전기전자/정보통신

NTT기술저널_23.11 특집2 (p36-41)

IOWN 구상의 조기 구현화를 위해
IOWN 실용화를 위한 NTT IOWN종합이노베이션센터의 대응

NTT IOWN종합이노베이션센터는 IOWN(Innovative Optical and Wireless Network) 구상의 조기 구현을 목표로 발족한 조직이다. NTT연구소가 창출하는 IOWN 각종 기술의 실용화와 그 기술들을 핵으로 하여 시장 니즈나 사회 요청에 부응할 수 있도록 완성한, IOWN 서비스/프로덕트를 제공하기 위해 준비하고 있다.

본고에서는 IOWN을 폭넓게 보급 전개해, 지속적인 성장을 위해 사회 변혁에 기여하는 것을 목표하는 NTT IOWN종합이노베이션센터의 활동에 대해 소개한다.
키워드 : IOWN, 광전융합 디바이스, APN

1. 머리말
NTT IOWN종합이노베이션센터는 21년 7월에 IOWN 관련 기술과 프로덕트의 개발 가속화를 위해서 NTT연구소 안에서 개발 미션을 갖고 있는 조직을 집결해 신설된 NTT 연구개발 부문 중에서 유니크한 존재다.

당초에는 네트워크 액세스 시스템의 연구개발을 담당하는 ‘NTT 네트워크 이노베이션 센터’, 컴퓨팅 기반 소프트웨어의 연구개발을 담당하는 ‘NTT 소프트웨어 이노베이션 센터’, 광/전자 디바이스의 연구개발을 담당하는 ‘NTT 디바이스 이노베이션 센터’의 3개 센터에서 발족했다.

조직명이 ‘연구소’가 아닌 ‘센터’가 된 것은 기존의 연구소처럼 미래를 내다보는 기초연구를 진행하는 것이 아니라 세상의 니즈를 파악해 시의적절한 IOWN 구상의 구현화를 지향하는 조직이라는 의미를 담고 있다. 그 후, 22년 5월에는 IOWN 보급 전개의 가속화를 위해 'NTT IOWN프로덕트디자인센터'가 신설되면서 4개 센터 체제가 되었다.

처음에 신설된 3개 센터가 IOWN의 혁신적인 기술을 실용화하고, 나중에 신설된 IOWN프로덕트디자인센터가 그 기술들을 핵심으로 시중의 기술 등과 조합해, 시장 니즈로부터 백캐스팅한 IOWN의 서비스/프로덕트를 만들어 가는 방식으로 역할을 분담해 대응하고 있다.

2. NTT IOWN종합이노베이션센터가 목표하는 IOWN의 보급 전개 영역
NTT IOWN종합이노베이션센터에서는 NTT그룹 내에서 활용하는데 그치지 않고 IOWN을 사회 전반에 폭넓게 보급 전개해 IOWN의 가치를 누렸으면 좋겠다고 생각한다.

보급 전개 영역을 4개(반도체 디바이스 영역, IT기기 영역, 통신네트워크 영역, ICT 솔루션 영역)로 정의하고, NTT IOWN프로덕트디자인센터를 중심으로 영역별로 대처해 나간다.

-- 반도체 디바이스 영역 --
기존의 정보통신시스템에서 광신호는 반도체 디바이스에 의해 처리된 정보를 다른 거점에 전달하는 데만 사용되어 왔다. 반도체 디바이스는 '무어의 법칙'에 따라 진화해 왔지만 처리해야 할 정보가 폭발적으로 증가하면, 기존에 장치 내 혹은 반도체간 정보 전달을 하던 전기신호로는 속도/에너지 소비의 관점에서 한계가 있어 새로운 돌파구가 필요했다.

NTT가 연구개발을 추진해 온 광전융합 기술은 기존의 반도체 디바이스를 이용한 시스템에서 광신호와 전기신호를 적재적소에서 활용해 나가는 기술이다. 거점간 통신뿐만 아니라 다양한 레벨에서 빛을 활용해 나감으로써 소형/경제화, 속도/저소비 전력을 실현하는 것이 가능해진다.

NTT에서는 광전융합 기술의 진화에 연동하는 형태로 IOWN1.0에서 IOWN4.0까지 로드맵을 정하고 있다. IOWN1.0에서는 네트워크용 소형/저전력 디바이스를 All Photonics Network(APN) 서비스에 적용한다.

다음으로 IOWN2.0에서는 서버 내부의 보드와 보드간 접속에 빛을 이용할 수 있게 되면서 적용 영역이 컴퓨팅 분야까지 넓어진다. 또한 IOWN 3.0에서는 서버 보드 내의 반도체 패키지간 접속에 이용하고, IOWN4.0에서는 연산처리를 하는 로직 반도체 근방까지 광접속을 이용할 수 있도록 한다.

이러한 진화에 의해 광전융합 디바이스의 적용 영역은 기존의 통신 분야에서 컴퓨팅 분야로 확대하면서 다양한 모듈 벤더나 장치 벤더, 자사에서의 장치 조립 능력을 가진 하이퍼스케일러 등이 활용하도록 한다. 이를 통해 AI(인공지능) 활용 확대 등에 따른 사회 전체의 소비전력 증대 해결에 공헌해 나가는 것이 하나의 형태라고 생각한다. 나아가 자동차나 모바일 단말기 등 컨슈머 분야로 확산되면 적용 대수도 억 단위로 확대되고 대당 사용량도 증가할 것으로 예상. 향후 세계의 탄소중립에 크게 기여할 것으로 전망된다.

