글 싣는 순서 1. BcN의 개요 2. BcN 망 구조 3. 서비스 및 제어 계층 4. 전달망 계층 5. 유선 가입자망 계층 6. 무선 가입자망 계층 7. 방송 가입자망 계층 8. 홈 및 단말 계층
제가 2005년 부터 강의한 BcN 자료를 기초로 하여 개요 부분을 정리하여 연재 하려고 합니다. 전체적으로 BcN이 무엇인가라는 관점에서 이야기 하려고 합니다. 항상 강의를 하다보면 너무 내용이 방대해서 잘 이해를 못하시는 듯합니다. 최대한 쉽게 이해할 수 있도록 쓰도록 노력하겠습니다.
이 글은 TTA에서 2006년 12월에 발표한 "BcN 표준 참조 모델 V2.0"에서 발췌되고 추가적인 설명을 덧붙였습니다. 이 표준 모델을 이해 한다면 BcN의 망구조 나 BcN이 어떤망인지에 대해 쉽게 이해할 수 있을 것입니다. "BcN 표준 참조 모델 V2.0"은 TTA에서 다운로드 할 수 있습니다.
BcN의 태동 네트워크 관계자들이 2000년부터 기존의 네트워크를 최대한 재활용하면서 향후 다가올 서비스를 충분히 서비스 해 줄 수 있는 망구조, 즉 차세대 네트워크 (Next Generation Network)에에 대해 논의를 시작하였습니다. 2002년 1월 ITU-T NGN 그룹 및 IETF, ETSI에서 NGN으로 추진하기 시작하였으며, ITU-T를 중심으로 NGN 2004 Project를 시작하였습니다.
NGN 개요를 살펴 보면 다음과 같습니다. 1) All IP 구조 지향 (IP 기반으로 모든 서비스 및 망구조를 구축) 2) 개방형 구조 3) 음성 및 데이타 서비스를 통합하여 IP 서비스를 함 4) 유선 및 무선망을 통합하여 망 간 로밍 및 핸드오프를 고려 5) 서비스 및 제어 계층, 전달망 계층, 가입자망 계층 3단계로 구분
2003년 5월 정보통신부는 "NGcN 구축 기획단"을 발족하면서 본격적으로 NGN에 대해 논의를 시작하였으며, 기존의 NGN 개념을 승계하고 보다 광범위한 범위의 융합을 시도하려고 하였습니다. 우리 나라에서 NGN을 NGcN (Next Generation convergence Network)이라 명명하여 진행하였습니다. NGN과 같은 개념입니다.
기존의 NGcN에 누락된 통방 융합의 개념을 포함하여 BcN (Broadband Convergence Network)이라고 명명하여 NGN을 국내 브랜화화하였으며, IT 839 및 u-Korea의 핵심 인프라로 자리 잡게 됩니다.
이러한 일련의 진행은, 정보통신부 주도로 80년대 전전자 교환기 TDX의 성공적인 개발, 90년대 CDMA의 성공으로 이동전화 시장의 확보와 해외 수출 견인의 역할을 수행할 수 있었습니다. 또한 2000년 초의 초고속 인터넷 보급으로 정부 주도의 IT 신화를 계속 이어 갈 수 있었으며, 정보 통신 부는 BcN을 다음 목표로 삼고 2010년을 목표로 BcN 시범 사업을 통해 ISP 및 다양한 사업자들이 BcN으로 망을 전개하도록 유도하고 있습니다.
2010년 경의 가까운 미래 통신 환경을 생각해 보겠습니다. 집에서는 100Mbps이상의 대역폭이 확보되어 2개이상의 HD급 TV 서비스를 받고, 아이들은 3D 가상현실 게임을 즐기고, TV를 이용한 HD급화상전화를 하고, u-Helth 및 Home Networking이 완벽하게 구현될 것입니다. 사무실에서는 HD급 다자간 화상회의가 일반화 되어 있고, 수 Gbps의 화일을 빠르게 교환할 것입니다. 이동간에는 개인 당 10Mbps 이상의 속도로 텔레메틱스, LBS, 등의 서비스를 받을 것입니다. 또한, 화상 통화가 일반적으로 사용될 것입니다. 사용자는 유무선망에 상관없이 모든 내가 원한는 컨텐츠를 동일하게 제공받을 수 있을 것입니다.
