"50년 속도 경쟁, 그 이후" 이더넷의 미래는 'IT-OT 통합'

이더넷(Ethernet) 기술 분야의 가장 중요한 요건은 더 빠르고 비용 효율적인 속도 그리고 IT 및 OT(Operational Technology) 환경 사이의 개선된 통합이다. 최근 열린 OFC(Optical Fiber Communication) 컨퍼런스에서 EA(Ethernet Alliance)가 최신 이더넷 로드맵을 발표했다. 약 50년 전에 개발된 범용 네트워킹 기술의 미래를 엿볼 수 있었다.
 

 

SDN은 무엇이며 어디로 가는가 

이 행사에서 EA의 의장이자 시스코의 기업, 데이터센터, IoT 네트워크 그룹 최고 엔지니어 피터 존스는 “이더넷은 세상에서 가장 중요한 기술이다”라고 말했다. EA의 사명은 업계가 이더넷 개발에 관심을 두도록 하는 것이며, 모두에게 최신 정보를 제공하기 위해 2015년부터 주요 트렌드와 방향에 대한 로드맵을 공개했다. 

이더넷 속도는 중요한 문제일 수밖에 없다. 이번에 발표된 로드맵에 따르면 이더넷은 10Mbps에서 400G로 발전했으며 2030년경에는 800G 또는 1테라바이트 이더넷으로 바뀌게 된다. 존스는 “당분간은 이더넷 사용량이 줄어들지 않을 것이다”라고 말했다.

현재 이더넷 기술 관련 가장 큰 쟁점은 400G 이더넷의 개발과 활용이다. 델오로 그룹(Dell’Oro Group)에 따르면, 2021년 기준 400기가비트 이더넷 출고량이 2배 이상 증가해 전체 포트가 200만 개를 넘어섰다. 델오로의 조사 책임자 사메 부젤벤은 "400G 도입은 하이퍼스케일 기업을 넘어 소규모 클라우드 서비스 기업과 대기업까지 확산하고 있다"라고 말했다. EA의 로드맵에는 다음과 같은 내용이 포함돼 있다.
 

AI와 머신러닝 등의 애플리케이션에 대한 탐욕스러운 욕구가 하이퍼스케일 서버를 25GbE, 혹은 50GbE, 100GbE, 그 이상으로 전환하고 있다. 이런 웨어하우스 규모 데이터센터 내에서의 범용 네트워킹 아키텍처 때문에 구리 케이블, 멀티모드 파이버, 싱글모드 파이버 솔루션이 100GbE, 200GbE, 400GbE로 복합적으로 사용되고 있다. 하이퍼스케일 데이터센터와 서비스 기업의 대역폭 요구는 기하급수적으로 증가하고 있다.

지난해, EA는 늘어난 이더넷 속도를 지원하기 위해 다음과 같은 다양한 개발 프로젝트를 진행 중이라고 밝혔다.
 

• 주파수당 100G인 싱글모드 파이버를 통해 100G 및 400G로 작동하는 IEEE 802.3cu가 공개됐다. 이 표준은 비용을 줄이고 밀도를 높이기 위해 100G 광학 기술을 사용해 100G 및 400G 이더넷을 위한 비용 효율적이고 더 전력 효율적인 싱글모드 파이버 인터페이스를 지원하기 위해 개발됐다.
• 100G 신호를 기반으로 한 100G, 200G, 400G 전기 인터페이스인 IEEE P802.3ck는 작업 그룹 투표 단계까지 진행됐다. 이 표준이 완성되면 100Gbps 전기 인터페이스가 가능해지고 100G, 200G, 400G 이더넷용 고밀도 또는 저비용 전기 인터페이스까지 지원할 전망이다.
• DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing) 시스템을 통한 100G 운영인 IEEE P802.3ct가 완성돼 공개 전 최종 검토를 진행 중이다. 이 표준은 최소 80km 거리에서 100G 연결을 지원하는 최초의 코히런트 DWDM 기술 이더넷 사양으로 의미가 크다. DWDM 시스템을 통해 400G를 운영하는 IEEE P802.3cw는 코히런트 DWDM 기술용 이더넷 사양을 400G로 확장한다.

