Saturday, November 14, 2020

시스코 - IP 최적화된 광전송 솔루션, Routed Optical Network


시스코가 최근 IP 네트워크와 광전송 네트워크를 통합한 아키텍처인 ‘라우티드 옵티컬 네트워크(Routed Optical Network)’ 솔루션을 발표했다. 시스코 라우티드 옵티컬 네트워크는 IP/MPLS와 광전송 네트워크(OTN) 기술을 통합해 소프트웨어정의네트워킹(SDN) 기반으로 멀티서비스를 제공하는 패킷 네트워크 플랫폼 아키텍처다.

궁극적으로는 IP 플랫폼만으로 통합된 Hop-to-Hop (H2H) IP·광 통합 네트워크를 제공하는 것이 목표다.


▶ 시스코 Routed Optical Network 아키텍처의 특징


 400G coherent transponder 기능을 라우팅 장치에 통합:

실리콘 포토닉스의 새로운 발전을 활용하여 IP 라우팅과 coherent DWDM을 통합한다. 대규모 라우팅 플랫폼 상에서 매우 컴팩트 한 QSFP56-DD 내에 400G cohernet 전송을 실현하여 라우팅 포트 밀도나 용량 측면에서 타협하지 않고 서비스 라인 카드를 활성화한다.

 사설 회선/OTN 서비스 및 포토닉 스위칭을 단일 통합 IP/MPLS 네트워크 계층으로 통합: 

모든 장애 시나리오에 대해 50ms 미만의 서비스 복원력을 위해 세그먼트 라우팅(Segment Routing) 활용하여 IP, OTN 및 사설 회선 서비스를 단일 IP/MPLS 네트워크 계층 (단일 포워딩 플레인 및 단일 컨트롤 플레인)으로 서비스 통합

✓ H2H IP Core 아키텍처를 활용

경합없는 ROADM과 관련된 복잡성을 피하고 Shannon’s Limit에 의해 부과되는 비용이 많이 드는 재생성 필요성을 줄이는 H2H IP Core 아키텍처를 활용하여 대규모 네트워크 단순화 및 광 사용률 향상
* H2H (Hop to Hop)

✓ 폐쇄 루프 자동화 프레임워크

서비스 경로 계산, 활성화, 오케스트레이션, 교정 및 최적화를 위한 단일 통합 IP·광 인프라 전반에 걸쳐 폐쇄 루프 자동화 프레임워크(closed-loop automation framework)를 통해 자동화된 네트워크 인프라를 실현한다.


▶ Routed Optical Network 아키텍처


라우티드 옵티컬 네트워킹 아키텍처는 통합된 SDN 전송 프레임워크의 한 구성 요소다.

전통적인 네트워크 아키텍처

전통적인 네트워크 아키텍처는 계층 간 서비스 핸드오프를 위해 라인 카드에 의존하는 네트워크 계층으로 구성된다. 이러한 계층화된 아키텍처는 많은 투자 비용(CapEx)을 지출하고 계층 간 핸드오프를 위해 수동 작업을 하으모 비효율적이다. 각 계층도 서로 독립적으로 작동하는 자체 제어 및 관리 플레인이 연결되어 있다.

시스코는 IP와 광 영역의 통합을 가져오는 기술을 통해 네트워크 단순화를 통해 문제를 해결하려 한다. 이 새로운 접근 방식은 각각의 사일로 네트워크에서 통합된 H2H (Hop-to-Hop) IP와 광 네트워크에서 IP/MPLS 기반 단일 제어 플레인의 새로운 아키텍처로 전환한다. 이는 단순화와 비용 절감을 가져온다.

아래와 같은 접근을 통해 서비스 제공 업체 네트워크 인프라에서 종단간 자동화를 가능하게 한다.

✓ 레거시 TDM 서비스를 처리하는데 필요한 OTN 스위칭 인프라의 동화
✓ IPoDWDM에 존재했던 IP 패브릭의 deloading을 손상하지 않고 라우팅 장비에서 직접 고용량 광 인터페이스(grey 및 coherent)를 직접 통합
✓ CDC(Colorless Directionless Contentionless) 재구성 가능한 ROADM의 비용과 복잡성 없이 IP 도메인의 단일 네트워킹/스위칭 계층과 간단한 지점 간 광 인프라를 특징으로 하는 완전한 코어 H2H IP 라우팅 아키텍처
✓ 다음을 위한 IP/라우팅 및 광 전송 인프라 전반에 걸친 단일 통합 전송 SDN:
- 통합 용량 및 네트워크 계획
- 경로 최적화
- 서비스 보증, 재고 및 요소 관리
- 폐쇄 루프 자동화

통합된 SDN 전송 네트워크 아키텍처

혁신적인 아키텍처 변경은 서비스 제공 업체의 운영 구조에 지장을 주므로 단계적 도입을 포함한다.
Routed Optical Networking 아키텍처의 솔루션 구성 요소는 현재 보유하고 있는 ROADM 기반 광 네트워크와 상호 작용할 수 있다. 통합 SDN 전송 아키텍처는 아래와 같은 비 효율성을 해결한다.

