한때 주로 메트로 네트워크와 밀접하게 연관되었던 DCI(데이터 센터 상호 연결)는 이제 캠퍼스와 백본을 넘어 해저 연결, 그리고 AI 클러스터 전반의 확장에 이르기까지 폭넓은 사용 사례를 아우르고 있습니다. 이 블로그에서는 Ciena의 헬렌 제노스(Helen Xenos) 상무 이사가 각 DCI 구축 이면의 요건을 살펴보고, 적절한 기술이 그러한 요건을 어떻게 성공적으로 구현하는지 살펴봅니다.
DCI(데이터 센터 상호 연결)라는 표현을 들으면 가장 먼저 무엇이 떠오르시나요?
대다수의 업계 종사자와 마찬가지로, 아마 가까운 두 데이터 센터를 잇는 단순한 권역 연결, 즉 전형적인 메트로 DCI 구축을 떠올리실 것입니다. 그 생각이 틀렸다고는 할 수 없지만 그러한 관점은 훨씬 더 큰 이야기의 아주 작은 부분만을 보는 것일 수 있습니다.
사실 DCI는 항상 메트로 그 이상이었습니다. 데이터 센터는 오래전부터 캠퍼스, 지역, 백본은 물론 대륙까지도 넘어 상호 연결되어 왔습니다. 최근 새롭게 부상하여 논의의 중심에 있는 개념은 바로 스케일 어크로스(Scale-Across)입니다. AI와 분산 컴퓨팅에 힘입어 등장한 스케일 어크로스는 데이터 센터 상호 연결에 대한 기존의 사고방식을 재편하는 새로운 요구 사항을 제시합니다.
그러면 한번 살펴보겠습니다. 오늘날의 주요 DCI 사용 사례에는 어떤 것이 있을까요? 각 사례에는 어떤 고유한 성능, 도달 범위, 운영 요건이 필요하며 Ciena는 고객이 적합한 기술로 이를 해결하도록 어떻게 지원하고 있을까요?
메트로 DCI: 단순하고 빠르며 공간 효율적인 솔루션
대다수의 논의는 메트로 DCI에서 시작되며, 여기에는 합당한 이유가 있습니다. 데이터 센터 아키텍처의 프런트엔드 네트워크를 구성하는 이 사용 사례는 일반적으로 메트로 또는 지역 내 데이터 센터를 연결하는 80~100km 구간의 지점 간(P2P) 연결을 포함합니다.
여기에서 가장 중요한 요소는 낮은 전력 소비량, 공간 효율성, 그리고 단순하고 신속한 구축입니다.
메트로 DCI의 핵심은 효율성입니다. 클라우드 공급자는 랙을 채우거나 전력 예산을 초과하지 않으면서 대역폭을 빠르게 확장하고자 합니다. 그 결과, 라우터 포트에서 직접 고용량 링크를 지원하는 코히어런트 플러그형을 선호하게 되었습니다. Ciena는 WaveLogic™ Nano 400ZR 및 800ZR 코히어런트 플러그형을 통해 상호 운용 가능한 고밀도 메트로 DCI 구축을 지원하며, 이를 필요한 광증폭 및 파장 관리를 제공하며 구축이 간편한 RLS 포토닉 회선 시스템과 결합합니다.
