도시권 통신망
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1. 개요
도시권 통신망(MAN, Metropolitan Area Network)은 도시 내의 여러 건물이나 사무실을 연결하는 통신망을 의미한다. 1990년대 후반, 근거리 통신망(LAN) 상호 연결을 위해 공중 전화망의 한계를 극복하고자 광섬유 케이블을 활용한 도시권 통신망이 등장했다. 이후 고밀도 파장 분할 다중화(DWDM) 기술 도입으로 전용 회선 구축의 부담을 줄였으며, 메트로 이더넷의 등장과 캐리어 이더넷으로의 발전을 거듭했다. 인터넷 교환 지점(IX)은 MAN을 국가 및 글로벌 인터넷에 연결하는 역할을 수행하며, 주요 도시들은 이러한 IX를 통해 기업과 데이터 센터를 유치하고 있다.
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| 도시권 통신망 | |
|---|---|
| 광역 통신망 | |
 | |
| 개요 | |
| 정의 | 도시 지역을 서비스하는 컴퓨터 네트워크 |
| 범위 | 여러 건물 블록에서 도시 전체에 이르기까지 LAN보다 넓은 지리적 영역에 최적화됨 |
| 컴퓨터 네트워크 종류 (규모별) | |
| 나노 스케일 | 나노네트워크 |
| 근거리 통신 | NFC |
| 신체 | BAN |
| 개인 | PAN |
| 근거리 | NAN |
| 근거리 통신망 | LAN |
| 홈 | HAN |
| 스토리지 | SAN |
| 무선 | WLAN |
| 가상 | VLAN |
| 캠퍼스 | CAN |
| 백본 | 백본 |
| 도시권 | MAN |
| 광역 | WAN |
| 클라우드 | IAN |
| 인터넷 | 인터넷 |
| 행성 간 인터넷 | 행성간 인터넷 |
2. 역사
도시권 통신망(MAN)의 역사는 기술 발전과 함께 여러 단계로 진화해 왔다. 1990년대 후반 근거리 통신망(LAN)의 발달과 함께 도시 내 LAN 연결 필요성이 증가하면서 도시권 통신망이 등장했다. 초기에는 전화망의 한계로 인해 단일 모드 광섬유를 이용한 암흑 광섬유 네트워크가 대안으로 떠올랐다.
2000년대에는 고밀도 파장 분할 다중화(DWDM) 기술이 도입되면서 도시권 통신망은 획기적인 발전을 이루었다. DWDM은 대용량 데이터 전송과 효율적인 네트워크 구축을 가능하게 했다. 이후 메트로 이더넷이 등장하여 광섬유 링 기반의 MAN 백본을 구축하고, 인터넷 프로토콜(IP)을 이용한 데이터 라우팅을 실현했다.
메트로 이더넷의 발전은 광역 통신망(WAN)에서 이더넷 프로토콜을 사용하는 캐리어 이더넷으로 이어졌으며, 메트로 이더넷 포럼(MEF)과 같은 표준화 단체의 노력을 통해 더욱 발전했다.
