MSPP KT 충남망건설센터 전용기술지원팀

목 차 1. MSPP 개 요 2. RPR & EoS

1. MSPP 개 요 1.1 MSPP 개요 1.2 MSPP 장치의 형태 1.3 Network 구성 방법 1.4 보호절체 구조 목 차 1. MSPP 개 요 1.1 MSPP 개요 1.2 MSPP 장치의 형태 1.3 Network 구성 방법 1.4 보호절체 구조 1.5 시스템 특징 1.6 MSPP 장치의 응용 1.7 기존망과의 비교

1. MSPP 개요 1.1 MSPP 개요 MSPP(Multi Service Provision Platform)란 동일한 하나의 시스템을 기반으로 광 전송(SDH)기능 뿐만 아니라 다양한 형태의 서비스들을 통합 수용할 수 있는 차세대 네트워크 장비를 의미한다. 즉, 기존의 음성 서비스를 제공하는 TDM 인터페이스, 인터넷 서비스를 제공하기 위한 Ethernet 인터페이스, ATM 인터페이스 및 SAN(Storage Area Network) 인터페이스 등을 통합 수용하는 멀티서비스 장치이다. SDH(STM-1//4/16/64) 전송기능 Ethernet(GE, FE) 인터페이스 제공 VC12, VC3,VC4 단위 스위칭 기능 제공 RPR 및 L2스위칭 기능 제공 TDM(E1, T1, DS3) 인터페이스 제공 ATM 인터페이스 제공 DWDM 인터페이스 제공 SAN(ESCON, FICON, FC) 인터페이스 제공

[Transport-based MSPP] [Data-based MSPP] 기존의 SONET/SDH ADM, DXC 장치를 기반으로 하는 구조. Layer 1 구조를 기반으로 Layer-2 데이터 스위칭 기능 구현 회선(Circuit) 스위칭 구조 기존의 전송망과 호환성이 뛰어남. Ethernet을 기반으로 하는 데이터 스위칭 구조 Layer-2/3 스위치에서 Layer-1 전송 인터페이스(DWDM, CWDM, SONET/SDH)를 추가한 구조 전통적인 회선 서비스를 위하여 Circuit emulation 구성 패킷(Packet) 스위칭 구조 기반

1. MSPP 개요 1.3 Network 구성 방법 Chain Mode Ring with chain Mode Ring Mode DNI (Dual Node Interface) Mode Tangent rings Mode Hub Mode Intersecting rings Mode

… 1. MSPP 개요 TPS 1:N 1.4 보호 절체 구조 공통부 : 전원입력부, 제어부, 스위칭 및 클럭부 이중화 지원 STM16/64 인터페이스 : 1+1 MSP, SNCP Ring, 2/4F MS-SPRing, Unprotected 지원 TPS 1:N … STM-1/4 인터페이스 => 1+1 MSP, SNCP Ring, Unprotected 지원 DS3 인터페이스 => 1:N 보호절체 기능 제공(N=1~3) [2개의 보호절체 그룹 제공.] E1/T1 => 1:N 보호절체 기능 제공(N=1~8)

1. MSPP 개요 1.5 시스템 특징(1) 다양한 종류의 인터페이스를 통합 제공함으로써 다양한 서비스 욕구에 효과적으로 대처할 수 있으며 서비스 형태의 변경이 용이하다. E1 STM-1 STM-4 DS3 GE FE(Tx, Fx) T1 10G MS-SPRing 2.5G SNCPRing SAN ATM SDH 인터페이스 : STM-1/4/16/64 PDH 인터페이스 : E1, T1, DS3 Ethernet 인터페이스 : GE, FE(Tx, Fx) SAN 인터페이스 : ESCON, FICON, Fiber Channel ATM 및 DWDM 인터페이스

1. MSPP 개요 1.5 시스템 특징(2) 다양한 형태의 망구성 방식을 제공함으로써 효율적이고 단순한 네트웍 구성이 가능하다. PTP, Ring(SNCP, 2F/4F MS-SPRing) 구성 지원 Multi-Ring, Subtending-Ring, DNI 구성지원 10G Ring 10G 2.5G 10G [ Dual Node Interface ] [ Multi-Ring ] 10G 2.5G 10G Ring 2.5G 2.5G Ring [ Subtending Ring ] [ Subtending Ring ]