가까운 미래 통신 환경 다음 그림은 미래 통신 환경에 필요한 기술들을 나열한 것입니다.
가까운 미래 통신 환경을 생각해보면 10개 정도의 중요한 기술이 생각될 수 있습니다. 1) Broadband (광대역화, 유선 100Mbps, 무선 10Mbps) 2) QoS (멀티미디어 서비스별 요구 대역폭 보장 및 사용자 별 정책 설정) 3) Security (유무선 가입자 접속 인증 및 능동 보안 체계 확립) 4) IPv6 (홈 네트워크 및 가입자 망에서 먼저 IPv6를 적용, 전달망은 가장 나중에 인입) 5) Open API (망 구조와 독립적으로 서비스를 개발 할 수 있는 환경, OSA/Parlay) 6) 홈네트워크 (가정의 모든 시스템이 단일 홈 제어 서버에 의해 제어 됨, 다양한 유무선 홈링크 기술 및 홈 네트워크 상의 보안 이슈) 7) 단말 및 정보 가전 (가정내 정보 가전, 차량용 정보 기기, 휴대용 정보기기 및 저장장치 기술) 8) 음성 및 데이터 통합 ( IP를 기반으로 음성, 영상, 데이터 서비스가 이루어짐) 9) 유무선 통합 (유무선번들링 서비스에서 서비스간 결합으로 진화, 이동성 보장) 10) 통신 방송 융합 (통신 및 방송 융합 서비스를 통해 양방향 방송 서비스 등 실현)
이러한 것들이 BcN에 포함될 것이며, 이것을 가능하게 하는 망 구조가 바로 BcN입니다.
BcN의 정의 TTA의 "BcN 표준 참조 모델 V2.0"의 BcN 정의는 다음과 같습니다.
이 정의에 모든 BcN에 관련된 모든 내용이 다 정의 되어 있습니다. 세부적으로 살펴보겠습니다.
1) "통신 방송 인터넷이 융합된" --> 유선과 무선의 통합, 음성과 데이타의 통합, 통신 및 방송의 융합이 이루어지는 망구조
2) "품질 보장형" --> 가입자는 서비스 프로바이더와 SLA 협약을 통해 멀티미디어 서비스 (음성, 영상, 데이타)마다의 요구 QoS를 충족할 수 있도록 하며, 또한 가입자별, 플로우별 등 다양한 품질 보장형 서비스가 가능해야 합니다. Diffserv-Aware MPLS TE (Traffic Engineering) 등에 대해 고려되고 있습니다.
3) "광대역" --> 광대역 서비스를 위해 유선 가입자 마다 100Mbps의 대역폭을 확보하도록 함무선 이용자의 경우 10Mbps 서비스를 이동간에 1Mbps 이상을 의미합니다. 실제 4G 로 전개될 2010년 경에는 무선 이용자의 경우 정지간에 100Mbps이상의 서비스를 받을 수 있습니다. 무선의 경우 대역폭은 최소 1Mbps 정도의 서비스를 보장받는 것으로 이해할 수 있습니다.
4) "멀티미디어 서비스" --> BcN에서 멀티미디어 서비스란, 음성, 영상, 데이타 등 모든 응용 서비스를 나타냅니다. 현재의 망에서도 서비스가 되나 품질이 보장되지 않는 Best effort 서비스지만, BcN에서 는 품질이 보장된 상태에서 많은 대역폭을 요구하는 서비스라도 서비스가 가능합니다.
5) "언제 어디서나" --> anyplace, anytime 서비스를 받을 수 있어야 합니다. 그렇게 하기 위해서는 댁내 및 사무실의 유선 서비스 뿐만아니라 이동간의 무선 가입자망 서비스도 동시에 받을 수 있어야 하며, 응용 서비스는 동일하게 서비스 되어야 합니다. 즉, 어느 무선 또는 유선망을 통해서라도 내가 원하는 컨텐츠에 항상 동일하게 접속하여 서비스를 받을 수 있어야 합니다.
6) " 끊어짐 없이" --> 이동성 기술이 보장되어 멀티미디어 서비스를 받는 중에도 끊어짐 없이 망간 또는 망내 로밍 또는 핸드오프가 가능해야 합니다. 예를 들면, 실시간 스포츠 중계를 보고 있는 가운데 Wireless LAN에서 Wibro로 이동, Wibro에서 WCDMA 망으로 이동간에도 사용자는 끊어짐 없이 서비스를 받을 수 있어야 합니다. 이러한 기술로는 Mobile IP 또는 mSCTP와 같은 다양한 기술들이 구현될 것입니다.
