Service Provider 27호

IMS Migration Primer for MSOs

MSO, '두마리 토끼' 사냥 도전

IMS로 네트워크 고도화 … QPS 서비스 도입 검토


최근 MSO(multiple system operator)는 자신들의 케이블 상품 번들에 이동통신 서비스를 추가하는 데 대해 심각하게 고민 중이다. 기존 통신서비스 사업자(강력한 모바일 상품 보유)와 동등한 수준을 유지하고 있고, 소비자 미디어 패턴이 변화함에 따라 이제 케이블 인프라를 통한 멀티미디어 서비스용 기술 대안들에 관심이 집중되고 있다. 이동전화를 주 전화로 사용하고자 하는 가입자와 단말기, PC, 혹은 TV로부터 인터넷이나 비디오 등과 같은 멀티미디어 서비스로 액세스할 수 있는 능력을 원하는 가입자 수가 점차 늘어나는 추세다.

소위 '트리플 플레이(triple play)' 서비스, 즉 데이터, 음성 및 비디오는 이동통신 서비스가 추가되면서 '쿼드러플 플레이(quardruple play)' 서비스로 발전했다. 하지만 사실 이 비전을 정확히 포현하는 데는 '움직이는 트리플 플레이(triple play on the move)' 서비스라는 말이 더 나을 것 같다. 그리고 이러한 비전과 함께 비디오 전화, 멀티미디어 채팅 및 게임 등과 같은 통합 서비스(blended service)를 다양한 디바이스에 도입하고자 하는 요구도 커지고 있다. MSO가 경쟁력을 유지하기 위해서는 가까운 시일내에 보다 빠르고 보다 효율적인 방식으로 다양한 신규 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있어야 한다. 곧 선보일 서비스들로는 '원넘버(one-number)' 전화 서비스, 통합 메시지(e-메일 및 음성메일 통합), 듀얼 모드 셀룰러 Wi-Fi 핸드셋, 휴대폰 VoD(Video on Demand) 스트리밍, 그리고 셋탑박스를 이용해 발신자 ID 보기과 같은 크로스 디바이스(cross-device) 기능 등이 있다. MSO에게는 다양한 디바이스를 지원하는 인프라가 필요하다. 서비스는 프레즌스(presence : 당사자가 커뮤니케이션이 가능한 상태인지를 알 수 있는 기능) 및 아이덴티티(identity) 관리와 개인 맞춤형(personalized) 서비스를 지원해야 한다. 나아가 고품질 음성 및 비디오 애플리케이션을 위해 네트워크에는 빌트 인 QoS(Quality of Service) 능력이 탑재돼 있어야 한다. 하지만 무엇보다도 MSO의 가장 큰 도전은 이들이 중단 없이 기존의 주 라인(primary-line) 음성 서비스를 계속해서 제공해야 한다는 점이다.

여러 벤더와 네트워크 아키텍처 및 미디어에 걸쳐 있는 기술이라면 무엇이든 마찬가지지만, MSO가 직면하고 있는 도전들을 극복하는 데 있어서는 표준이 결정적인 역할을 한다. 오늘날의 패킷케이블(PacketCable) 1.x 사양과 요구되는 사양 사이에는 기능성의 차이가 있다. 이에 대응해 케이블랩스(CableLabs)와 케이블 업계 컨소시엄에서는 NCS(Network Call Signaling) 표준을 발전시켜 패킷케이블 2.0(PacketCable 2.0)을 만들었다.
패킷케이블 1.x는 MGCP(Media Gateway Control Protocol)의 변종인 NCS를 기반으로 집중식 아키텍처를 규정했다. PSTN의 유사한 기능을 제공하는 데는 CMS(call management server, 즉 소프트스위치), 미디어 게이트웨이, 그리고 MTA(media terminal adapter) 종단지점이 사용된다. 이 표준은 MTA 종단지점(전화기와 팩스 접속용)만 지원하며, 애플리케이션과 서비스 레벨에서 POTS 오버 IP 이상으로 가지 않는다. 이와 대조적으로 패킷케이블 2.0에는 프레즌스와 아이덴티티 기능이 있는 분산형 멀티미디어 시그널링 아키텍처를 확보하기 위해 SIP(Session Initiation Protocol)가 포함될 것이다. 패킷케이블 2.0 환경에는 SIP MTA, SIP 전화 및 소프트 전화, 비디오 전화, PC 및 게임 콘솔 그리고 듀얼 모드 셀룰러 Wi-Fi 핸드셋 등 다양한 SIP 종단지점들이 지원된다.