1. MSPP 개요 1.5 시스템 특징(3) 회선분배 스위칭 기능 제공을 통하여 타임슬롯을 효과적으로 사용할 수 있으며 망구조의 단순화를 가져온다. Hairpinning, Grooming 기능 지원 High Order(VC3,VC4) 스위칭 기능 제공 : 60Gbps Lower Order(VC12) 스위칭 기능 제공 : 5Gbps X 2016 Lower Order Lower Order 스위칭부 X 2016 Lower Order X 384 High Order 스위칭부 High Order X 384 384 1 2 3 4 5 6 9 11 12 13 14 15 16 SDH 인터페이스 Ethernet 인터페이스

1. MSPP 개요 1.5 시스템 특징(4) RPR 기능을 제공함으로써 효과적인 데이터 네트웍을 구축 할 수 있다. RPR 기능을 이용한 Packet Ring 구성가능 IEEE 802.17 규격에 의거한 Ethernet 데이터에 대한 Ring 구성기능을 제공하고 있으며, 50ms 이내의 안정적인 서비스 보호절체 기능을 제공한다. 공평성 알고리즘 및 통계적 다중화 기능등을 통하여 Ethernet 신호들에 대하여 대역폭의 사용의 효율성을 제공한다. Resilient packet ring OptiX OSN 3500 Internet GE FE

네트웍전체가 하나의 L2 스위칭 네트웍처럼 동작. 1. MSPP 개요 1.5 시스템 특징(5) Layer 2 스위칭 기능을 제공하여 Ethernet 서비스의 통합수용이 가능하다. Layer 2 스위칭 기능 제공 별도의 Ethernet장치가 필요 없이 MSPP장치 내에서 L2 기능을 제공함으로써 L2 네트웍 구성이 가능하게 된다. 네트웍전체가 하나의 L2 스위칭 네트웍처럼 동작.

1. MSPP 개요 1.5 시스템 특징(6) 통합수용 및 관리를 통한 상면적 및 운용관리 비용이 절감된다. 하나의 시스템을 이용하여 SDH/PDH 전송장치, Ethernet 장치, 회선분배장치, ATM장치 및 WDM 장치등과 같은 다양한 종류의 기능을 통합제공함으로서 상면적의 절감효과를 가져올 수 있음. 하나의 운용터미널을 이용하여 위와 같은 다양한 서비스를 통합 관리함으로써 운용관리효율성 및 관리비용의 절감을 가져옴. Ethernet 장치 ATM 장치 SDH/PDH 전송장치 MSPP장치 WDM 장치 회선분배 장치 운용관리장치

1. MSPP 개요 1.6 MSPP 장치의 응용 MSPP 장치의 응용 기존의 서비스(PDH/SDH) 및 데이터(Ethernet) 서비스의 통합을 통하여 다양한 서비스의 창출. - PDH, SDH 인터페이스 수용 - Ethernet (GE, FE) 인터페이스 제공 EoS 기술 및 RPR 기능을 적용하여 안정적인 데이터(Ethernet) 서비스를 제공 할 수 있으며, 다양한 형태의 서비스 제공. - 50ms 이내의 안정적인 트래픽 복구 가능. - L2 스위칭 및 VPN 기능등을 통하여 기업용 전용회선 서비스의 수용. 다양한 망구성 방식의 지원을 통한 유연한 네트워크의 구현. - Multi-Ring 기능을 통한 망구성의 통합. - 스위칭 기능 제공을 통한 대역폭의 효율적 활용 및 수동패치 접속구간 축소

1. MSPP의 개요 1.7 기존망과의 비교 구분 기존망 MSPP망 인터페이스 SDH 전송장치, PDH 다중화장치, Ethernet 인터페이스(GE, FE) 제공장치 등 여러종류의 장치가 혼재 SDH, PDH 및 Ethernet 인터페이스를 통합 지원 (SAN, ATM 및 DWDM 인터페이스도 지원가능) 망구성 복잡함 (여러 개의 네트웍이 혼재) 단순함 회선분배기능 미지원 (일부 장치의 경우 VC4/3 스위칭 제공) VC4/3 스위칭 및 VC12단위의 스위칭 기능제공 Ethernet L2 스위칭기능 별도의 L2 Switch를 이용하여 지원 L2 스위칭 기능 제공 RPR 및 EoS 기능 지원 운용관리측면 다양한 제품의 혼재로 인한 통합 운용관리가 어려움 통합 EMS를 통한 운용관리가 용이함.