1. 400G 트랜스폰더 기능 통합
2. 다음의 통합을 통한 서비스 수렴
- OTN 집선 및 스위칭 기능
- 포토닉 스위칭

RON 아키텍처 변환 솔루션 구성 요소


▶ 서비스 통합을 위한 Routed Optical Network 아키텍처


많은 서비스 제공 업체는 서비스 자체보다 서비스를 제공하기 위해 네트워크 계층에 초점을 맞추고 있다. 이런 복잡성을 줄이고 용량을 최대화하며 비효율성을 제거하려면 아키텍처 변경이 필요하다.
서비스 제공 업체가 직면한 문제를 해결하기 위해 차세대 네트워크 구축을 위한 지침으로 아래와 같은 원칙을 활용한다.

✓ 계층 제거
- 운영 라이프 사이클 단순화
- 전력 및 설치 공간 감소

✓ 레거시 서비스 및 고속 사설 회선 및 OTN 서비스를 위한 고급 회로 에뮬레이션
- 단일 계층 네트워크를 통한 네트워크 단순화
- 기존 SLA 충족
- 전용 대역폭 및 예측 가능한 경로 제공

✓ 크게 감소된 포트 밀도 트레이드오프로 광 장치 통합
- 400G 가격대가 게임을 바꾸고 있다
- 그레이 옵티컬 라인카드 포트 밀도에 비해 최대 0%까지 줄일 수 있는 더 작은 폼 팩터
- 더 큰 용량을 얻기 위한 경로

✓ ROADM 기반 아키텍처에서 H2H 아키텍처로 이동
- Bypass에서 H2H 네트워크로 원활하게 전환
- 종단 거리를 단축하여 최적의 용량 제공
- 운영 단순화
- 라이프 사이클 관리 단순화

Routed Optical Networking 아키텍처는 서비스에 최적화된 네트워크를 제공하기 위해 제공되는 기술과 새로운 용량을 활용한다. 네트워크 단순화를 제공하면서 네트워크 용량 최적화를 가능하게 한다. 이는 계층을 축소하고 계층의 복잡성과 중복 특성을 제거함으로 달성한다.

HC to OB to H2H 아키텍처 비교

H2H 접근 방식은 HC 네트워크보다 상대적으로 40%, OB 네트워크에서 약 34% 비용 절감 효과를 보여준다. 더 많은 인터페이스가 필요하지만, 통합 SDN 전송 네트워크에서 H2H 아키텍처의 장점은 운영 라이프 사이클을 단순화하면서 용량 최적화를 통해 더 낮은 비용을 활용할 수 있다는 것이다.


▶ 네트워크 자동화 프레임워크


Routed Optical Networking 아키텍처의 변화를 주도하는 두 가지 주요 개념이 있다.
✓ 라우터에서 디지털 코히런트 WDM 인터페이스 직접 통합
✓ ROADM에 대한 의존도를 줄이거나 제거하여 포토닉 인프라 단순화

라우터에 디지털 코히런트 WDM 인터페이스를 직접 통합하면 광 전송과 패킷 영역 사이의 계층을 가로지르는 전통적인 수동 서비스 핸드오프가 필요 없다.

네트워크 자동화는 모든 네트워크 기능을 계획, 최적화, 관리, 유지하는 핵심 요소로 진정한 SDN을 구현하고 종단 기반 네트워크 인텔리전스를 추진한다.

네트워크 아키텍처가 enabled된 네트워크 자동화

▶ 디지털 코히런트 Optics의 진화


IP 집선 애플리케이션 공간에서는 MPA(Modular Port Adapters) 및 DCO(Digital Coherent Optical) 플러그 형 모듈을 특징으로 하는 IP 집선 장치를 활용하여 IP/광 통합을 제공 할수있다. DCO 모듈의 통합을 통해 광 트랜스폰더 라인 카드의 비용과 복잡성을 발생시키지 않고 IP 통합 장치로 직접 일관된 DWDM 인터페이스를 직접 터미네이션할 수 있다.

플러그형 코히런트 Optics의 진화

* 참고 자료 및 출처

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