evolution to ngn - hsnold.hsn.or.kr/workshop/hsn2002/documents/v_2.pdf · 2014-04-03 · signalling...

1통신망연구소

홍홍 경경 표표

KT KT 통신망연구소통신망연구소

2002. 2. 212002. 2. 21

Evolution to NGNEvolution to NGN

2통신망연구소

차 례

I. Overview

II. Packet Voice Service

III. Softswitch

IV. NGN Transport Network

V. QoS

VI. PBN

VII. Conclusion

3통신망연구소

네트워크네트워크 진화진화 요인요인

Tomorrow’s Network ???- Multiservice over Single Network- Quick Service Provisioning- Mobility, Quality, High speed- etc.

통신시장의 경쟁 심화

음성에서 인터넷 중심으로 전환

유선에서 무선 중심으로 전환

인터넷 기반 응용서비스 확대

시장시장 환경의환경의 변화변화

Multimedia PC 보급 확대

Mobile Multimedia terminal 기술 발전

Mixed(음성+영상+데이터) service 요구

사용자사용자 환경환경 및및 요구요구 변화변화

통신기술의통신기술의 발전발전

네트워크기술의 대용량화 고속화- TSR, TES, WDM, etcMultiaccess 기술의 발전

- any media, but the same service기술의 빠른 발전 및 경제성

통신사업자통신사업자

서비스별 Overlay 망 구조- 중복투자, 구축/운용비용증가

새로운 Business Model 필요- Open 플랫폼, Service Portability- PSTN/IN/Internet 등의 seamless 연동

4통신망연구소

네트워크네트워크 진화진화 방향방향

IP N

etw

orks

PLM

N

PSTN

/ISD

N

CA

TV

Services

Access Transport & Switching Networks

Today: Single Service Networks Tomorrow: Multi-Service Networks

Servers

Communication Control

Applications Contents

IP Backbone Network

AccessAccess Access

Circuit Switched NetworkIntelligence in Circuit SwitchWired/Wireless Telephony service

Packet Switched NetworkIntelligence in Router, ServerMulti-Service via Wired/Wireless Access

5통신망연구소

목표목표 NGN NGN 구조구조 및및 특성특성

xDSL, HFC FTTx,Ethernet

Wireless LAN3G Wireless

Integrated Voice/data

Managed IP Networkfor Multi-Service

Wireline Access Wireless Access

Net

wor

k G

W

TelephonyNetwork

Other IPNetworks

SS7

Session Manager

ResourceManager

PolicyManager …..

Open Service Platform

Application ServersApplication ServersApplication Servers

Switching & Adaptation Layer

Control Layer

Service Application Layer

Differentiated Class of Service- VPN, VoIP, Video StreamCarry Realtime Traffic- TSR/TES +QoS/CoSPSTN InteroperabilityManaged IP Network- Policy based NetworkingSLA + packet billing

6통신망연구소

Migration to NGN: TechnologyMigration to NGN: Technology

Signalling Protocol- H.323, Megaco, MGCP, SIP, etcOpen Service Platform Tenonology- JAIN, Parlay, 3GPP OSA, SIP….Network Managing Technology- SNMP, CMIP, CORBA….Addressing Technology- IPv4, IPv6, E.164, NAT, DHCP….Transport Technology- IP/WDM, IP/SDH, IP/ATM, Metro Ethernet, etcAccess Technology- xDSL, FTTx, Ethernet, Cable Modem, 3G Wireless, etc

NGN 진화를 위한 기술적인 장애 요인들

- Quality and class of service

- Standards for telephony service signalling and API

- Scalable NGN components: Softswitch, Gateway

- Interconnect agreements between NGN operators

Servers



IP Backbone Network

AccessAccess Access

Servers



IP Backbone Network

AccessAccess Access

7통신망연구소

Migration to NGN: EconomicsMigration to NGN: Economics

time

investment formigration to NGN

revenue patternduring/after migration to NGN

1. How to make it happen atthe earliest possible time?

2. How toreduce

this gap?

3. How tomake this

value higher?