2.1 RPR (Resilient packet Ring) 개요 2.2 RPR (Resilient packet Ring) 특징 목 차 2. RPR & EoS 2.1 RPR (Resilient packet Ring) 개요 2.2 RPR (Resilient packet Ring) 특징 2.3 보호절체의 기법 2.4 Unicast, Multicast 및 Broadcast 2.5 공간의 재사용 2.6 공평성 알고리즘 2.7 우선순위 서비스 2.8 토폴로지 디커버리 기능 2.9 GFP (Generic Framing Procedure) 2.10 VCAT (Virtual Concatenation) 2.11 LCAS (Link Capacity Adjustment Sheme)

2. RPR & EoS 2.1 RPR (Resilient Packet Ring) 개요 개요 현재의 SONET/SDH 네트웍을 이용한 구성은 기존의 음성 트래픽을 전송하는데 적합한 구조이며, IP 트래픽과 같은 데이터 트래픽을 전송하기에는 고정된 회선 할당으로 인한 대역폭 낭비 및 Ring 구조 지원 불가 등 여러 가지로 부적합한 구조를 가지고 있다. 따라서, 이러한 점을 보완하고자, RPR 기술이 발생하게 되었으며, RPR 구성은 기존의 SONET/SDH 망과 유사한 50ms 이하의 장애극복 등의 신뢰성을 제공하면서 효과적인 데이터 서비스를 제공 할 수 있다

2. RPR & EoS 2.2 RPR (Resilient Packet Ring) 특징 특징 보호절체 구조(Resiliency) - Steering : 새로운 경로를 설정해주는 방법 (기본사항) - Wrapping : 반대 링크로 경로를 우회시키는 방법 (선택사항) 공간 재사용(Spatial Reuse) - 기존의 토큰 링이나 FDDI에서는 송신 노드로부터 발생된 unicast packet은 수신 노드를 거쳐 전체 링을 경유한 후 송신 노드에서 제거되는 송신 노드 제거(source stripping) 방식을 사용하지만, RPR에서는 수신 노드에서 제거하는 수신 노드 제거(destination stripping) 방식을 사용한다. RPR은 수신 노드 제거 방식을 사용함으로써 다른 노드가 해당 대역폭을 재사용할 수 있다. 이를 공간 재사용 이라고 하며, 공간 재사용은 링의 전체 사용 대역폭 을 증가시키는 효과를 갖는다. 공평성(Fairness) - 대역폭을 독점하는 것을 방지하기 위하여 각 노드들은 다양한 공평성 알고리즘(fairness algorithm)을 수행하여 링 상의 모든 노드들이 대역폭을 공평하게 사용한다 우선 순위 서비스(Class) - 링상의 노드들은 전송하고자 하는 트래픽이 요구하는 대역폭, 지터(jitter) 및 latency 등의 트래픽 특성에 따라 트래픽의 서비스 등급을 구분함으로써 QoS를 지원할 수 있다.

2. RPR & EoS 2.3 보호절체 기법(1) Wrapping 기법 : 반대 링크로 경로를 우회시키는 방법 [ 정상적으로 운용중인 상태 ] [ 절체 상태 ] Node 1 Node 2 Node 3 Node 4 Node 5 Node 6 장점 절제시간이 Steering 기법에 비해 빠른 편이다. 단점 대역폭의 낭비를 가져온다.

2. RPR & EoS 2.3 보호절체 기법(2) Steering 기법 : 새로운 경로를 설정해주는 방법 [ 정상적으로 운용중인 상태 ] [ 절체 상태 ] Node 1 Node 2 Node 3 Node 5 Node 6 Node 4 장점 대역폭을 효과적으로 사용할 수 있다. 단점 Wrapping 기법에 비해 절체 시간이 다소 느리다.