IMS는 MSO들이 케이블 인프라의 과중한 부담을 피하면서 그들이 가지고 있는 IP 코어네트워크의 장점을 최대한 활용할 수 있게 해준다.




하지만 SIP는 네트워크 아키텍처가 아니라 하나의 프로토콜이다. 이동통신사업자 컨소시엄인 3GPP(3rd Generation Partnership Project)는 SIP 기반 서비스용의 표준화된 네트워크 아키텍처인 IMS(IP Multimedia Subsystem) 스펙을 개발했다. 이 스펙은 다른 표준화 기구와 주요 통신사업자 그리고 장비 업체 등도 채택하고 있다. IMS는 이동통신 시장에서 시작되긴 했지만, 사실상 어떠한 액세스 기술에서든 SIP를 이용해 서비스를 지원하고 있다. IMS는 Wi-Fi, 와이맥스(WiMAX), DSL, 광대역 케이블 액세스 및 심지어 엔터프라이즈 레벨 T1까지 다중 액세스 기술이 통합될 수 있도록 발전되었다. IMS 아키텍처에는 케이블이나 모바일 네트워크에서 작동이 가능하고 패킷, 회선, 유선 및 무선 세상의 가교가 되는 업체 독립적인 컨트롤 플레인(control plane)이 포함돼 있다. 계층적 접근 방식으로 돼 있기 때문에 표준화된 수평적 방식의 서비스로부터 네트워크 인프라를 분리해 주며, 유연한 플랫폼을 통해 통신사업자가 보다 신속하게 신규 서비스 요구에 대응하고, 개인 맞춤형(셀프 가입, 친구 목록 등)과 제어(QoS, CoS, 요금, 보안, 컨텐츠 필터링 등)를 보다 잘 처리할 수 있게 된다. 시장에서 힘을 받고 있는 SIP와 IMS 덕분에, MSO와 케이블랩스가 패킷케이블 2.0 표준에 규정된 대로 차세대 네트워킹 서비스를 위한 기반으로 SIP와 IMS를 채택하기로 결정한 데는 무리가 없어 보인다. PCMM(PacketCable Multimedia)은 패킷케이블 2.0의 일부로 SIP 서비스용 QoS를 이행할 수 있는 메커니즘이 될 것이다. PCMM은 또한 패킷케이블 2.0의 영역 밖에서 비(非)SIP, 혹은 비(非)IMS 멀티미디어 애플리케이션용 QoS를 제공할 수 있다.


IMS의 약속. IMS는 애플리케이션 서버용으로 표준화된 인터페이스와 하나의 공통된 가입자 데이터 모델을 도입함으로써 신규 서비스 론칭을 위한 유연한 플랫폼을 만들 수 있는 구성요소를 갖고 있다.




IMS/SIP 멀티미디어 서비스로 이전
기존 투자를 보호하고 이미 패킷케이블 1.x에서 습득한 경험을 제대로 활용하기 위해서는 점진적이고 발전적인 경로를 따라 패킷케이블 2.0 인프라로 가야 한다. 이러한 경로는 기존의 비즈니스 니즈를 이용해 기존 네트워크에 점진적으로 기능을 추가하는 작업을 규정하고 이끌어감으로써 실현할 수 있다. IMS 아키텍처로의 진화에는 다음과 같은 세 가지 핵심 IMS 제어 기능의 통합이 포함된다. 우선 S-CSCF(Serving Call Session Control Function)는 홈 프록시(home proxy) 혹은 가입자 프록시(subscriber proxy) 기능으로 불리는 것으로 가입자 데이터베이스 액세스를 관리하고, 가입자의 요청에 응답해 그 데이터베이스에 저장된 정보를 이용해서 특성과 애플리케이션을 실행한다. I-CSCF(Interrogating Call Session Control Function)는 네트워크 경계선을 제어하며, 정확한 S-CSCF로 요청을 라우팅시키는 책임을 맡고 있다. 그리고 P-CSCF(Proxy Call Session Control Function)는 클라이언트와 인터페이스 역할을 하며, 클라이언트로의 링크를 보안하고 로밍을 돕는다.