RLS가 이 애플리케이션에 널리 활용되는 주된 이유는 고밀도 DWDM 상호 연결 그 이상의 가치를 제공하기 때문입니다. RLS는 파장 전력 레벨을 자동으로 균등화하여 문제 해결 및 수동 조정 과정을 줄이고, 구축 시간을 단축하며, 첫날부터 안정적이고 최적화된 성능을 제공합니다. 또한 RLS는 개방형 노스바운드 API를 통해 클라우드 공급자 관리 시스템에 신속하게 통합될 수 있습니다.나아가, DCI 솔루션은 메트로 환경 내에서도 일률적이지 않습니다. 이용 가능한 광 케이블에 제약이 있는 클라우드 공급자를 위해, Ciena는 WaveLogic 6 Extreme(WL6e) 1.6Tb/s 솔루션도 제공합니다. 이 솔루션은 코히어런트 플러그형 대비 케이블당 50% 더 많은 용량을 지원함으로써 아키텍처의 단순성을 유지하면서도 기존 케이블 자산의 활용을 극대화합니다. WL6e는 보안을 중시하는 고객을 위해 초저지연 AES-256-GCM 암호화 또한 지원하므로, 광 계층에서 상시 가동되는 양자 내성 데이터 보호를 통해 여러 지점 간에 안전하게 연결할 수 있습니다.
메트로 용량 수요가 계속 증가하면서 Ciena의 로드맵은 800G를 넘어 이미 개발 중인 1600ZR 코히어런트 플러그형까지 뻗어 나가며, 이로써 메트로 DCI 아키텍처가 계속 미래에 대비하도록 보장합니다.
스케일 어크로스 DCI: 두 데이터 센터가 하나되어 움직여야 한다면
단순히 데이터 센터를 연결하는 것이 아니라, 데이터 센터가 하나의 논리적인 AI 학습 클러스터처럼 작동하게 만드는 것이 과제라면 어떨까요?
그것이 바로 스케일 어크로스 아키텍처의 잠재력입니다. AI 학습 클러스터를 단일 시설 내에만 두는 대신, 스케일 어크로스는 단일 xPU 클러스터가 각각 전력 공급이 용이하며 지리적으로 분산된 여러 데이터 센터 캠퍼스에 걸쳐 구축되도록 합니다. 그 결과, 새로운 전력 풀에 접근하고 지리적 복원력을 확보하면서도 거대한 단일 AI 클러스터와 같은 성능을 유지할 수 있습니다.
하지만 여기에는 한 가지 조건이 따릅니다. 스케일 어크로스에는 완전히 새로운 요건이 따르는데, 데이터 센터 간 네트워크가 기존의 전송 링크처럼 작동해서는 안 된다는 것입니다. 대신 방대한 대역폭, 초고가용성 및 최소한의 지연 시간을 갖춘, 데이터 센터 내부 패브릭의 초확장적이고 무손실이며 결정론적인 확장판으로서 기능해야 합니다.
이 지점에서 또 다른 변화가 일어납니다. 이처럼 방대한 용량을 장거리로 전송하려면 코히어런트 옵틱과 포토닉 회선 시스템이 필수적이므로, 그러한 기술이 처음으로 AI 클러스터에 도입되고 있습니다. DCI 분야의 글로벌 리더로서, Ciena는 AI가 요구하는 성능과 신뢰성을 갖추면서도 차세대 아키텍처를 대규모로 실현하도록 고객을 지원하는 데 있어 독보적인 위치에 있습니다.
수백 쌍의 광 케이블을 아우를 수 있는 구축 환경에서 고객에게는 과도한 비용, 공간 또는 운영 복잡성을 유발하지 않으면서 대역폭과 신뢰성을 극대화한 아키텍처가 필요합니다. 또한 여타 네트워크 업그레이드와 달리, 스케일 어크로스는 점진적으로 이루어질 수 없으며 용량, 케이블, 인프라가 모두 동시에 확장되어야 합니다. 따라서 코히어런트 광 트랜시버와 이를 지원하는 포토닉 회선 시스템 모두에서 대량의 구축 요건을 빠르게 충족해야 하므로, 결국 대규모 데이터 센터 간 연결에 특화된 전용 인프라를 구축해야 합니다.
Ciena는 이 문제를 상호 운용 가능한 고성능 WaveLogic 6 Nano(WL6n) 800Gb/s 코히어런트 플러그형과 RLS C&L 대역 DCI 시스템의 조합으로 해결합니다. 이러한 두 시스템은 분산 AI 학습을 지원하는 데 필요한 거리와 규모에 최적화된, 신뢰도가 매우 높고 예측 가능한 DCI 링크를 지원합니다.