통신사업자별 상이한 NGN 진화전략 수립

evolution path, economics, service roadmapILEC 관점: 기존 시장 방어, 대체상품성, 신규 수익 기대 등

CLEC 관점: 낮은 기술적인 장벽, 저렴한 솔류션, 신규 시장 진입

8통신망연구소

Part II. Packet Voice Service

9통신망연구소

Packet Voice Service Packet Voice Service -- ConceptConcept

Internet access의 보편화Business-기술적인 진입장벽이 낮고 가격 경쟁력 높음Standards Progress

SIP, H.323, MGCP, RTP, etc

Paradigm ShiftBillingSystemBillingSystem

ManageSystem

ManageSystem

Time slotInterchangeTime slot

InterchangeLineCardLineCard

TrunkCard

TrunkCard

TDM

TDM

ControllerController

SS7Network

SS7Network

SCPSCP

Circuit Switch 기반구조

SCPSCP

MediaGate-way

MediaGate-way

TDM

TDM

MediaGate-way

MediaGate-way

PacketData

Backbone

BillingSystemBillingSystem

ManageSystem

ManageSystem

NewServices

NewServices

Softswitch 기반구조

SS7Network

SS7Network

Softswitch(호/연결제어)Softswitch

(호/연결제어)

Line interface G/WH/W Switching RoutingMonolithic Open Arch.

Line interface G/WH/W Switching RoutingMonolithic Open Arch.

Open ProtocolsAPIs

Open ProtocolsAPIs

10통신망연구소

Architectural Architectural TanonomyTanonomy

Service PlatformService Platform Intra-App Protocols Service

PlatformService Platform

App-Specific

ControlPlatformControlPlatform Signalling Protocols Control

PlatformControlPlatform

ISUP, Q.931H.323, SIP,etc

Bearer PlatformBearer

Platform Media Transport Bearer PlatformBearer

Platform

ATM, IP,FR, etc

CallProcessingProtocol

MediaControlProtocol

Service Layer- Call Intelligence- SLC, SLE- Management of Service

Control Layer- Sig. Processing- Sig. Conversion- Resource Mgmt.- Bearer Control

Transport & Adaptation Layer- Media Processing- Media Trnasport- QoS- Tones, Announcement

MGCPMegaco

TAPIJTAPIEtc.


Packet Voice Service Packet Voice Service -- IssuesIssues

Voice PacketizationCoding, Silence Removal, Echo canceling

Address/Naming/RoutingE.164, IPv4/IPv6, DNS and Directory Service

Call ControlSignalling Channel Mode(CAS, CCS), Call Response Time, Call Processing Capacity

QoS: End-to-End Delay/Jitter, Packet LossManagement: Security, Accounting/Charging/BillingNetwork Interworking

Bearer InterworkingService (IN) Interworking (080-xxx, 700-xxx, etc)

Mobility: Terminal and Service mobilityServices

Basic Services (PC-to-Phone, Phone-to-PC , Phone-to-Phone, PC-to-PC)Supplementary Services (UMS, SMS, Internet Call Waiting, etc)


Packet Voice Service Packet Voice Service -- 접속접속 방식방식

(DSL)액세스망

TGW

SoftSwitch

Call Controller(H.323, SIP)Application Server, etc

MGW

MGCP/H.248MGCP/H.248

MGCP/H.248

MGCP/H.248

PSTN

IP Backbone

Residential GWMGCP/H.248 IAD

Phone

DSL ModemLAN

DSL ModemNon-MGCP/H.248 IAD

PhoneAGW

(3)

(5)

(4)

(1)

(2)

AGW: Access GWMGW: Mediation GW

TGW: Trunk GWIAD: Integrated Access Device


SoftswitchSoftswitch ??

회선기반의 트래픽을 패킷기반의 트래픽으로 변환하는미디어 게이트웨이를 제어하여

음성, 데이타, 멀티미디어 서비스 등 서비스를 처리하는

개방형, 분산구조의 호 및 연결 제어 플랫폼

Benefits

Quick service creation

Bundle voice, video, and data

Vender independent s/w upgrade, servcie creation…


Softswitch Softswitch –– 기능기능 구조구조

Application Servers

Softswitch

Media Gateway

Controller

Routing & Translation

Server

Narrowband Call Control

Engine

MGWs

IP Terminations

Media Servers

H.323 Gatekeeper

SIP Servers

OAM ServerSubscriber DB Server

SignalingGateways

Billing Server

3rd PartySIP Server

SIP, H.323

SIP INAP,SIP

SIGTRAN

3rd PartyH.323 GKSoftswitch(es)

SIP-T, BICC and/or H.323 H.323

Measurements Server

Multimedia Applications

Server & Open API

Multimedia Call Server

Mobility Server

Integrated Service

Node & INAP

Signaling Gateway

MGCP/MEGACO, SIP, H.323 MGCP/MEGACO, SIP, H.323

Common Resources

Session Control Engines


SoftswitchSoftswitch -- Class 4 ReplacementClass 4 Replacement

Packet Network(IP/ATM)

