[칼럼] 새로운 모빌리티 환경으로의 도약, Telco Cloud


5G, SDN, 시스코, 만물인터넷



5G 시대를 앞두고 그 사전 작업이자 전초전이라 할 수 있는 Telco Cloud Infra 구축의 움직임이 한국 시장에서 감지되고 있습니다. 세계 최초의 상용 플랫폼 구축을 목표로하는 Telco Cloud를 통해 어떤 이동통신 환경이 도래할지 소개해 드리겠습니다. 


SDN (Software Defined Network) / NFV (Network Function Virtualization) 라는 용어와 기술이 등장한 이래 이동통신의 영역에서도 이를 현실화 하고자 하는 노력들이 지속적으로 이뤄졌고, CDMA 쪽 진영이 있긴하나 현재의 통신 시장을 주도하고 있는 3GPP 진영, 그 중에서도 ETSI를 중심으로 NFV 아키텍처와 프레임워크를 정리하고자 하는 시도가 계속되고 있습니다. 이를 통해 ETSI NFV-MANO(Management and Orchestration)라는 관리 구조가 등장하였으며 목하 이동통신 업계는 가상화라는 주제로 이슈를 몰아가기 시작합니다.




이후 이동통신 업계의 가장 큰 화두는 IoT/M2M과 NFV로 재편되었는데, 그럼에도 불구하고 NFV로 대변되는 가상화 솔루션에 대한 끊임없는 의구심이 제기되어 오고 있습니다. 이유는 그 간 시장의 주력 제품으로 통용되어오던 모빌리티 전용플랫폼 제품군 (예. 시스코 ASR5K/5.5K 시리즈)들이 제공하는 높은 신뢰도와 가용성, 그리고 이동통신 서비스에 특화된 소프트웨어 기술들이 가상화 플랫폼에서도 여전히 원활하게 운용될 수 있을 것인가 하는 의문과, 현재까지 특별한 이슈를 만들지 않고 사업자가 혹은 사용자가 원하는 서비스를 잘 제공해 오고 있는 이 제품들을 굳이 가상화하고 신규 투자를 통해 바꿔야만 하는지가 주요한 쟁점이 되어 오고 있는 것입니다. 전자는 신뢰성의 문제를 후자는 비지니스 관점의 동인을 묻고 있는 질문이 되었고 여전히 명확한 해답을 가지고 있다고 보기에는 다소 무리가 있는 상황입니다.


이에 대한 해결점을 제시할 마켓 드라이버는 최근 국내외를 막론하고 많은 관심을 끌어 모으고 있는 5G 기술이 될 것으로 보입니다. 현행 사용자당 100Mbps 근처의 서비스를 1Gbps 대역으로 끌어 올리는 작업이 기술 개발의 근간이 될 것으로 보이는 5G 네트워크는 그 만큼 많은 데이터 사용량을 유발시키게 될 것이고 앞서 설명한 전용 플랫폼 제품군으로서는 그 비용과 효율, 그리고 관리 측면에서 5G 네트워크의 트래픽 처리에 어려움을 겪을 것으로 전망되어, 한국과 일본, 미국, 유럽의 몇몇 나라를 시작으로 이동통신 및 신기술에 민감한 나라와 사업자들을 중심으로 NFV 솔루션에 대한 Trial/PoC가 시작되고 있습니다. 그리고 이러한 움직임 속에 새로운 기술 용어가 등장합니다. 바로 Telco Cloud 입니다. 


익히 알려진 클라우드와 달리 이들 용어는 전용 플랫폼이 제공해 왔던 이동통신 기술/제품/솔루션을 클라우드 기반으로 구현한 것을 의미하며, 이를 통해 미래의 이동통신 제품군들의 성패를 가르게 될 새로운 기준을 제시하고 있습니다. 그 기준이 바로 고신뢰성, 고가용성입니다. 성능이 그냥 높아서 해결되고 제품이 선택되는 것이 아니라, 높은 기준의 수치로 성능과 QoS를 보장할 수 있어야 하며, 여하한 상황에서도 서비스의 연속성을 보장해야 하고 이를 통해 “Carrier Grade”를 원활히 달성할 수 있어야 하는 Telco Cloud가 필요하게 된 것입니다. 


