TSN 802.1Qcc (Centralized Configuration)

개요

TSN(Time-Sensitive Networking) 기술은 결정적(Deterministic) 통신을 위한 IEEE 표준 집합이며, 그중 802.1Qcc는 TSN의 중앙 집중형 구성(Centralized Configuration)을 정의하는 핵심 기술입니다. 이 표준은 실시간 산업 제어, AVB(Audio Video Bridging), 자율주행 네트워크 등에서 필수적인 네트워크 설정 자동화 및 QoS 보장을 실현합니다.

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1. 개념 및 정의

802.1Qcc는 TSN 네트워크 내의 스트림(Stream) 전송 경로, 리소스 할당, QoS 정책 등을 중앙 집중형으로 구성하고 관리하기 위한 표준입니다.

• 목표: TSN 스트림의 결정론적 전송을 보장하기 위한 자동 구성
• 주요 기능: 스트림 예약, 경로 최적화, QoS 파라미터 설정
• 구성 방식: Centralized Network Configuration (CNC), Centralized User Configuration (CUC)

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2. 특징

항목	802.1Qcc	기존 네트워크 구성	802.1Qav/Qbv 등과 비교
구성 모델	중앙 집중형(CNC/ CUC)	수동 설정 또는 분산 구성	스케줄링, 대기시간 보장 중심
구성 자동화	지원	미지원	미지원
스트림 가시성	전체 경로 제어 가능	불가능	일부 노드 중심

• 복잡한 TSN 설정의 중앙 제어 가능
• 정확한 대역폭·딜레이 기반 설정 가능

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3. 구성 요소 및 작동 원리

구성 요소	설명	역할
CUC (Centralized User Configuration)	스트림의 사용자 요구 정의	사용자 측 QoS 요구 수집
CNC (Centralized Network Configuration)	전체 네트워크 설정 및 경로 계산	브리지 경로 구성, 자원 분배
NE (Network Element)	TSN 스위치/호스트 등 실제 노드	CNC 명령 수신 및 설정 적용

• CUC → CNC → NE의 흐름으로 설정 전파
• gPTP 기반 시간 동기화와 연동됨

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4. 주요 기능 및 기술적 장점

기능	설명	효과
경로 계산(Path Computation)	TSN 스트림의 최적 경로 산출	충돌 최소화, 딜레이 예측 가능
자원 예약(Resource Reservation)	대역폭, 큐, 스케줄 등 자원 분배	QoS 보장, 낙장 없음(Fail-free)
정책 기반 QoS 구성	각 스트림에 맞는 파라미터 자동 설정	트래픽 클래스, 우선순위 설정 용이
자동 갱신 및 실패 복구	링크 실패 시 재경로 자동 구성	고가용성 실현 가능

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5. 활용 사례 및 적용 산업

사례	적용 분야	효과
산업 자동화	PLC, 로봇, 센서 간 TSN 네트워크 구성	실시간 동기 제어 및 최소 지연 전송
자동차 이더넷	차량 내 통신 및 제어 네트워크	AVB + TSN 통합 QoS 보장
AV/VR 스트리밍	4K 비디오/오디오 동기화	버퍼링 최소화, 시간 동기 스트림 제공

• 실시간/초저지연/고신뢰 네트워크 인프라에서 활용

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6. 구현 및 고려사항

항목	고려사항	대응 전략
CNC/CUC 연동 구조	통합 플랫폼 필요	오픈소스 TSN Stack 또는 Vendor SDK 활용
시간 동기화 정확도	gPTP 기반 시간 정합성 요구	IEEE 802.1AS 연동 필수
정책 복잡도	다양한 스트림 요구사항 처리 필요	정책 관리 GUI 및 테스트 프레임워크 도입

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7. 결론

TSN 802.1Qcc는 복잡한 실시간 네트워크를 중앙에서 자동화된 방식으로 설정할 수 있게 해주는 핵심 표준으로, 고신뢰 네트워크가 필요한 산업 전반에서 중요한 역할을 수행하고 있습니다. 특히 제조, 자동차, 미디어 분야에서의 확장 가능성과 함께, 네트워크 오케스트레이션의 미래를 보여주는 기술입니다.