2. RPR & EoS 2.4 Unicast, Multicast 및 Broadcast 장점 기존 SDH 망을 이용하여 Multicast 또는 Broadcast를 수행하기 위해서는 필요한 목적지 만큼 데이터의 재전송이 이루어져야 하므로 대역폭이 낭비된다. RPR링 상에서의 Multicast 및 Broadcast는 하나의 패킷이 링 내를 돌며 필요한 노드에서 그 패킷을 참조하게 되며, 다른 노드로 재전송이 이루어지게 된다. 이러한 기법은 링 내에 동일한 패킷이 하나만 존재하게 됨으로써 대역폭을 효율적으로 사용하게 되는 것이다. SDH ring RPR ring

2. RPR & EoS 2.5 공간 재사용 공간재사용 (Spatial Reuse) RPR에서는 수신 노드에서 제거하는 수신 노드 제거(destination stripping) 방식을 사용함으로써 다른 노드가 해당 대역폭을 재사용할 수 있다. 즉, Node1에서 Node4로 전달되는 패킷은 Node4에서 모드 패기 되므로 Node5와 Node6 사이에서는 전체대역의 대역폭을 사용할 수 있게 된다. Node 4 Node 1 Node 2 Node 3 Node 5 Node 6

2. RPR & EoS 2.6 공평성 알고리즘(1) 공평성 (Fairness) 알고리즘 개요 Node 1 Node 2 Node 3 Node 4 Node 5 Node 6 혼잡발생 Node2에서 Node1측으로 공평성 패킷을 이용하여 통보 Node1에서 트래픽 감소 Node2와 트래픽 증가 Node2, 3 사이에서 대역폭을 공평하게 사용

2. RPR & EoS 2.6 공평성 알고리즘(2) 지원 방법 링크의 대역폭을 독점하는 것을 방지하기 위하여 각 노드들은 다양한 공평성 알고리즘(fairness algorithm)을 수행하여 링상의 모든 노드들이 대역폭을 공평하게 사용한다

Allocated reservation bandwidth 2. RPR & EoS 2.7 우선순위 서비스 우선순위 서비스(Class) 링상의 노드들은 전송하고자 하는 트래픽이 요구하는 대역폭, 지터(jitter) 및 레이턴시 등의 트래픽 특성에 따라 트래픽의 서비스 등급을 구분함으로써 QoS를 지원 할 수 있다. 이러한 서비스 등급을 표기 하기 위하여 RPR에서는 프레임 제어 필드에 2비트 의 서비스 클래스 필드로서 구분하며, 크게 A, B, C의 3가지 클래스를 지원한다 서비스 등급 서비스 품질 공평성 알고리즘 적용 적용 서비스 Class Subclass 대역폭할당 지터지연 대역폭형태 A A0 Yes Small Allocated reservation bandwidth No Real-time service A1 Allocated reusable B B_CIR Medium Near real-time B_EIR Large Contention C — Best-effort Transmission

E E 2. RPR & EoS 2.8 토폴로지 디스커버리 기능 A B C D A B C D 토폴로지 디스커버리 기능 각각의 노드들은 자동으로 “Topology Information” 정보를 서로 주고받게 되며 링상의 노드들이 새로 추가된 노드에 대한 정보를 모두 공유하게 되어 자동으로 링구조의 변경이 이루어지게 된다. Idle IPS E A B C D Outer ring neighbor - D Inner ring neighbor - B Outer ring neighbor - A Inner ring neighbor - C E A B C D Detect a new neighbor

2. RPR & EoS 2.9 GFP(Generic Framing Procedure) Ethernet 신호를 SDH 전송로를 통하여 전송하기 위한 Framing 기법중의 하나로서 ITU-T G.7041에 규정되어 있으며, 다음과 같은 두가지 종류가 있다. GFP-F (Frame-based GFP) Ethernet Frame 단위별로 Framing 하는 기술로서 하나의 Ethernet 프래임은 하나의 GFP 파래임으로 매핑이 이루어지게 된다. 따라서, Ethernet frame 을 전송하는데 적합하다. GFP-T (Transport-based GFP) Block Coded 신호를 수신하여 연속적으로 Framing 하는 기술로서 일정한 크기로 매핑이 이루어지게 되며, 입력되는 신호에 대하여 투명하게 매핑이 이루어지게 되므로 전송지연 등이 최소화 된다. 따라서, ESCON, FICON, Fiber Channel 등과 같이 신뢰성이 요구되는 신호를 전달하는데 적합하다.

2. RPR & EoS 2.9 GFP (Generic Framing Procedure) GFP 프레이밍 기술의 특징 GFP는 Packet의 길이를 Frame 식별의 기본으로 하는 Framing 방식으로 Packet 시작부에 있는 PLI(Packet Length Indication) 영역의 값으로 다음 Packet을 식별한다. 전송 Packet이 없을 때는 Idle 신호가 삽입된다. 또한, Packet 길이 영역의 에러에 의한 전체 Framing의 오류를 방지하기 위해 헤더 에러 정정 부호(HEC: Header Error Check) 코드를 사용한다. 이와 같은 Framing 방식의 장점은 특정 패턴을 조사하기 위한 프로세스를 필요로 하지 않으며, 일반적인 TDM에서 사용되는 Framer의 특성과 비슷한 절차로 Frame Locking을 선언하게 된다는 것이다.