예를 들어 데이터 전송시에도 높은 신뢰성 (10^-6) 기준을 만족해야 하고 패킷 전송지연 시간도 End-to-End로 2msec 이하를 만족시켜야 하며, 불특정 에러로 장비에 이상이 발생한 경우에는 서비스 연속성을 보장하기 위해 모든 노드/카드/포트/프로세스/네트워크에 이르기 까지 이중화 또는 삼중화 방안을 제공해야 합니다. 또 장비의 에러상황에서의 절체와 복구시에도 기존 호처리/세션/서비스/플로우 정보를 유지하고 있어야 합니다. 이러한 측면에서 기존에 이야기되고 있는 데이터 센터의 클라우드와는 차별화된 관점에서의 접근이 필요하게 된 것입니다.







위 그림을 통해 Telco Cloud와 통용되는 관련 용어, 그리고 워크스콥을 정리할 수 있습니다. 즉, Telco Cloud를 구성하는 요소는  H/W(NFVI : Network Function Virtualization Infrastructure)와 이를 관리하기 위한 Openstack(VIM : Virtualized Infrastructure Manager)을 함께 Telco Cloud Infra로 얘기하며, 이 인프라 위에 가상화된 서비스나 소프트웨어 즉 VNF (Virtualized Network Function)를 올려서 서비스를 구축하고, VNFM(Virtualized Network Function Manager)을 통해 관리를 하는데 이 상위 레이어를 Telco Cloud Infra와 함께 통틀어 Telco Cloud로 부를 수 있습니다. 


인프라 위의 VNF를 어떤 서비스/소프트웨어 사용하는지에 따라 적용되는 비지니스와 솔루션 제품군이 나뉘게 되는데, 그림 왼쪽의  vEPC와 M2M 제품이 사례가 될 수 있습니다. 즉 가상화 플랫폼(인프라)에 VNF로 EPC 코어 소프트웨어를 올리고 이동통신 서비스를 하거나 (Telco Cloud 기반의 vEPC 솔루션) 이를 통해서 M2M 제품군과 연계하여 M2M 서비스를 하는 도입 사례(Telco Cloud 기반의 M2M 솔루션)가 만들어 질 수 있습니다. 


현재로서는 각각 가상화가 진행되고 있는 EPC 코어와 RAN(기지국) 제품군들이 가장 먼저 Telco Cloud에 올라가게 될 것으로 예상되고, 이를 효율적으로 지원하기 위한 PCRF나 IMS 제품군들이 올라간 뒤에는, 5G 시대를 준비하는 서비스 코어(혹은 Service Gateway) 제품군들까지 Telco Cloud위에서 구축될 것으로 보이며, 사업자들이 제공하는 이동통신 서비스 전반이 여기에서 구축/운용되게 될 것으로 전망됩니다.


한편 NFV 기술 뿐 아니라 SDN 기술의 본격적인 도입도 눈에 띕니다. 즉 vEPC를 예로 드는 경우, 기존에 전용플랫폼 제품군 뿐만 아니라 가상화된 제품군에서도 Control Plane과 User Plane이 하나의 통합 솔루션으로 구성된 모양이 주류를 이루고 있었으나, 특히 시스코 제품군을 비롯한 최근의 트렌드에서는 Control Plane과 User Plane을 분리하고 이들을 Openflow 같은 SDN 기술로 연결함으로써 각 파트별로 별도 확장성을 제공하거나 위치와 상관없이 독립적으로 운용하는 방안들이 시장에 모습을 나타내고 있습니다. 이 경우 사업자가 집중하고 있는 성능 및 QoS, 그리고 비용 측면에서도 상당한 이점을 가질 수 있을 것으로 기대되는 바가 큽니다.





이제는 네트워크를 개발, 구현 및 설치하는 양상이 크게 바뀌게 될 것입니다. 통일된 x86 기반의 클라우드 인프라로 더 이상 플랫폼에 대한 고민없이 필요로 하는 서비스만 소프트웨어로 개발해서 서비스 코어를 통해 다이나믹하게 제어하고 운용하는 시대로, 트래픽의 요구사항이 증대할 때마다 User Plane의 용량만을 가변적으로 운용함으로써 쉽고 빠르고 저렴하게 네트워크를 관리할 수 있는 시기가 도래할 것입니다. 


이 변화의 핵심에 SDN과 NFV 기술이 있으며, 이를 현실화 시키게 될 첫 단추가 Telco Cloud 가 될 것입니다. 앞으로 얼마나 많은 변화와 혁신이 미래 통신 시장에 도래할 지 모두 함께 관심과 기대를 가지고 지켜봤으면 합니다. 더불어 그 한 가운데에서 시스코의 역량이 빛을 발하고 시장의 주도로 자리하기를 바랍니다. 


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이 글은 시스코 박평규 모바일 네트워크 스페셜가 작성한 칼럼입니다.




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