7) "안전하게" --> 가입자에 대한 인증 및 보안이 완벽하게 구현되어야 하며, 바이러스 및 웜에 대해 수동적인 대처가 아닌 능동 보안 체계가 이루어져 BcN 망 내에서 자동으로 처리가 되며 기존의 품질 보장형 서비스에 영향을 최소화하도록 구축되어져야 합니다. 가입자 인증에는 "Diameter" 가입자 접속 인증에는 "802.1x 인증" 또한 PKI (Public Key Infrastructure : 공개키 기반 구조) 및 키 관리 구조와 같은 것들이 갖추어 질 것입니다.
8) " 차세대 통합 네트워크" --> 현재 기존의 네트워크가 아닌 향후 2010년을 목표로 구축하고 있는 망입니다.
BcN의 두가지 측면 "BcN 표준 참조 모델"에서 BcN을 다음과 같이 크게 품질 보장망의 관점과 통합망의 관점에서 바라보며, 세부적인 정의를 다음과 같이 합니다.
품질 보장망이란, – 1) •End-to-End 구간에 대한 이용자 별 요구사항을 만족 2) •이용자는 응용 서비스 별로 계약 된 SLA를 보장 받음 3) •사업자는 이용자 요구 충족 및 수익 창출을 달성할 수 있는 QoS 및 성능을 보장 4) •사용자는 Best effort 혹은 품질 보장망에 대한 선택이 가능 5) •품질 보장은 모든 계층에서 보장되어야할 핵심 사항
통합망 이란, 1) 전화망, 인터넷 망, 이동 통신망, 전용 회선 망, 방송망 등의 백본망을 통합 2) •유선 무선 방송 서비스의 융합 서비스를 제공 3) •유비쿼터스 환경 제공 4) •보안, 인증, 이동성, QoS 기능을 보유한 IP 망으로 통합
BcN 표준 참조 모델 다음은 BcN 표준 참조 모델입니다.
BcN은 크게 서비스 및 제어 계층, 전달망 계층, 가입자 망계층, 홈 및 단말 계층 4단계로 나뉩니다. 가입자망은 무선 가입자망, 유선 가입자망, 방송 가입자망으로 나뉘고 각각의 망들은 전달망으로 연동되어 마치 하나의 망 처럼 이용가능하며, 서비스 및 제어 계층을 통해 세션 제어 를 수행하고, 품질 보장형 정책 관리자 및 보안 관리자 등을 통해 완벽하게 망을 통제할 수 있을 것입니다.
BcN 의 계층별 발전 방향 BcN의 망구조가 완성되기 위해서는 다음과 같은 각 계층별 진화방안이 필요합니다.
서비스 및 제어망 계층 서비스 계층은 Open API 구조로 진화될 것이며, 대표적인 것으로 OSA/Parlay를 들 수 있습니다. OSA Parlay 게이트웨이 같은 것들이 필요하게 됩니다. 기존의 전화망의 경우 하나의 서비스를 망에 인입하기 위해서는 벤더에 종속되어 있어 개별적으로 개발해야 했습니다. 그러나, BcN은 Open API 구조를 채택하여 망에 독립적으로 서비스를 개발할 수 있도록 합니다. 제어 계층에서 대표적인 제어 구조로 IMS (IP Multi-media Subsystem)를 들 수 있으며, IMS는 모든 호제어 및 처리를 담당 및 가입자 망의 특성에 따른 QoS 제어도 함께 수행합니다. IMS는 최초에 WCDMA Release 5에서 최초 제안 되었지만, TISPAN NGN과 함께 작업하여 현재, IMS는 유무선 통합 / 음성 데이터 통합/ 통방융합의 핵심 제어 구조입니다. IMS는 장비를 지칭하기 보다는 아키텍쳐로써 기능 (Function)별로 정의 되어 있습니다.