PSTN

VoIP단말

Trunk GW

Trunk GW

LE LE

VoIP단말

SignallingGW

Sc. 1Sc. 1

Sc. 2Sc. 2

Sc. 4Sc. 4

Sc. 3Sc. 3

전화 전화

Softswitch(SIP Server, H.323 Gate Keeper)

Scenario 1: PC-to-Phone

Scenario 2: Phone-to-PCE.164번호와 IP 주소translation 필요

번호/요금 체계 등 확립필요

Scenario 3: Phone-to-Phone

IP망 품질보장 기능 요구

Scenario 4: PC-to-PC인터넷 부가서비스 개념으로 도입(유료화 추진중)

인터넷 chatting, netmeeting 등


SoftswitchSoftswitch -- Class 5 ReplacementClass 5 Replacement

DSLAMFLC

AccessGW

POTS SolutionPOTS Solution

Application Application ServersServers

AIN AIN ServicesServices

Network Network MngMng..Service Service MngMng..

Open APIOpen API

Packet Network (IP/ATM)

ADSLmodem

IAD

IP Phone

GESFES

SDSL DSLAM

GESSDSL

modem

Trunk GW

PSTN

SCPDBDSLAM SolutionDSLAM Solution

Signalling GW

STP

LE

RouterSignaling Path

Data Path

Softswitch(SIP Server, H.323Gate Keeper)

Internet(Best effort)

Access GW 도입

- Line Interface:

analog, ISDN BRI/PRI,

PBX DS1 Trunk, V 5.2

- Media conversion:

analog-to-IP, ATM-to-IP,etc

Residential GW(IAD) 도입

Mediation GW 도입


Policy

Multiservice switching− Voice, data, video− QoS− service network

POTS

패킷전화

인터넷접속

CoS 데이터

무선 Service PoP

접속 노드

Internet

ISP/ASP

PSTN

지역 IDC

서비스망

QOS(VoP, VPN)

접속교환망

기간전달망

MSAN

GES

WGW

Access Router

AAA

NGN Transport Network NGN Transport Network ––Service Service PoPPoP


NGN Transport Network NGN Transport Network -- IssuesIssues

Access Network

가입자측 다양한 인터페이스와 서비스 요구를 수용하는 고속/광대역 인터페이스

VoP와 같은 부가서비스 제공을 위한 RGW, BGW, AGW 등의 도입

유무선 통합접속망 구축을 위한 WGW의 도입

다양한 액세스 기술을 통합 처리하는 멀티액세스 노드기술 도입

음성, 데이터, 멀티미디어 트래픽에 흐름별 QoS 제공


Backbone Network-접속교환

서비스망으로의 물리적인 접속을 위한 고속의 인터페이스와 정합 능력

L2 또는 L3 연결(connection)을 이용하여 다양한 서비스망으로의 접속을 위한 서비스 교환 능력

서비스 교환은 각 연결에 지원되는 Security, 프로토콜, QoS 요구 사항을 고려, 서비스망으로의 접속 보장

QoS, 멀티캐스트, Security, VPN 서비스 지원 등

서비스 정책 제어를 위한 PS, AAA 서버와의 물리 링크와 통신 프로토콜 지원

NGN Transport Network NGN Transport Network --IssuesIssues


Backbone Network – 기간전달망

확장성있는 QoS 제공을 통한 고품질의 패킷 기반 데이터/

음성/멀티미디어 서비스 제공

OI(Optical Internet) 도입을 통한 테라급 이상의 고속/

대용량 패킷 전달망 구축

IP와 WDM을 중심으로 단순화된 계층/기능 구조를 통한 IP

트래픽의 전달에 최적화된 구조로의 전개

NGN Transport Network NGN Transport Network --IssuesIssues


QoSLEVEL

GuaranteedConnections

Class ofService

Best EffortMinimal Q

oS

ConsumerInternet

BusinessInternet

CorporateVPNs

Real-TimeVoice/Video

Relative

QoS

Deterministi

c QoS

InternetToday

TOS-basedRelative

Priorities

End-to-EndDedicatedBandwidth

응용Type

Quality of ServiceQuality of Service


IP IP QoS QoS 모델과모델과 전달모델전달모델

IP QoS 모델과 IP 하부 계층 간의 적절한 기능적인 매핑 필요

IP 하부 계층의 포워딩 및 QoS 지원 능력을 이용해야 함

IETF ISSLL(Integrated Services over Specific Link Layers) W/G : IntServ와 ATM, PPP, 802.1p 등 과의 매핑 구조, IntServ over DiffServMPLS W/G : MPLS와 DiffServ, QoS 기반 라우팅과의 매핑 구조