본 대응을 가속화하여 조기에 광전융합 디바이스를 세상에 제공하기 위해 23년 6월에 NTT이노베이티브디바이스를 설립했다. 앞으로 NTT이노베이티브디바이스와도 긴밀히 제휴해 나간다.

-- IT기기 영역 --
광 Disaggregated Computing은 NTT연구소가 제안하는 빛의 특성을 활용한 새로운 컴퓨팅 아키텍처다. 광전융합 디바이스에 의해 광 인터커넥트를 통해 액셀러레이터 사이를 CPU 비개재(非介在), 대용량/저지연으로 연결함으로써 CPU 병목현상을 방지하고, 성능 향상과 전력 효율 향상을 도모할 수 있다.

이 아키텍처는 설비 증강이 서버 단위가 아닌 액셀러레이터 단위다. 또한 각 애플리케이션에서 실행되는 처리에 따라 CPU, GPU, FPGA 등의 다양한 액셀러레이터로부터 최적의 것을 필요한 양만큼 할당할 수 있기 때문에 에너지 이용 효율성 향상을 기대할 수 있다.

현재, 이 Disaggregated Computing Architecture를 채택한 SWB(Super White Box)의 연구 개발을 추진하고 있지만, 이 SWB는 NTT 그룹의 사내 시스템에 적용해 그룹의 탄소중립 목표 달성을 지향할 뿐만 아니라 서버시스템으로 제공하거나 as a Service 기반 등의 형태로 NTT 그룹 외의 관계자도 폭넓게 이용할 수 있도록 기회를 제공해 사회 전체의 탄소중립에 공헌해 나갈 생각이다.

-- 통신네트워크 영역 --
광전융합 장치와 SWB를 활용하면서 기존의 기술로는 불가능했던 혁신적인 네트워크 서비스를 제공한다. 그 중 하나가 APN이다. 고객 한 사람 한 사람에게 빛의 파장을 제공해, 도중에 전기로 되돌리는 일 없이 빛만으로 접속하기 때문에 저소비 전력으로 광대역 데이터 전송을 가능하게 하는 것이다.

2023년 3월에 NTT동일본, NTT서일본에서 APN IOWN1.0으로 상용서비스가 시작되었다. 기존 서비스에 비해 대용량이고 지연이 200분의 1이면서 지연변이 없는 통신 환경을 제공할 수 있다.

그래서 원격의료나 스마트팩토리 등 원격지에서도 정밀한 작업이 가능해지거나 원격 경기장 간 공평한 대전 환경이 보증된 e스포츠 등 지금까지의 네트워크 서비스로는 어려웠던 새로운 유저 체험을 제공할 수 있다.

이 APN IOWN1.0의 상용서비스 개시에 맞춘 실증에서는 실시간 원격 연주나 만담에서 새로운 예술창출/감상을 체감하거나 원격 댄스 레슨으로 새로운 동아리 활동을 체감하는 등 활용 범위를 넓혀 오고 있다.

또한 모바일 네트워크에서도 광전융합 디바이스를 활용한 무선기지국을 배치해, 그 모바일 프론트 홀을 APN 베이스로 구축하고, vRAN 소프트웨어를 SWB에서 가동시킴으로써 5G/Beyond 5G 서비스의 저소비 전력화가 가능해진다.

앞으로는 APN IOWN1.0을 한층 더 발전시켜 지금까지의 다크 파이버 이용에 비해 회선의 설치/확장의 리드타임 단축화, 가일층의 대용량화, 네트워크 품질의 보증 등 메리트를 구현해 나간다. 또한 데이터센터 사업자의 데이터센터간 접속, 스마트팩토리나 6G 서비스 등에 대한 적용을 고객과 함께 진행시켜 나갈 계획이다.

-- ICT솔루션 영역 --
NTT연구소에서는 고속/대용량/저소비 전력의 데이터통신을 실현하는 SWB나 APN 등(IOWN 인프라라고 총칭)와, 그러한 특성을 활용할 수 있는 보안 기술이나 데이터 처리 기술, 즉 다거점에 편재하는 데이터에서 필요한 데이터를 신속하고 효율적으로 입수해 이용할 수 있도록 하는 ‘가상 데이터 레이크’, 다거점간 효율적인 데이터 송수신을 가능하게 하는 ‘데이터 브로커’, 다른 조직 간에 데이터나 알고리즘을 서로 은닉한 채 실행 가능하게 하는 ‘데이터 샌드박스’ 등(IOWN 기술군이라고 총칭)의 연구개발도 진행하고 있다.

그리고 IOWN 인프라와 IOWN 기술군을 조합해 이용 가능한 ‘IOWN 플랫폼’을 구축/제공해, 광역에 분산된 데이터의 실시간 처리나 안심/안전한 데이터 유통과 같은 새로운 가치를 창출하는 기반으로서 많은 고객들이 활용해, 다양한 업계의 비즈니스 과제 해결이나 신규 비즈니스 전개 솔루션에 활용하는 것을 목표로 한다.

또한 IOWN 기술군의 확충과 더불어 기술의 제공 가치를 이해하는 인재를 육성해 컨설팅이 가능하도록 함으로써 특정 업계에서의 베스트 프랙티스 제공부터 타 업계에 대한 수평 전개 등 폭넓게 IOWN의 가치를 누릴 수 있는 세계를 실현하기 위해 각 대응을 추진하고 있다.

3. 맺음말
NTT IOWN종합이노베이션센터가 목표하는 IOWN의 보급 전개 영역을 제시했다. 다양한 이해관계자들에게 새로운 가치를 가능한 한 조기에 보다 효과적인 형태로 제공해 나갈 수 있도록 다방면의 사람들과 협력하면서 IOWN의 실용화를 추진해 나간다.

 -- 끝 --