전달망 전달은 더 빠르게, 더 많이 데이타를 전송시킬수 있도록 하는 것이 가장 큰 목표이며 당연히 품질 보장되고 안전하게 전송되어야 합니다. 현재의 기술적으로 보면, 빠른 전달을 위해 전송 부분은 광을 이용하여 빛의 속도로 전달하며 정보 처리의 부분은 전기적 처리를 수행합니다. 현재 광으로 전송된 데이터를 다시 전기적 신호로 변경하여 처리하여 다시 광으로 전송할 경우 정보 처리 부분에 의한 지연이 발생합니다. 이 부분을 제거하여 광전광이 아닌 광대광으로 데이타를 전송시키 위해 광인터넷 부분에 대한 진화가 이루어지고 있습니다. OXC (Optical Cross Connect)와 OADM (Optical Add Drop Multiplexer)으로 광 전송을 하고, 전송에 대한 제어 부분은 GMPLS (Generalized MPLS)를 이용하여 수행합니다. 현재의 기술로는 광패킷을 처리할 수 없으므로 (패킷인 빛을 그대로 인식하고 전송하는 기술 ) 파장 분할 및 파장 스위칭위주로 전개될 것이며, 2010년 즈음에서는 좀 더 세분화된 기술로 전이될 듯합니다. OBS (Optical Burst Switch) 및 OPS (Optical Packet Switch) 기술로 향후 진화할 것이며, OPS는 구현이 쉽지 않기 때문에 OBS로 진화한후 진화될 것으로 생각됩니다. 이러한 진화과정은 결국 IP와 같은 가변길이 패킷이 WDM과는 맞지 않기 때문에 발생하는 것으로 정합이 잘 이루어지도록 하는 최종은 역시 OPS일 것입니다.
가입자망 유선 망은 FTTH로 진화될 것이며, FTTH의 가장 실현 가능한 기술 PON (Passive Optical Network)을 전개할 것입니다. 또한 xDSL 및 HFC 망은 사라지는 것이 아니라 각자의 진화 방안을 통해 광대역 멀티미디어 서비스를 수용할 수 있도록 할 것입니다. xDSL 및 HFC의 경우 FTTC와 결합하여 광케이블이 가입자에게 가까이 다가가고 그 뒷단에 붙어서 가입자 당 100 Mbps를 서비스 할 수 있도록 할 것입니다.
무선망의 경우 4G로 진화할 것입니다. 기존의 WCDMA / HSDPA망 및 WiBro는 4G로 진화하여 가입자망 100Mbps 이상의 서비스가 가능하도록 할 것입니다. 예를 들면, NOLA와 같은 서비스는 3.5Gbps 이상의 속도를 내며, 일본은 5Gbps를 저속이동간에 서비스 할 수 있도록 테스트를 진행하였습니다. 4G는 너무 먼 기술이 아니라 2010 또는 2011년을 목표로 진행중입니다. 4G는 간단히 정지간에 1Gbps 이동간에 100Mbps를 기지국에서 서비스할 수 있도록 합니다.
홈 및 네트워크 계층 홈 네트워크는 가장 큰 이슈 중에 하나이며, 많은 업체들이 Home Gateway 시장을 확보하기 위해 치열하게 경쟁하고 있습니다. 홈 링크는 크게 무선 및 유선 기술로 나눌 수 있습니다. 유선 링크 기술로는 Ethernet, Home PNA (전화선을 이용한 통신), PLC (전력선 통신) IEEE 1394 (AV기기 중심의 통신 서비스) 등이 있으며, 아파트 또는 단독 주택의 건립시점 또한 환경에 따라 다양하게 구축될 것으로 생각되며, Ethernet의 경우 CSMA/CD 방식으로 멀티미디어 서비스에는 적합하지 않은 단점이 있습니다. 그래서 Sync-Ehternet으로 발전하여 멀티미디어 서비스 및 가변길이 패킷에도 서비스가 가능하도록 진화하고 있습니다. 무선 링크 기술은 블루투스, UWB, irDA (적외선 통신), Wireless 1394, Wireless LAN, Home RF 등이 있습니다. . 통합 정보 단말은 텔레메틱스 (차량용), 가정요 정보 가전기기, 휴대용 통합 정보 단말(PMP, 스마트 폰, PDA) 등으로 구분될 수 있습니다.
"BcN 표준모델 v2.0"은 USN(User Sensor Network) 부분은 추후 논의되는 것으로 합니다.아직 정확하게 협의된 사항이 없으며, 기술 발전이 많이 필요한 부분이기도 합니다.