서베를린에서는 BERCOM 프로젝트를 통해 공공 자금 지원 대학과 연구 기관의 메인프레임 컴퓨터를 연결하는 광대역 통신 시스템을 구축했다.[4] 이 프로젝트는 독일 연방 우체국이 이미 설치한 광섬유 케이블 덕분에 빠르게 진행될 수 있었다. 서베를린의 암흑 광섬유 네트워크는 도시 중심부에 허브가 있는 스타 토폴로지를 가졌으며, BERCOM MAN 백본은 GMD 혁신 컴퓨터 시스템 및 텔레포니 연구 센터에서 개발한 고속 링 네트워크 슬롯형 링 프로토콜을 사용한 광섬유 이중 링으로, 280 Mbit/s의 데이터 전송을 두 번 지원할 수 있었다.[4]
2. 1. 초기 발전 (1990년대 후반)
1999년까지, 근거리 통신망(LAN)은 건물과 사무실에서 데이터 통신을 제공하며 잘 구축되었다.[3] 도시 내 LAN 상호 연결을 위해 기업들은 주로 공중 전화망에 의존했다. 그러나 전화망은 다양한 LAN 프로토콜이 구현하는 패킷 기반 데이터 교환을 지원할 수 있었지만, 대역폭은 이미 회선 교환 음성에 의해 심각한 수요를 받고 있었고, 전화 교환국은 LAN이 생성하는 트래픽 급증에 대처하도록 설계되지 않았다.[4]LAN을 보다 효과적으로 상호 연결하기 위해, 당시 장거리 전화 간선에서 널리 사용되던 단일 모드 광섬유 회선을 사용하여 사무실 건물을 연결하는 것이 제안되었다. 이러한 암흑 광섬유 링크는 일부 경우 고객 구내에 이미 설치되어 있었고, 전화 회사들은 가입자 패키지 내에서 암흑 광섬유를 제공하기 시작했다. 광섬유 도시권 통신망은 전화 회사에서 고객을 위한 사설 네트워크로 운영되었으며, 공공 광역 통신망(WAN)과의 게이트웨이를 통한 완전한 통합이 반드시 이루어지지는 않았다.[4]
2. 2. DWDM 기술 도입 (2000년대)
고밀도 파장 분할 다중화(DWDM)는 2000년대 도시권 통신망 발전에 큰 영향을 미쳤다.[5] 장거리 DWDM 개발(0~3000+ km)로 대량 데이터 교환 및 파일 서버 미러 구축이 가능해졌다. 기업들은 통신 사업자의 기존 광섬유 MAN에 DWDM을 사용하여 전용 광섬유 링크 없이도 도시 내 제공 업체의 기존 암흑 광섬유 네트워크를 활용해 전용 MAN을 구축할 수 있게 되었다. 이는 MAN 구축 및 유지 관리 비용을 절감했다.[5]DWDM 플랫폼은 단일 광섬유 쌍을 32개 파장으로 나누어 대역폭을 증가시켰다. 각 파장은 10 Mbit/s에서 10 Gbit/s를 지원하여, 기업은 MAN 가입 시 대역폭 확장이 가능했다. 또한 DWDM은 모든 프로토콜 및 트래픽 유형 전송을 지원하여 프로토콜 변환 필요성을 완화하고 기업에게 프로토콜 선택권을 제공했다.[5]
2. 3. 메트로 이더넷 등장 (2000년대)
메트로 이더넷은 대도시 내에서 기가비트 이더넷 MAN 백본으로 광섬유 링을 사용한다. 링 토폴로지는 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하여 구현되므로, 링크가 혼잡하거나 실패할 경우 데이터를 재라우팅할 수 있다.[6] 미국에서 스프린트사(Sprint Corporation)는 MAN 백본에서 IP 패킷을 라우팅하는 광섬유 링을 일찍 채택했다. 2002년과 2003년 사이에 스프린트는 샌프란시스코, 오클랜드, 샌호세를 커버하기 위해 3개의 MAN 링을 구축했으며, 차례로 이 3개의 메트로 링을 추가 2개의 링과 연결했다. 스프린트 메트로 링은 음성과 데이터를 라우팅했으며, 여러 지역 통신 교환 지점에 연결되었고 총 약 304.17km의 광섬유 케이블을 사용했다. 메트로 링은 또한 프레몬트, 밀피타스, 마운틴뷰, 팔로알토, 레드우드 시티, 샌브루노, 샌카를로스, 산타클라라, 서니베일과 같은 실리콘밸리 기술 허브의 일부가 된 여러 도시를 연결했다.[7]IP 트래픽을 라우팅하지 않는 메트로 이더넷 링은 대신 다양한 독점 스패닝 트리 프로토콜 구현 중 하나를 사용했다. 각 MAN 링에는 ''루트 브리지''가 있었다.[8] 레이어 2 스위칭은 네트워크에 루프가 있으면 작동할 수 없으므로, L2 MAN 링을 지원하는 프로토콜은 모두 중복 링크를 차단하여 링의 일부를 차단해야 한다.[5] 다중 프로토콜 레이블 스위칭(MPLS)과 같은 캡슐화 프로토콜도 L2 메트로 이더넷 링 운영의 단점을 해결하기 위해 배치되었다.[5]