EA에 따르면, 기업과 지사 네트워크를 위해 매년 다양한 속도의 이더넷 포트 수십억 개가 보급되고 있다. 이 포트 대부분은 액세스 레이어에서 BASE-T이며, MMF(Multi-Mode Fiber) 및 SMF(Single-Mode Fiber)가 네트워크에 통합돼 있다. 이런 가운데 기술 전환을 주도하는 것은 Wi-Fi AP와 기업용 클라이언트 기기에 대한 수요 변화다. EA는 "BASE-T 포트는 1000BASE-T에서 2.5G/5G/10G BASE-T로 전환하고 있고 광학 포트는 10G/40G에서 25/100G로 이동하고 있다"라고 설명했다. 
 

IT와 OT를 위한 단일 이더넷 

그동안 이더넷의 발전을 속도를 중심으로 했지만, 아직도 더 발전해야 할 영역은 바로 전통적인 IT 이더넷 네트워크와 산업 또는 운영용 이더넷 네트워크의 통합이다. 역사적으로 고립된 IT와 OT 네트워크는 통합하기 쉽지 않았지만, 자동화와 관리 및 기타 도구가 새로운 가능성을 만들었다. 존스는 “앞으로도 이더넷이 널리 활용되려면 이더넷을 OT팀에 제공하되 내부에 IT 전문가가 없다는 점을 고려해야 한다. 결국 미래의 이더넷이 추구해야 할 궁극적인 목표는 IT와 OT의 요구를 해결하는 단일 프로토콜 네트워크다"라고 말했다.

이런 목표를 달성하기 위한 노력 중 하나가 2020년 2월에 공개된 IEEE 802.3cg 사양이다. 광범위한 필드버스 케이블 대신 여러 상황에서 사용할 수 있는 RS485 트위스트 페어, RG6 동축, 장치 케이블 등  SPE(Single-Pair Ethernet)가 추가됐다. 단, 존스는 "자동화, 구축, 산업용 애플리케이션은 구식 필드버스 스타일 네트워크에서 이더넷으로 점진적으로 이동하고 있지만, 현재 OT 네트워크의 엣지에 있는 이런 오래된 프로토콜은 앞으로 문제가 될 수 있다"라고 말했다.

이 로드맵의 또 다른 핵심 내용은 이더넷의 미래에 대한 서비스 제공자의 영향이다. 지난 수십 년 동안 서비스 제공자는 더 높은 속도의 이더넷 개발을 주도했다. 보고서는 앞으로 라우터 연결, EPON, OTN(Optical Transport Network), 유선 및 무선 백홀(Backhaul) 지원에 따라 멀티 서비스 통합 요구가 지속해서 증가할 것으로 전망했다. 특히, 5G 모바일 구축으로 프론트홀(Fronthaul)과 백홀 애플리케이션이 극적으로 증가하고 있다. 이는 곧 이더넷 요건이 더 빠른 속도와 더 먼 거리를 지원해야 한다는 것을 의미한다. EA는 전 세계적으로 다양한 기기를 이용해 영상을 소비하는 상황에서 이런 경향이 더 뚜렷해질 것으로 예상했다.
 

다중 제공업체, 광학 이더넷 상호운용성 

또한, EA는 OFC 행사를 통해 50~800G 기술에 대한 다중 제공업체 상호운용성을 시연했다. AMD, 아리스타(Arista), 주니퍼 등 15개 기업의 이더넷 장비를 연결했다. EA 이벤트 회장 겸 통신기업 EXFO의 비즈니스 개발 책임자 데이비드 로저스는 “광범위한 구형 시스템과 새로운 기술에 대한 상호운용성을 입증하면 이더넷에 내재한 유연성이 강화된다. 이더넷이 전 세계적인 네트워킹의 기초인 이유를 입증하는 것이기도 하다"라고 말했다.
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