지난 시간에는 현재 통신환경에서 많이 사용하고 있는 광전송 시스템에 대해 살펴봤다. 이번에는 환경의 변화에 따라 진보를 거듭하고 있는 최신 전송 기술인 MSPP와 OXC에 대해 살펴보고, 이슈가 되고 있는 FTTH의 구현 기술 중 일부를 함께 소개한다.
김지영 기자
MSPP(MultiServices Provisioning Platform)는 기존의 광 전송 장비보다 더 유연한 인터페이스를 요구하는 고객의 바램과 기존 네트워크 구성과 인프라에 큰 변화를 주지 않고 새로운 서비스를 제공하려는 서비스 업체들의 요구가 맞아떨어지면서 등장한 차세대 전송 시스템을 일컫는 용어다.
MSPP는 TDM(Time Dividion Multiplexing) 서비스와 인터넷/이더넷 서비스를 동시에 제공할 수 있는 광대역 액세스 기술로, 음성, 전용회선, 대용량 이더넷과 ATM 접속 서비스 등을 한 장치에 수용하고 있다. MSPP는 ATM/VP, DWDM, 또는 NG-SDH(Next Generation SDH) 기술을 이용하는데, 현재 SDH 계열의 MSPP가 대부분을 차지하고 있다.
국내에서 제공되는 기업 전용회선은 많은 부분 SDH(Synchronous Digital Hierarchy) 장비를 통해 공급되는 회선 서비스를 기반으로 하고 있다. ADSL이나 메트로 이더넷 서비스에 비해 고가인 SDH 기반 회선 서비스를 사용하는 이유는 안정된 종단간 성능을 제공할 수 있기 때문이다.
하지만 최근 국내외 주요 통신 업체들은 인터넷과 이더넷 수요 증가에 대처하기 위해 ADSL과 메트로 이더넷 장비의 설치와 보급을 점차 늘려가고 있다. 문제는 이럴 경우 현재 보유하고 있는 SDH 가입자 전송망으로는 메트로 이더넷 인프라를 이용하지 못한다는 점이다. 왜냐하면 기존의 SDH 장비는 이더넷 인터페이스가 아예 없거나, 설사 있다 해도 기술적으로 가입자의 다양한 속도 요구에 부응할 수 없는 상태기 때문이다. 최근 이를 해결할 수 있는 차세대 SDH 기술이 표준화되면서 세계적으로 액세스 MSPP(MultiService Provisioning Platform) 장비 개발이 보다 활발하게 일어나고 있다.
EoS 통해 TDM과 이더넷 동시 구현하는 MSPP
MSPP가 제공하는 TDM 기술은 기존의 SDH 기술을 그대로 사용하는 반면, 이더넷 데이터 기술은 EoS(Ethernet over SDH/SONET)로 구현할 수 있다.
EoS 는 NG-SDH 기술의 주요 특징으로, TDM과 이더넷 데이터를 동시에 요구하는 MSPP에 가장 적합한 기술로 인식되고 있다. 이 기술은 기존의 SDH 전송망 인프라를 그대로 이용할 수 있기 때문에, 통신업체들이 인프라를 구축할 때 드는 추가 비용을 최소화할 수 있다.
EoS 기술은 크게 세 가지 기술로 이뤄져 있는데, VCAT(Virtual Concatenation), GFP(Generic Framing Procedure), LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme)가 그것이다. 이들 세 가지 기술을 이용해 MSPP 시스템을 구성할 수 있다.
·VCAT(Virtual Concatenation)
VCAT(이하 가상 연결)은 이더넷 접속 포트의 서비스 속도를 가변적으로 제공할 수 있는 차세대 SDH의 핵심 기술이다.
·LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme)
가상 연결에서 발생하는 장애 경로의 자동 제거, 복귀 기능과 에러 없이 링크 용량을 증가 감소시키는 기능이다.
·GFP(Generic Framing Procedure)
이더넷 프레임을 SDH 프레임에 매핑하기 위한 기술로 EoS의 핵심 기술이다.
메시 구조 네트워크로의 진화 이끄는 OXC
MSPP와 함께 주목을 받고 있는 기술은 바로 OXC(Optical Cross Connect)다. 브로드밴드 액세스와 메트로 구간의 트래픽이 급격히 증가하면서 통신업체들은 기존의 백본 구간에 대한 보강 작업이 필요하게 됐다. 특히 이번에는 기존과 같은 단순한 용량 증설뿐 아니라, 메트로와 메트로, 액세스와 액세스, 백본과 백본을 보다 유기적으로 결합하기 위한 방안이 필요해졌다.
DWDM(Dense Wave Division Multiplexing)과 같은 광 전송 기술은 지금까지 데이터를 전송하는 이외의 역할은 거의 하지 못하고 있었다. 특히 예전과는 다르게 메트로 구간의 접속이 늘어나면서 메트로와 메트로를 연결하거나 메트로 백본을 연결하는 등 서로 다른 환경 사이의 연결이 중요해지고 있다. 이에 대한 해결책으로 기대를 모으고 있는 것이 광네트워크와 광네트워크를 연결하는 OXC다.
OXC는 DWDM 장비와 연동해 하단의 지역 광신호를 상단의 백본으로 교차 결합하고, 전송속도를 변환해 효율적인 전송 네트워크를 구성할 수 있도록 하는 기술이다. 이는 광 채널 단위의 라우팅을 가능하게 해, 다양한 기능의 광 전송 네트워크의 구성과 경로 보호, 장거리에서 신호를 보호하고 복구하는 기능을 제공한다. OXC를 이용하면 기존의 1:1이나 링 구조의 네트워크가 메시 구조의 네트워크로 진화할 수 있다.
