[칼럼] 급속도로 늘고 있는 IP 트래픽, 리모트 PHY 솔루션으로 전송 효율을 높이다

기가 인터넷 서비스 시대


HFC 기가 인터넷 인프라를 통해 고품질의 인터넷, IPTV 서비스를 시작한지 어느덧 2년이 흘렀습니다. HFC망을 보유하고 있는 주요 통신 사업자는 DOCSIS 3.0 채널 본딩 기술을 바탕으로 케이블망의 신규 구축 없이 기존 케이블망에서 추가 주파수를 가지고 FTTH기술과 동등한 기가급 인터넷 서비스를 상용화했고, 그 동안 수많은 기가 인터넷 가입자를 확보 했습니다. 그리고 현재 DOCSIS 3.1 기술 도입을 통해 동일한 주파수 채널대역폭으로 DOCSIS 3.0 기술 보다 50%이상 데이터 전송 효율을 높이는 계획을 준비 중입니다.

 

이러한 업계의 움직임에 또 한번의 새로운 변화가 다가오고 있습니다. 바로, Remote PHY 솔루션을 통한 IP기반 디지털 HFC망 구현입니다.

 

시스코 VNI(Visual Network Index) 보고서에 의하면 최신 트렌드의 하나로 ‘IP 트래픽 성장세’가 소개되었는데요. 매년 IP 트래픽이 꾸준히 증가하는 상황에서 글로벌 케이블 사업자의 공통된 고민은 바로 지속적인 인프라 투자비용, 운용비용 증가 및 복잡한 망 환경 개선일 것 입니다. 이러한 현실적인 문제를 해결하기 위해 다양한 방법을 시도 했지만, 그 해법을 찾는 것은 쉬운 일이 아니었습니다.

 

그래서 시스코는 글로벌 인더스트리 리더로서, 이러한 현실에 대한 해법으로 Remote PHY 솔루션을 출시했습니다. Remote PHY 솔루션이란 Ethernet, PON등의 Fiber 솔루션을 활용하여, Analog HFC망을 IP기반 디지털망으로 변화시키는 솔루션입니다. CCAP(Converged Cable Access Platform) 시스템을 IP 디지털기반의 네트워크로 변화 시킬 수 있고, 투자 비용, 운용 비용을 절감함과 동시에 케이블 네트워크의 성능을 향상 시킬 수 있습니다. Remote PHY 솔루션의 시작은 초기 북미 케이블 사업자인 Comcast 사에서 C-DOCSIS 표준을 기반으로 한 DOCSIS 3.1과 CCAP 서비스를 위한 DAA (Distributed Access Architecture) 를 제안하는데서 시작되었습니다. 이후, 2015년 6월 CableLabs에서 Distributed Architecture와 CCAP을 포함하는 DCA(Distributed CCAP Architecture) – MHAv2 표준 규격화하여 발표했습니다.


 

< MHAv2 Reference Architecture for DOCSIS Signaling and Provisioning >

 


Remote PHY 솔루션이란?


Remote PHY솔루션은 DOCSIS PHY 구성 요소를 분리하여 IP 네트워크의 끝에 놓는 방식입니다. IP 네트워크 끝점에 최소한의 하드웨어 및 소프트웨어를 배치하고 CCAP 코어와 같은 핵심 기능들은 중앙 집중식으로 가져가는 것입니다. 그리고 Remote PHY 솔루션은 이더넷, IP, L2TPv3 CableLabs MHA와 같은 개방형 표준을 기반으로 설계되어 있습니다.

 

Remote PHY 솔루션을 좀 더 살펴 보겠습니다. Remote PHY 아키텍처는 기존의 통합 CCAP (I-CCAP) 시스템에서 두 개의 구성 요소로 분리되어 있는데, 첫 번째 구성 요소는 CCAP 코어이고, 두 번째 구성 요소는 Remote PHY Device (RPD)입니다.

 

먼저 CCAP 코어는 DOCSIS CMTS 코어와 비디오 용 EQAM 코어 기능을 모두 포함합니다.

CMTS 코어는 DOCSIS MAC 처리 및 상위 IP계층 기능을 포함합니다.