2. 4. 캐리어 이더넷으로의 발전
메트로 이더넷은 근거리 통신망(LAN)을 넘어 이더넷 프로토콜을 확장한 것으로, 이더넷에 대한 투자가 이어지면서 광역 통신망(WAN)에서 이더넷 프로토콜을 사용하는 캐리어 이더넷이 배치되었다.[9] 메트로 이더넷 포럼(MEF)은 도시권 통신망에 대한 모범 사례 및 표준 정의 노력을 통해 캐리어 이더넷을 정의했다.[9] IEEE가 새로운 이더넷 기반 독점 프로토콜을 표준화하려고 시도하는 동안, MEF와 같은 산업 포럼이 그 격차를 메웠고, 2013년 1월에는 ''캐리어 이더넷 2.0'' 사양을 충족하는 네트워크 장비에 대한 인증을 시작했다.[10]3. 도시 인터넷 교환 지점 (Metropolitan Internet Exchange Points)
국제 인터넷 교환 지점(IX)을 호스팅하는 도시는 기업과 데이터 센터가 선호하는 위치가 되었다. 암스테르담 인터넷 교환(AMS-IX)은 세계에서 두 번째로 큰 인터넷 교환 지점으로, 고속 인터넷 액세스에 의존하는 기업들을 암스테르담으로 유치하여 암스테르담 광역 네트워크 역시 고속 인터넷 액세스의 이점을 누리고 있다.[14] 프랑크푸르트는 비영리 DE-CIX를 호스팅하여 국제 기업의 데이터 센터를 유치하는 중심지가 되었으며, DE-CIX는 세계에서 가장 큰 인터넷 교환 지점이다.[14] DE-CIX는 광역 또는 지역 내에서 데이터를 유지하여 지역 통신 사업자의 전송 비용을 절감하고, 다른 주요 MAN과 전 세계적으로 장거리 저지연 피어링을 허용한다.[15]
3. 1. 주요 기능 및 역할
보스턴 광역 교환 지점(Boston MXP)은 하버드넷과 같은 도시형 이더넷 제공업체가 스프린트 코퍼레이션(Sprint Corporation) 및 AT&T와 같은 전국 통신 사업자와 데이터를 교환할 수 있도록 했다.[11] 매사추세츠 공과대학교와 보스턴 대학교는 보스턴 MXP를 사용하여 데이터, 음성 및 비디오를 교환함으로써, 교환 지점은 캠퍼스 통신망 간의 낮은 지연 시간 링크 역할도 수행했다.[11]대도시에서는 여러 지역 제공업체가 암흑 광섬유 MAN 백본을 구축했을 수 있다. 런던에서는 여러 제공업체의 도시형 이더넷 링이 런던 MAN 인프라를 구성한다.[13]
3. 2. 주요 도시 인터넷 교환 지점
인터넷 교환 지점(IX)은 역사적으로 도시권 통신망(MAN)을 국가 또는 글로벌 인터넷에 연결하는 데 중요했다. 보스턴 광역 교환 지점(Boston MXP)은 하버드넷과 같은 도시형 이더넷 제공업체가 스프린트 코퍼레이션, AT&T와 같은 전국 통신 사업자와 데이터를 교환할 수 있도록 했다. 또한, 매사추세츠 공과대학교와 보스턴 대학교 등 여러 대학교 간의 낮은 지연 시간 링크 역할을 하여 보스턴 MXP를 통해 데이터, 음성, 비디오를 교환할 수 있었다.[11] 2002년 현재 운영되는 미국의 광역 인터넷 교환 지점으로는 앵커리지 광역 액세스 포인트(AMAP), 시애틀 인터넷 교환(SIX), 댈러스-포트워스 광역 액세스 포인트(DFMAP), 덴버 인터넷 교환(IX-Denver)이 있다.[11] 버라이즌은 MAN을 상호 연결하고 인터넷에 액세스할 수 있도록 세 개의 지역 광역 교환소를 운영했다. MAE-West는 산호세, 로스앤젤레스 및 캘리포니아의 MAN에 서비스를 제공한다. MAE-East는 뉴욕 시, 워싱턴 D.C., 마이애미의 MAN을 상호 연결한다. MAE-Central은 댈러스와 일리노이의 MAN을 상호 연결한다.[12]대도시에서는 여러 지역 제공업체가 암흑 광섬유 MAN 백본을 구축했을 수 있다. 런던에서는 여러 제공업체의 도시형 이더넷 링이 런던 MAN 인프라를 구성한다. 다른 MAN과 마찬가지로 런던 MAN은 주로 도시 고객의 요구를 충족하며, 일반적으로 낮은 대역폭의 많은 연결, 다른 MAN 제공업체로의 빠른 전송, 국가 및 국제 장거리 제공업체에 대한 높은 대역폭 액세스가 필요하다. 대도시의 MAN 내에서 광역 교환 지점이 이제 중요한 역할을 한다. 런던 인터넷 교환(LINX)은 2005년까지 대런던 지역에 여러 교환 지점을 구축했다.[13]