2. RPR & EoS 2.10 VCAT (Virtual Concatenation) Contiguous Concatenation 연속적으로 연결된 VC (Virtual Container)들이 하나의 물리적인 그룹으로 동일한 경로를 따라 목적지까지 전송되는 방식. 중간의 DCS나 ADM 장비를 거칠 때에도 연결된 VC들이 동시에 하나처럼 처리돼야 하므로, VC4-4c(600Mbps)와 VC4-16c(2.4Gbps)의 인접 연결을 지원하기 때문에 결국 SDH 전송 망을 이용해 전송할 수 있는 신호의 크기는 전송 신호 단위인 2Mbps, 49Mbps, 150Mbps 신호와 600Mbps, 2.4Gbps 등의 특정 크기로 제한됨. 따라서 사용자가 요구하는 신호가 이들 신호 크기와 다를 때는 사용자 신호를 수용할 수 있는 특정 신호를 선택해야 하며, 이때 선택된 특정 신호와 사용자 신호의 차이만큼 전송 효율이 떨어지게 된다.

2. RPR & EoS 2.10 VCAT (Virtual Concatenation) SDH 전송 망에서 사용되는 가장 작은 신호 단위를(2Mbps, 49Mbps, 또는 150Mbps) N배 한 임의의 크기로 신호를 만들 수 있기 때문에 사용자 신호의 크기에 맞는 특정 신호를 만들 수 있다. VCAT을 이용한 회선 적용예

2. RPR & EoS 2.10 VCAT (Virtual Concatenation) Data (Client Signal) S D C i s c o A 5 8 E R I P w e r O Y T M a j u n 1 2 L N K X W 9 3 4 6 7 t h l g SDH Network VC12(2-1) VC12(2-2) VC12(2-3) Differential Delay Buffer VC12(1-1) VC12(1-2) VC12(1-3) VC3 Frame 1 Frame 2 MFI1(1), SQ(1) MFI1(1), SQ(2) Payload 2 MFI1(1), SQ(3) Payload 3 Payload 1 VCAT

2. RPR & EoS 2.10 VCAT (Virtual Concatenation) 지연차(Differential Delay) : VC들이 각각 독립된 경로를 통하여 수신되기 때문에 도착시간이 모두 다르게 되므로 전달 경로가 가장 긴 VC 도착할 때까지 각 VC들은 버퍼에 일정시간 동안 저장돼야 한다. 이 시간을 지연 차(Differential Delay)라고 한다.

LCAS Protocol (H4, Bit 2 in K4 Byte) + Payload 2. RPR & EoS 2.11 LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme) LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme) 망 관리 시스템에 의해 특정 가상 연결 그룹(VCG)의 용량을 증가시키거나 감소시킬 때, 에러 없이 전송 용량의 증감을 수행하는 기능. CPU Control Legacy Network (HO-VC, LO-VC) MSPP Node VCAT Unit SDH Framer 63FSM For LCAS (LO- VCAT) LCAS Protocol (H4, Bit 2 in K4 Byte) + Payload FSM : Finite State Machine EMS : Element management System PS : Provisioning Server SDH Path Overhead (HO-VC / LO-VC) Management System (EMS/PS)

2. RPR & EoS 2.11 LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme) 가상 연결은 대역폭의 효율적 이용 등의 많은 장점을 가지고 있지만, 동일 데이터가 N개의 VC로 나눠서 전송되기 때문에 N개 중 1개의 경로만이라도 에러가 발생하면 전체 Packet을 버리고 상위 계층에서 재전송하게 된다. 따라서, 특정 VC 경로에 에러가 발생하게 되면 신속히 해당 경로를 가상 연결 그룹에서 제외시켜야 하며, 장애 경로가 정상으로 복구되면 이 경로를 다시 가상 연결 그룹으로 편입시키는 기능이 요구되어 진다. 이러한 기능을 서비스중인 상태에서 가능하게 하는 기술이 G.7042에 정의된 LCAS이다.