EQAM 코어에는 EQAM이 제공하는 모든 비디오 처리 기능이 포함되어 있습니다.

 

Remote PHY Device 물리 계층 변환기로 다음과 같은 기능을 가지고 있습니다.

• 하향: CCAP 코어에서 이더넷 또는 PON 을 통해 수신 한 다운 스트림 DOCSIS, MPEG 비디오 및 OOB 신호를 RF 신호로 변환합니다.

• 상향: 하위 CM/CPE 로부터 수신한 RF 신호를 이더넷 또는 PON을 통해 CCAP 코어로 전송하기 위해 디지털 신호로 변환합니다.

 


 

그럼 Remote PHY 솔루션으로 어떠한 변화가 있을까요? Remote PHY 솔루션을 도입하면 아래 그림과 같이 HFC망 서비스 구성에 변화가 생깁니다.

 


먼저 헤드엔드 분배망 단순화를 통해 RF 분배망을 최소화하거나 분배망 없이 운용이 가능합니다. 또한 헤드엔드 랙 상면을 현재 기준 최대 50%까지 줄일 수 있으며, 전력소비도 최대 25%까지 절감 할 수 있습니다. 서비스 용량 확장이 필요할 경우 IP 디지털 기반을 통해 쉽게 10G 서비스 용량 및 노드 증설이 가능합니다. 마지막으로 아날로그 광신호에서 디지털 광신호 전환으로 기가 서비스 및 DOCSIS 3.1 서비스에 필요한 주파수가 확보됩니다.


Remote PHY 솔루션 도입에 있어서 다른 사례를 살펴보도록 하겠습니다.

 

지금까지 설명 드린 Remote PHY 솔루션은 HFC망 현장의 노드 교체가 전제 조건이었습니다. 사실 HFC망에 있는 노드 장비들을 교체하는 일은 결코 쉬운 일이 아니죠. 기존 노드 장비를 철거하고 신규 장비를 설치하는 과정에서 데이터 송수신과 방송서비스가 중단될 뿐만 아니라 새로운 RF 환경 구성을 위해 상당한 시간과 자원을 쓰기 때문에 부담스러운 일이 될 수 밖에 없습니다. 그래서, 시스코는 기존 HFC망 환경을 그대로 유지하면서 국사내 헤드엔드 구성을 간소화 할 수 있는 Remote PHY Shelf 장비를 제공합니다. , 기존 HFC망에 있는 노드 장비들은 그대로 사용하면서 중소형 국사를 통합하고, 헤드엔드 구성을 간소화 할 수 있는 것입니다. 예를 들어, 현재는 아래 왼쪽 그림과 같이, 중소형 국사에도 메인국사와 동일한 서비스를 위해 같은 장비 구성이 되어 있습니다.

 


만약 Remote PHY 솔루션을 도입하면 어떻게 될까요예상하시는 바와 같이 중소형국사에 있는 CMTS, EQAM, RF분배단 등을 Remote PHY Shelf 로 간단하게 구성하여 서비스 할 수 있습니다중소형국사를 메인국사로 통합하는 것으로 얻는 랙상면전력 절감 효과는 그 수가 많을수록 당연히 더 커지겠지요?


시스코 Remote PHY 솔루션은 HFC망 서비스를 통합하고 확장하는데 생기는 문제들을 효과적으로 해결 할 수 있고, 기존 서비스 환경을 새롭게 변화 시킬 수 있습니다. 또한 Remote PHY를 포함하여 I-CMTS M-CMTS 모두 동일한 시스템에 공존 할 수 있으며, 동일한 소프트웨어 기반 및 구성 시스템을 사용할 수 있습니다. 이것은 새로운 서비스 준비에 필요한 시간, 비용 절감과 호환성을 위한 매우 강력한 장점입니다.

 

시스코는 케이블 SDN/NFV 세상으로의 여행을 위해 그 첫 걸음으로 Remote PHY 솔루션과 함께 시작하고 있는데요, 이 놀라운 여행에 시스코와 함께 하시길 바랍니다.

 


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이 글은 시스코 코리아 통신사업자 솔루션 스페셜리스트 

김영준 부장이 작성한 칼럼입니다. 



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