국제 인터넷 교환 지점 중 하나를 호스팅하는 도시는 기업과 데이터 센터가 선호하는 위치가 되었다. 암스테르담 인터넷 교환(AMS-IX)은 세계에서 두 번째로 큰 인터넷 교환 지점이며 고속 인터넷 액세스에 의존하는 기업을 암스테르담으로 유치했다. 암스테르담 광역 네트워크 역시 고속 인터넷 액세스의 이점을 누리고 있다.[14] 마찬가지로 프랑크푸르트는 비영리 DE-CIX를 호스팅하기 때문에 국제 기업의 데이터 센터를 유치하는 자석이 되었다. DE-CIX는 세계에서 가장 큰 인터넷 교환 지점이다.[14] DE-CIX의 비즈니스 모델은 광역 또는 지역 내에서 데이터를 유지하여 지역 통신 사업자의 전송 비용을 절감하는 동시에 다른 주요 MAN과 전 세계적으로 장거리 저지연 피어링을 허용하는 것이다.[15]
참조
[1]
간행물
802 IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks: Overview and Architecture
https://ieeexplore.i[...]
IEEE Computer Society
2002
[2]
서적
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https://archive.org/[...]
2001
[3]
웹사이트
Quotes in 1999
http://www.ibiblio.o[...]
2022-12-25
[4]
서적
Fiber Optic Metropolitan Area Networks (MANs)
Information Gatekeepers Inc
1994
[5]
서적
Optical Network Design and Implementation
Cisco Press
1994
[6]
서적
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https://archive.org/[...]
Artech House
2003
[7]
간행물
Fiber in the Loop
Information Gatekeepers Inc
2003-11
[8]
서적
Mission-critical Network Planning
https://archive.org/[...]
Artech House
2003
[9]
서적
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Pearson Education
2012
[10]
서적
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O'Reilly
1994
[11]
서적
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https://archive.org/[...]
CRC Press
2002
[12]
서적
Discovering the Internet: Complete
Cengage Learning
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[13]
서적
ISSE 2005 — Securing Electronic Business Processes: Highlights of the Information Security Solutions Europe 2005 Conference
Springer
2005
[14]
서적
Comparative Study of Smart Cities in Europe and China 2014
Springer
2015
[15]
웹사이트
IX Reach announced as official reseller of DE-CIX New York
https://www.ixreach.[...]
IX Reach
2014-03-28
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