 백본망의 전환을 제안하고 있음을 알 수 있다. 향후 기술흐름은 IP기반 통신망이 대세임을 감안할 때 궁극적으로는 MPLS와 GMPLS를 통한 전달망의 통합이 예측된다.
◇기술별 장단점=NGN의 백본망으로 논의되고 있는 IP와 ATM기술에 대해서 지금까지 알려진 장단점에 대하여 살펴보고 또한 각 기술의 장단점에 대해 새로운 관점에서 재분석하여 보고자 한다. 지금까지 알려진 IP와 ATM기술의 장단점을 비교해보면 IP는 MPLS 등의 기능을 구현할 때 서비스품질 보장이 가능하며 투자비가 저렴하다. VoIP나 VPN 서비스에 유리하며 범용망이라서 운용관리가 편리하다. ATM은 트래픽 엔지니어링을 보장할 수 있으며 음성 등 실시간 서비스에 유리하다. 반면 IP는 ATM에 비해 엄격한 서비스품질 보장이 어렵고, 시스템 부하가 가중된다는 단점이 있으며 ATM은 IP에 비해 전송효율이 떨어지고 음성트래픽 전송시 확장성에 제한이 있다.
이런 부분들에 대한 새로운 시각의 접근을 해보면 IP에서 MPLS 등의 기능을 구현하면 서비스 품질을 보장할 수 있다고 생각해왔지만 그러기 위해서는 MPLS 트래픽 엔지니어링 기능이 추가로 필요하다. 하지만 아직 표준화와 시스템 구현이 완료되지 않은 상태고 또한 RSVP-TE와 CR-LDP 기술의 확장성과 신뢰성에 문제가 있는 것으로 분석되고 있다. 따라서 대형 통신망사업자를 위한 IP QoS의 보장은 최소 2년 이상의 추가 검증기간이 필요할 것으로 예측된다.
한편 ATM 기술의 단점으로 지적된 VC 연결 개수로 인한 확장성 문제는 ATM PVC 환경에서는 타당한 지적이나 ATM SVC가 적용될 경우에는 360만회선을 ATM SVC로 구축한 스프린트의 사례를 볼 때 확장성에 대한 우려는 과장된 측면이 있다. 또한 RSVP와 같은 대역폭 예약기술 또는 MPLS가 IP에 적용될 경우에는 IP에도 동일한 제한사항이 된다.
결국 지금까지 살펴본 내용을 정리해보면 IP라우터 기반 네트워크에서 서비스품질 보장은 아직 요원하며 다양한 장점(운용관리·투자비·적용시기 등)은 아직 검증되지 않은 상태다. 반면에 멀티서비스 스위치 기반 네트워크는 ATM QoS 제공을 통한 역할이 기대된다. IP라우터와 멀티서비스(ATM 기반) 스위치의 경제성 검토는 단순 투자비가 아닌 투자대비수익률(ROI)에 대한 검증에 기반하여야 한다. (G)MPLS를 위한 ATM 혹은 IP, MPLS, GMPLS로의 단계별 진화 전략이 올(All) IP의 구현을 위한 최적의 선택으로 여겨진다.
◇NGN 백본망의 구체적 구축방안=지금까지의 사례 및 검토결과를 바탕으로 단계별 NGN 백본망 구축을 위한 기술별 적합성을 살펴보고 구체적인 NGN 백본망 구축방안을 제시하고자 한다. 먼저 NGN 백본망 적용가능 기술별 적합성을 정리해보면 표1과 같다.
투자 및 운용위험 회피를 위해서는 검증된 기술이 선택되어야 한다. 타 통신망사업자의 구축 및 운용사례를 참조해보면 서비스품질과 통신망신뢰도에 초점을 맞추고 있으며 PSTN의 수용을 위해 ATM과 프레임릴레이(FR)로의 대체사례가 존재한다. 추가구현이 가능한 기술측면에선 순수한 IP네트워크의 제안은 없고, ATM 혹은 멀티서비스 네트워크를 제안하고 있으며 차세대 진화 방향은 (G)MPLS를 목표로 보고 있다. IP라우터는 처리용량의 증대를 통해 확장성 확보를 꾀하고 있고 ATM 스위치는 멀티서비스 스위치로 진화하고 있다. 앞에서 살펴본 것처럼 2003년 구축목표를 고려한 적용가능한 기술로는 ATM/MPLS 기술을 이용한 방법이 가장 적합하다고 판단된다.
구체적인 설명을 위해 KT의 사례를 예로 들면 KT의 경우 초고속망의 여유용량을 초기에 수용, 점진적으로 활용하면서 코넷의 MPLS업그레이드 후 MPLS망으로 통합추진하는 방안이 검토될 수 있다. 이는 투자비 부담을 줄이는 가장 경제적인 방안이나 초고속국가망의 안정적 운용을 위한 통신망의 신뢰성과 MPLS의 성능 확인, 신호프로토콜의 검증 등이 선행돼야 한다. 또다른 대안으로는 ATM/MPLS 기술에 기반하여 초기 수용서비스를 위한 신규통신망을 구축하고 향후 코넷과 초고속국가망의 점진적인 MPLS 업그레이드를 통한 성능검증 후 MPLS 통합망으로 진화하는 방안이 있다. 이 경우 코넷과 초고속국가망의 MPLS 검증이전까지는 독립망의 확장으로 추가 트래픽을 수용하게 된다.
방안별 장단점을 비교 검토해 보면 초고속국가망을 활용하는 1안은 기존 설비를 활용함으로써 최적의 경제성을 제공하는 것이 장점인 반면 초고속국가망의 기능과 성능에 대한 신뢰성이 검증되지 않아 안정성에 대한 우려가 있다. 또한 독자망을 위한 추가투자가 이루어져야 하고, 서비스시기의 지연이 불가피한 단점이 있다. 반면 독자망 구축을 통한 2안은 이미 검증된 구현가능 기술적용이므로 사업 성공보장 확률이 높고 NGN 목표에 적합한 서비스품질과 망 신뢰도를 제공할 수 있다. 또한 통신망 진화를 위한 안정감 있는 경로를 제시할 수 있다. 단점으로는 1안에 비해 경제적 부담이 크고 코넷과 초고속국가망의 MPLS 탑재 후에도 품질 및 신뢰도 보장이 검증될 때까지 지속적인 투자가 필요하다는 것이다.
*김형수 KT 선임보연구원
1993년∼현재 : KT 선임보연구원(기술조사평가단 기술조사팀 근무)
2000년 : 건국대학교 전자공학과 박사
1998∼2000년 : 국제전기통신연합(ITU) TSG13 Q.25위원회(통신망구조 분야) 부의장
2001년∼현재 : ITU TSG13 Q.6위원회(인터넷품질 분야) 의장