ATM 포럼 : DiffServ와 ATM과의 매핑 구조

QoS 제공망 구성도

Backbone networkAccess network Customer/ provider network

edgecore

edge

xDSLnetwork

GbEnetwork

ISP

Enterprise network

기간망 QoS접속망 QoS ISP/EnterpriseQoS

End-end QoS


QoS QoS –– Backbone NetworkBackbone Network

적용 가능 IP QoS 모델DiffServ : 기본적으로 인터넷 백본망의 적용을 목표로 표준화

• BA 단위의 차별화된 서비스 제공과 명시적인 신호 프로토콜을사용하지 않음

Traffic Engineering : 트래픽의 전달 경로를 제어

• CR 또는 manual ER configuration을 통한 QoS 경로 설정, 부하분산 및 망 성능 최적화

IP 전달 기술MPLS : L2 포워딩을 통한 IP 라우터의 고속화를 위해 개발

• LER 간에 L2 계층의 LSP 설정을 통해 IP 망에서도 연결지향형망 특성을 가짐

• LER 간에 다수의 LSP 설정을 통해 CoS 제공 유리

DiffServ와 MPLS의 interworking : DiffServ over MPLS, DiffServ aware MPLS TE


QoS QoS –– Access NetworkAccess Network

적용 가능 IP QoS 모델

IntServ/RSVP : 호스트간의 단대단 QoS를 제공하기 위한 통합 서비스

(integrated services) 모델

• 정량적인 QoS를 흐름별로 제공

802.1p/SBM : user_priority 필드에 기반한 트래픽 클래스 큐잉과 미디

어 액세스를 제안

• IntServ 모델에서 정의되는 서비스와 user_priority의 매핑

• SBM는 RSVP를 통해 대역폭을 예약하는 트래픽에 대해 수락

제어(admission control) 기능을 수행함으로써 LAN 세그먼트에

유입되는 트래픽의 양을 제한

IP 전달 기술 : ATM, Ethernet


QoS QoS –– 단계별단계별 제공제공 시나리오시나리오

단계 I 단계 II-1 단계 II-2 단계

CoS CoS CoS + QoS

IP 라우팅 SPF-based routing SPF-based routing QoS-based routing

IP QoS 모델

• DiffServ

− EF, AF PHB

• DiffServ

− EF, AF PHB

− Aggregate RSVP

• DiffServ

− EF, AF PHB

− Aggregate RSVP

• Traffic Engineering

− BA 별 CR-LDP, RSVP-TE

기간망

L2 forwarding PPP, MPLS MPLS MPLS

접속망 • ATM VC-based overprovisioning

• SBM/802.1p

• ATM VC-based or RSVP/ATM VC-based

• SBM/802.1p

• ATM VC-based or RSVP/ATM VC-based

• SBM/802.1p


Policy based Networking(PBN) Policy based Networking(PBN) -- 필요성필요성

서비스 및 네트워크 operation을 위해서는,

사용자 SLA 또는 서비스 속성에 따른 네트워크 리소스의 동적 할

당 및 응용 서비스간의 우선 순위 결정 등이 요구됨.

다양한 레벨의 business management 기능 도입

Business process 에 따른 리소스 할당 및 제어

Configuration의 자동화로 Operator 독립적인 서비스/네트

워크 관리체제 구현이 쉬워짐

Po licy-based Netw ork ing

N ew typesof dev ices

New serv ices

M ore op tions per dev ice

M ore dev ices

Configuration com p lex ity

D ynam ic p rov is ion ing o f serv ices

Lack o f experiencedadm in istra to rs

M ore users

Po licy-based Netw ork ing

N ew typesof dev ices

New serv ices

M ore op tions per dev ice

M ore dev ices

Configuration com p lex ity

D ynam ic p rov is ion ing o f serv ices

Lack o f experiencedadm in istra to rs

M ore users


PBN PBN –– 기본구조기본구조

Policy Management Tool

정책의 구성 및 관리를 위한 인터페이스를

제공하며, 현재 상태의 감시를 수행

Policy Decision Point(PDP)