이러한 IMS 제어 기능은 IP 전송 단계에서 제일 상단에 위치한다. GSM 모바일 통신을 할때 IP 레이어에는 GGSN(Gateway GPRS Support Node)과 SGSN(Serving GPRS Support Node) 모바일 액세스 라우터가 포함된다. 케이블 쪽에서는 이 레이어에 HFC 액세스 네트워크 구성요소들이 포함된다. 네트워크의 애플리케이션/서비스 레이어에서는 IMS 아키텍처로 인해 SCIM(Service Capability Interaction Manager)으로 S-CSCF를 연결시키기 위한 ISC(IMS Service Control) 인터페이스가 도입 된다.

IMS는 SIP 기반 서비스용 컨트롤 플레인을 제공함으로써 통신서비스 사업자 네트워크에서 중요한 부분을 차지하고 있다. 하지만 IMS가 전부는 아니다. 완전한 IP 기반 차세대 네트워크는 세 가지 별개의 레이어로 이뤄져 있다. 그것은 각각 IP 네트워크 전체를 포함하고 있는 네트워크 레이어(network layer), IMS가 속해 있는 서비스 제어 레이어(service control layer), 그리고 가장 꼭대기에 있는 애플리케이션(application)이다. 제어 레이어는 SIP 및 비 SIP 애플리케이션용의 기반 IP 네트워크와 애플리케이션간 링크를 제공하는 데 필요하다. 오늘날 대부분의 IP 기반 애플리케이션은 SIP 기반이 아니며, 서비스 제어 레이어는 이들을 위해서도 필요하다. 이를 위해 MSO에게는 IMS 및 비(非) IMS 종단지점에 대한 완벽한 지원을 갖추고 IMS로의 투명한 마이그레이션을 지원하는 SEF(Service Exchange Framework)가 필요하다. 이렇게 되면 IMS용의 강력한 서비스 상호 교환 솔루션이 있는 케이블 MSO는 SIP와 패킷케이블 1.x를 지원하는 하나의 공동 인프라에서 다중 애플리케이션을 지원할 수 있게 된다. 또 동시에 가입자들에게는 실시간 상황 정보와 프로파일 프리퍼런스(profile preference)를 기반으로 개인 맞춤형 서비스를 제공할 수 있다. 미래의 서비스에 있어 IMS의 중요성과 기존의 패킷케이블 1.x 서비스를 성장시키고 보호해야 이유 때문에 단계적 IMS 도입이 요구되고 있다. MSO가 선택할 수 있는 한 가지 경로로 다음 예를 제시한다.


1단계 : PSTN 우회
MGC(media gateway controller)를 보다 잘 활용함으로써 MSO는 장거리 음성 서비스에서 더 많은 부분을 PSTN에서 IP 네트워크로 옮길 수 있으며, 덕분에 경쟁 통신사업자에 대한 의존성을 줄이고 비용을 대폭 절감할 수 있다. 우선 소프트스위치(softswitch)가 가입자 접촉 CMS(소프트스위치)와 PSTN 접촉 MGC로 분해돼야 한다. 이런 구성요소들로 소프트스위치를 분리시킴으로써 네트워크는 전체적으로 보다 나은 네트워크 효율성을 낼 수 있도록 쉽게 확장될 수 있다. 일단 PSTN과 가입자 제어 기능이 분리가 되면, MSO는 통합 I-CSCF 및 BGCF(Breakout Gateway Control Function : IMS를 기존 네트워크와 상호연결해주는 인터페이스)를 도입할 수 있다. 이 IMS 구성요소는 PSTN 상호접속이 다중 CMS에 의해 공유되도록 해준다. CMS는 필요에 따라 추가할 수 있기 때문에 가입자 수 증가에 따라 네트워크 확장이 가능하다. PSTN 상호접속은 트래픽이 필요로 할 때 추가될 수 있다. 가입자들간 호출은 온 네트(onnet)를 유지하면서 I-CSCF 기능에 따라 적합한 종료 CMS로 라우팅될 수 있다. 이런 구성은 PSTN에서 오는 부하를 덜어 준다.