스케일 어크로스 구축이 단일 구간을 넘어 확장됨에 따라, 피할 수 없는 또 다른 과제가 등장했습니다. 바로 중간 증폭기 사이트의 고밀화입니다. 이러한 지점은 기존과 동일한 물리적 점유 면적 내에서 10배 이상 급증한 광 케이블 수와 용량을 수용해야 합니다. 이때 공간 제약 문제보다 전력 가용성이 더욱 심각한 제약 요인이 되는 경우가 많지만, 이런 상황에서도 운영의 단순성을 유지해야만 합니다. 이러한 요건을 충족하는 것은 대규모 다중 구간 스케일 어크로스가 실질적으로 가능해지기 위한 전제 조건입니다. 이것이 바로 Ciena가 차세대 스케일 어크로스 구축을 지원하기 위해 RLS 하이퍼 레일 증폭 구성을 개발하는 이유입니다.
첫날부터 막대한 용량을 개시하면서 또 다른 의문점이 생깁니다. 스펙트럼의 일부만 활용하는 이유는 무엇일까요? Ciena는 풀 스펙트럼 트랜스폰더가 어떻게 처음부터 전체 광대역을 효율적으로 종단 간 개시함으로써 고객이 용량 확보 시간을 단축하도록 돕는지에 대한 명확한 비전을 가지고 있습니다.
이것이 바로 Ciena가 차세대 스케일 어크로스 구축을 지원하기 위해 RLS 하이퍼 레일 증폭 구성을 개발하는 이유입니다.
캠퍼스 DCI: 단거리 연결에 대한 재고
하지만 도시나 대륙을 넘나들기 전에, 먼저 캠퍼스 네트워크로 시선을 돌려 보겠습니다. 이런 네트워크의 인터페이스 속도가 급격히 상승하면서 기존에 생각하던 “단거리” 링크의 의미가 조용히 재정의되고 있습니다.
캠퍼스 DCI는 언뜻 간단해 보입니다. 고작 몇 킬로미터에 불과한 연결을 의미하는 경우가 많으니까요. 역사적으로 이러한 링크는 IMDD 기술에 의존해 왔습니다. 하지만 문제는 회선 속도가 올라갈수록 IMDD로는 캠퍼스 전체에 분산된 시설을 연결할 만큼의 도달 범위가 나오지 않는 경우가 있다는 것입니다.
그렇다면 대안은 무엇일까요?
Ciena의 코히어런트 라이트 플러그형은 실질적인 해결책을 제시합니다. 코히어런트 변조를 사용하여 캠퍼스 연결을 최대 20km(또는 이에 상응하는 손실 예산)까지 확장하면서도 IMDD와 유사한 비용, 전력, 지연 시간 프로필을 유지합니다. 덕분에 네트워크 구축 및 운영 방식을 바꾸지 않고도 손쉽게 속도를 업그레이드할 수 있습니다.
가장 큰 장점이라면, 고객이 불필요한 복잡성이나 과잉 설계 없이도 자신감 있게 캠퍼스 연결을 확장할 수 있는 폭넓은 도달 범위를 확보할 수 있다는 것이죠. 이는 속도가 계속 상승하는 상황에서 캠퍼스 DCI의 미래 대응성을 높이는 현명한 방법입니다.
백본 및 해저 DCI: 한계를 넘는 거리
이제 다시 시야를 넓혀 보겠습니다. 백본과 해저 DCI는 연결성의 극한을 보여주기 때문입니다.