Retrieving policy, Interpreting policyDetect policy conflictsReceiving interface descriptions, policy decision requests from PEP.Determining which policy is relevantApplying the policy

Policy Repository

정책정보 보관소

Policy Enforcement Point(PDP)

PDP로 부터의 정책 수행 Agent 로서 노드의

configuration change 수행

PolicyManagement

Tool

PolicyDecision Point

(PDP)

Policy(rule)Repository

PolicyEnforcement Point

(PEP)

policy prescriptions

policy mechanism protocol

policy communicationProtocol


Policy Hierarchy Policy Hierarchy

정책 = { rules | condition action }정책의 3단 계층구조(Policy Hierarchy)

망 수준 정책

망 전반에 관련된 정책으로 비즈니스 결정 이나 망 정책에 해당

예) 심야 시간에는 한 단계 상위 수준의 통신 품질 제공

노드 수준 정책

망 수준의 정책을 실현하기 위한 망의 각 노드의 역할

예) 인입라우터는 심야에 자원 예약 우선 순위를 상향조정

장치 및 장비 수준 정책

노드의 역할을 수행하기 위한 각 제조사 장비의 갱신 방법

예) 특정 제조사 인입 라우터의 명령어 집합

Condition Action Condition Action Condition Action

policy

policy policy

policypolicy policy Condition Action

Policy Hierarchy


Policy Policy -- ExampleExample

Policy

“Tiered priority services”

Rule“Gold

service”

Rule“Silver

service”

Rule“Bronze service”

Rule

IP address in “Research

Group” ANDDayofMonth

in {1-5}

Set priority = high

action

cond-ition

Subnet = Research subnet select a subnet

Target = edge router specify a network device

Application = NetMeeting specify an application

Traffic = http select traffic type

Network congestion = high specify a network condition

Day of week = TuesdayTime of day = 09:00 to 17:00

specify a time

User = [email protected] select a user

Destination address = WEB server select a destination

ExampleCondition

Encryption = 3DESchoose an encryption algorithm

Mark = EF mark traffic for specific handling

Allow through firewallallow or deny access

Priority = 5set a priority for traffic

ExampleAction


Policy base Policy base QoS QoS controlcontrol

QoS Implementation MechanismAdmission ControlResource ReservationQueuing(Per-flow queuing, Class-based queuing)Congestion AvoidanceSchedulingPacket MarkingTraffic ShapingPolicing

SLA, QoS Requirements

translation and mapping

QoS functional elements and parameters

PBN Operator

Operator Interface

Policy configuration abstraction

QoS policy server

SLA: Service Level AgreementSLS: Service Level SpecificationNPS: Network Performance SpecificationDLCP: Device Level Configuration Parameter

DBPolicy Server

Policy BasedNetwork

PolicingShapingPacket marking

Shaping

Admission signalingCongestion controlSchedulingPolicy-based routing

Policy Server for QoS controlSupport QoS abstraction

Service abstraction (SLA ↔ SLS ↔ NPS)Configuration abstraction (NPS ↔ DLCP)


Remote user A

Application Server B

Application Server C

Server Farm

Directory Server

Policy Server

Access Server

Authentication for the access

Log on event

User/deviceinformation

QoS configuration

Traffic flow

Remote user A

Application Server B

Application Server C

Server Farm

Directory Server

Policy Server

Access Server

Authentication for the access

Log on event

User/deviceinformation

QoS configuration

Traffic flow

(1) The remote client connects to the network

(2) Authenticated at the access server using user ID and password.

(3) When, authentication is successful, the client is admitted. (may obtain an IP address to access the network)

(4) At the same time the access server reports the client’s IP address and the user ID to the policy server

(5) Policy server detects that remote client logged on.by the event detection function.

Policy server acquires information about the user from the directory server with LDAP. (QoS level, access category, …)

(6) Directory server sends the client’s information.

<Client’s QoS related information>

(7) Policy server decides which application server is better for connecting the client. (nearest server B is selected)

(8) Routing path is determined dynamically from client to server B.

(9) Policy server delivers QoS policy and configuration parameters to each router on the path.

(10) Network devices (routers) enforce the policy decision. (priority scheduling)

1 (Application Server B and C)

Access Category

5 (highest)

Traffic Priority


ConclusionConclusion

기술적인 측면

사업성적 측면 - Business Model

구축 및 운영 측면

Vision vs. Risk

evolution to ngn - hsnold.hsn.or.kr/workshop/hsn2002/documents/v_2.pdf · 2014-04-03 · signalling...

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