2단계 : SIP 기반 서비스 추가
2단계에는 IMS 지원 서비스에 대해 새로운 매출 흐름이 만들어진다. 여기에는 음성 다이얼링, STM 발신자 ID, 그리고 클릭 투 다이얼(click to dial) 등과 같은 기능들이 포함된다. 새로운 IP기반 서비스는 이제 새로운 애플리케이션 서버를 CMS에 접속시킴으로써 신속하게 도입 및 전달될 수 있다. 다중 업체의 다중 애플리케이션 서버는 모두 IMS ISC 인터페이스를 통해 CMS로 상호접속 될 수 있다. 이 인터페이스는 애플리케이션 서버와의 사용을 위한 SIP 기반 인터페이스다. 진정한 통합(blending)은 바로 여기서 이루어진다. IMS와 패킷케이블 2.0의 ISC 인터페이스가 사용되긴 했지만, 이것은 기존의 패킷케이블 1.x 종단지점으로 기능들을 제공하기 위해서다. 이로써 어떠한 무거운 업그레이드나 종단지점 교체도 없이 최소한의 중단으로 변환(transition)이 이뤄지게 된다.


3단계 : 비즈니스/상용 음성 서비스
이 단계에서는 MSO가 상용 가입자 기반을 확장시키는 것과 관련된 비즈니스 니즈에 역점을 두게 된다. MSO는 SIP 종단지점(ex, 링크시스 SPA9000, 최고 16회선까지 지원되는 소형 통합 IT PBX 솔루션을 제공하는 가정용 스탠드얼론 박스, 혹은 SIP MTA 등)을 추가함으로써 IMS 환경을 기반으로 구축 할 수 있다. 이러한 SIP 종단지점과 인터페이스를 위해 P-CFCF가 도입됐다. 이것은 비즈니스 등급의 음성 서비스를 보장하는 PCMM QoS 기능을 제공한다. P-CSCF는 기반 CMTS와 정책 서버로 연결돼 QoS와 보안 기능을 제공한다. 이 단계에서는 또한 인 플레이스(in-place) CMS를 사용한다. 덕분에 SIP 종단지점을 제어할 수 있다. SIP 종단지점은 또한 ISC 인터페이스를 통해 이전 단계에서 배치된 새로운 애플리케이션으로 액세스를 확보한다. 3단계가 마무리되면 MSO는 전체 IMS 아키텍처에서 큰 그림을 거의 완성한 셈이다.


4단계 : 고정 모바일 컨버전스로 마무리
고정 모바일 컨버전스(fixed mobile convergence)에는 듀얼 모드 핸드셋 지원과 두 개의 서버 도입이 포함된다. 듀얼 모드 디바이스는 셀룰러 네트워크를 통해 커뮤니케이션을 하거나, IP 네트워크에서 새로운 종단지점으로서의 역할을 한다. HSS(Home Subscriber Server)는 셀룰러와 IP 사이에서 데이터를 통일성 있게 관리한다. 핸드오프 서버(Handoff Server)는 ISC 인터페이스의 제일 상단에서 돌아가며, 가입자가 셀룰러에서 Wi-Fi 네트워크로 이동을 할 때 중단 없이 이용할 수 있게 한다. CMS는 여전히 네트워크에서 중추적 역할을 하지만, HSS의 도입으로 IMS에 의해 규정된 Cx와 Sh가 추가되면서 보다 완벽한 S-CSCF에 한 발짝 더 다가가게 되었다. 각 단계에서 CMS의 이점을 계속 활용함으로써 MSO는 IMS를 향해 발전적인 이동을 할 수 있게 된다.


Dr. JONATHAN ROSENBERG
필자 조나단 로젠버그 박사(Dr. JONATHAN ROSENBERG)는 시스코 라우팅 및 통신서비스 사업자 기술 그룹의 시스코 펠로우(Cisco Fellow)로 재직 중이다. 그의 이메일 주소는 jdrosen@cisco.com이다






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