데이터 센터가 대륙을 가로지르거나, 대양을 넘어서 연결되어야 한다면 어떤 상황이 펼쳐질까요? 이러한 환경에서는 단 1dB 또는 1Hz의 차이도 중요하며, 모든 케이블 쌍에서 최대한의 성능을 끌어내는 것이 중요합니다. 네트워크는 장거리 성능, 고가용성, 그리고 끊임없이 증가하는 용량 성장을 감당해야 하지만, 교체하기에는 너무 가치 있거나 교체 자체가 매우 어려운 인프라를 사용하는 경우가 많습니다.
바로 이 지점에서 코히어런트 성능과 포토닉 회선 시스템 설계가 중요해집니다.
백본 네트워크의 경우, Ciena는 추가 하드웨어 없이도 다세대 코히어런트 기술을 지원하도록 설계된 완전한 C 대역 및 C&L 대역 포토닉 회선 시스템을 제공합니다. 이 시스템은 고객이 초기 투자를 보호하는 동시에, 막대한 비용과 시간이 드는 핵심 AI 인프라 네트워크 업그레이드를 수행하지 않고도 시간이 지남에 따라 용량을 확장하는 데 도움이 됩니다. 또한 백본 네트워크가 밀집됨에 따라, RLS 하이퍼 레일 아키텍처가 고밀도의 회선 증폭 구성을 지원하므로 운영 복잡성을 가중하지 않고도 동일한 물리적 공간에서 더 많은 광 케이블과 용량을 활용할 수 있습니다.
해저 네트워크 구축의 경우, Ciena는 컴팩트한 2RU RLS SLTE 구성을 제공합니다. 이를 통해 공간 확보가 매우 까다로운 CLS(케이블 착륙국)에서 점유 면적과 전력 소비를 최소화할 수 있습니다. 또한 Ciena는 보안 스펙트럼 공유에 최적화된 SLTE 구성을 제공하므로 여러 당사자가 강력한 성능 격리 및 운영 제어를 유지하면서도 해상 시설 용량을 안전하게 공유할 수 있습니다.
광학 측면에서는 WL6e 1.6Tb/s 트랜스폰더가 장거리 및 해저 애플리케이션을 위한 업계 최고 수준의 케이블 용량을 제공하며, PQC(양자 내성 암호) 알고리즘을 지원하는 양자 내성 암호화 데이터 통신을 포함합니다. 또한 WL6e는 D++ 및 보상 케이블 모두에 특화된 전송 모드를 지원하므로 고객이 소중한 케이블 자산을 업그레이드하고 수요 증가에 따라 가용 케이블 수명을 연장할 수 있습니다.
설치 면적과 전력이 가장 중요한 경우, WL6n 800G 플러그형의 고성능 전송 모드가 구축의 선택지를 한층 넓힙니다. Ciena의 PKT-MAX 전송 모드를 통해 이제 800G 플러그형을 더 다양한 애플리케이션으로 확장할 수 있으며, 아키텍처를 단순화하면서도 까다로운 장거리 연결에 필요한 성능은 그대로 유지합니다.
하나의 DCI 전략, 다양한 사용 사례
그래서, 요점은 무엇일까요?
DCI는 더는 하나의 사용 사례에 그치지 않습니다. 캠퍼스에서 메트로, 스케일 어크로스에서 해저까지 이어지는 연속적인 개념이죠. 구간마다 요건은 다르지만, 고객은 서로 단절된 여러 솔루션을 이어 붙이는 것을 원치 않습니다.
여러분에게 필요한 것은 단순함입니다.
또한 우수한 확장성이 필요하며,
앞으로 나아갈 방향이 분명해야 합니다.
Ciena는 플러그형부터 회선 시스템, 그리고 단거리부터 대양 횡단에 이르기까지 업계에서 가장 폭넓은 코히어런트 포트폴리오를 제공함으로써 고객이 애플리케이션의 진화와 대역폭 수요 증가에 맞춰 적응하는 DCI 아키텍처를 구축하도록 지원합니다.
어쩌면 가장 중요한 질문은 이것일지도 모릅니다. 여러분의 DCI 전략은 다가올 미래를 맞이할 준비가 되어 있나요?