비용 대비 효율성으로 주목받는 CWDM
FTTH는 영상 전송 등 각종 멀티미디어 서비스를 실현하기 위해 데이터 센터에서 각 가정까지 광케이블을 연결하는 네트워크 형태를 말한다. FTTH를 구현할 수 있는 기술로는 CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing), PON(Passive Optical Network) 등을 들 수 있다.
기존의 DWDM 장비는 장비 내에서 파장 분할을 통해 광 케이블이 제공하는 대역폭을 증가시키는 기술이다. 이에 비해 CWDM은 이더넷 스위치에서 분할돼 나온 파장별로 제공되는 기가비트 인터페이스를 소형 ADM(Add Drop Multiplexor)을 통해 집적, 분기함으로써 광 케이블이 제공할 수 있는 거리 한계내에서 대역폭을 증가시켜 사용하는 기술이다.
이는 고정된 8개 정도의 파장을 사용함으로써 확장성 등에서는 약점을 갖고 있으나 일정 영역에서 저가의 비용으로 WDM 인프라를 구축할 수 있도록 해 메트로 이더넷을 보다 쉽게 확장할 수 있는 기회를 제공한다. 이같은 이유로 이미 해외 여러 통신업체들은 이 기술을 채택해 서비스하고 있다
통신망 구축 비용 절감에 주목한 PON
PON은 약어에서 대충 가늠해볼 수 있듯이, 수동(Passive) 소자만으로 구성된 광 네트워크다. 현재 대부분의 통신 네트워크는 이와 반대되는 AON(Active Optical Network)으로 구성돼 있다.
네 트워크에서 능동(Active)와 수동(Passive) 개념의 차이점을 설명하자면, 1:N 통신을 위해 AON은 데이터의 다중화 또는 역다중화 시에 별도의 전원이 필요한 통신 장비를 거쳐야 하지만 PON은 별도의 장비없이 수동 소자만을 가지고 이를 수행할 수 있는 네트워크라고 구분하면 큰 무리가 없다. PON은 광 분배 네트워크를 수동소자만으로 구성하고, 트리(Tree) 형태의 구조를 채용함으로써 전체적인 광 선로의 길이를 줄이는 특징을 갖는다.
PON은 기업 및 SOHO, 일반 가정에까지 광섬유 기반의 초고속 서비스를 제공하는 광가입자 구축방식의 하나로, 광케이블에 광소자(Passive Optical Splitter)를 사용해 하나의 OLT(Optical Line Termination)가 여러 ONU(Optical Network Unit)에 접속할 수 있게 하는 방식이다. 여기서 중요한 개념이 스플리터라는 것인데, 이는 광을 통해 전송되는 신호를 음성과 데이터 트래픽으로 분리하는 전용 장비다.
PON은 센터에서 접속자까지 일대일로 연결하는 방식에 비해 일정거리까지는 하나의 광선로를 깔고, 접속점(ONU)을 중심으로 여러 개로 회선을 분배할 수 있기 때문에 통신망 구축 비용이 상대적으로 저렴하다는 장점을 가지고 있다. 따라서 댁내까지 광케이블이 들어가는 FTTH 방식이 이루어질 때까지 광가입자 망의 효과적 대안으로 주목받고 있다.
PON은 구현하는 기술 방식별로 가입자와의 정보교환을 위한 전송 방식에 따라 ATM 기반 PON(ATM-PON), 이더넷 기반 PON(E-PON), WDM 기반 PON(WDM-PON) 등으로 나뉜다. 표준화 단계를 보면 ATM-PON이 가장 먼저 등장했으며, 현재 이더넷 PON의 발전이 계속되고 있다. 더불어 WDM PON은 PON의 가장 종착점이라고 할 수 있다.
ATM -PON은 데이터/음성 수용, QoS의 장점을 가지지만, 622Mbps 이상의 광대역화가 힘들다는 단점이 있다. 이더넷-PON은 1.25G bps이상의 광대역화 장점을 가지지만, 음성 수용과 QoS를 보장하기 힘들다는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 ATM-PON 업체들은 PON에서 WDM(Wave length Division Multiplexing)을 구현하고 있고, 이더넷-PON 업체들은 더욱 고속화/광대역화를 구현하고, MPLS(MultiProtocol Label Switching)를 도입해 음성과 QoS 문제를 극복하려고 하고 있다. 특히 IP 트래픽을 전달하는 데는 ATM-PON 보다 더 경제적인 기술이라는 점이 부각되고 있다.
WDM-PON은 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 기법을 도입해 상하향 채널을 위해 다수의 독립된 파장을 제공하는 PON의 궁극적 진화 구조라고 할 수 있다. PON에 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 기술을 접목시키는 것은 크게 두가지 방향으로 발전하고 있다. 하나는 단일 선로에 여러 파장을 전송하면서 분기율을 높이기 위한 것이고, 다른 하나는 TDMA(Time Division Multiple Access) 방식의 업스트림 대역폭 제한을 극복하기 위해 WDM 방식을 쓰는 것이다.
참고 자료
2002년 7월 온더넷 '광 네트워킹의 미래, OXC의 가능성'
2002년 8월 온더넷 PON 강좌
2003년 11월 온더넷 'MSPP와 EoS 기술의 이해와 전망'
광가입자 장비 산업 현황 및 전망 - 한국전자통신연구원
