광 네트워크-빠른 가이드

프로토콜 중립적 인 광 네트워킹 인프라와 결합 된 다중 데이터 네트워킹 프로토콜을 포함하는 광 데이터 네트워킹에 대한 경로를 설명함으로써 WDM을 통한 IP에 대한 현재의 생각은 도전적입니다. 이 자습서에서는 광 데이터 네트워킹을위한 다양한 데이터 네트워킹 프로토콜 및 네트워크 아키텍처에 대해 설명합니다.

인터넷의 인기로 인한 대역폭 폭발은 음성 최적화 회로 전환 서비스에서 데이터 최적화 패킷 전환 서비스로 통신 산업의 패러다임 전환을 가져 왔습니다. "광학을 통해 직접 데이터"를 지원한다는 표기법은 불필요한 네트워크 계층을 제거하면 네트워크의 비용과 복잡성을 크게 줄일 수 있다는 약속에 힘 입었습니다.

축소되거나 축소 된 네트워크 계층의 관점에서 SDH (Synchronous Digital Hierarchy)와 같은 기존 TDM 시스템은 감소하는 역할을하며 광 전송 네트워킹은 결과적인 "네트워크 네트워크"의 기본 전송 인프라로 등장합니다.

광 인터넷

예를 들어, OIF (Optical Interworking Forum)에서 정의한 광 인터넷 작업은 스위치와 라우터에 통합 된 광 인터페이스가 있고 Dense Wavelength와 같은 광 또는 광 네트워크 요소로 직접 연결되는 데이터 최적화 네트워크 인프라입니다. 디비전 멀티플렉서 (DWDM).

그러나 현재 WDM을 통한 직접 IP 개념은 교묘하게 위장한 마케팅에 불과합니다. 거의 변함없이 IP over WDM은 SDH 기반 포인트-투-포인트 DWDM 시스템과 결합 된 SDH에 매핑 된 IP 패킷입니다. 종종 TDM (Time-Division Multiplexer)이라고하는 SDH 독립형 요소는 필요하지 않지만 SDH는 데이터 네트워킹 장비 인터페이스의 필수 요소로 남아 있습니다.

DWDM 시스템에서 SDH의 존재에 대한 계속 증가하는 의존은 기술 혁신을 제한합니다. 예를 들어 ATM (Asynchronous Transfer Mode), GbE (기가비트 이더넷) 및 DWDM을 통한 10GbE와 같은 광섬유 애플리케이션을 통한 패킷을 금지 할 수 있습니다. 또한 광 전송 네트워킹의 궁극적 인 비전을 실현하는 데 더 가까워지지 않습니다.

WDM을 통한 IP의 현재 관점과 비교할 때 데이터 / 전송 네트워크 발전에 대한보다 균형 잡힌 관점이 있습니다. 이 균형 잡힌 견해는 두 가지 기본 원칙에 기반합니다.

• 모든 데이터 네트워크는 차별화가 지배하는 시장에서 고유합니다.

• 기본 인프라 "네트워크 네트워크"인 OTN (Optical Transport Network)은 형식에 관계없이 다양한 클라이언트 신호를 전송할 수 있어야합니다.

이러한 기본 원칙은 광 데이터 네트워킹 개념의 기초를 형성합니다.

오늘날의 TDM 기반 전송 네트워크는 주요 음성 및 기반 회선 서비스에 대해 확실한 수준의 성능과 안정성을 제공하도록 설계되었습니다. SDH와 같은 입증 된 기술이 널리 배포되어 음성 및 전용 회선 응용 프로그램에 대해 초당 기가비트 속도로 확장 가능한 고용량 전송을 제공합니다. SDH자가 치유 링은 네트워크 장애 발생 후 수십 밀리 초 이내에 서비스 수준 복구를 가능하게합니다. 이러한 모든 기능은 고도의 멀티 벤더 상호 운용성을 가능하게하는 잘 확립 된 글로벌 표준에 의해 지원됩니다.

오늘의 네트워크

오늘날의 TDM 기반 전송 네트워크 (그리고 어느 정도는 ATM 네트워크를 사용하는 경우)와 달리 "최선의"IP 네트워크는 일반적으로 높은 신뢰성과 예측 가능한 성능을 보장 할 수단이 없습니다. 예측할 수없는 지연, 지터 및 패킷 손실이있는 대부분의 레거시 IP 네트워크에서 제공하는 최선형 서비스는 통계적 다중화를 통해 최대 링크 활용도를 달성하기 위해 지불하는 가격입니다. 링크 사용률 (예 : 대역폭 단위당 사용자 수)은 링크가 일반적으로 TDM 전송 네트워크를 통해 임대 회선을 통해 전달되기 때문에 데이터 네트워크의 중요한 장점입니다.

본질적으로 버스트가 많은 데이터 트래픽 특성을 고려할 때 TDM 전송의 고정 대역폭 파이프는 이상적인 솔루션이 아닐 수 있습니다. 그러나 이러한 비 효율성은 전통적으로 TDM 기반 전송 네트워크 공급자의 네트워크 안정성 및 혼잡 격리 기능보다 덜 중요하다고 간주되었습니다.

고 대역폭 및 차별화 된 데이터 서비스에 대한 급증하는 수요는 TDM 기반 전송 및 최선형 패킷 네트워크의이 이중 아키텍처 모델에 도전하고 있습니다. 네트워크 대역폭을 과도하게 프로비저닝하고 네트워크 부하를 가볍게 유지하여 최선형 네트워킹의 유용성을 확장하는 것은 비용 효율적이지 않습니다.

또한 이러한 접근 방식은 불규칙한 수요 증가로 인해 항상 달성하거나 보장 할 수 없으며 활용도가 낮은 시설의 경제적 제약에 가장 민감한 네트워크 액세스 도메인의 특정 문제입니다. 그 결과, 일반적으로 오늘날 데이터 서비스 제공 업체는 고객 별 차별화 된 서비스 보장 및 해당 서비스 수준 계약을 제공 할 네트워크 인프라 지원이 없습니다.

차세대 네트워크

비용 효율적이고 안정적이며 확장 가능한 진화를위한 차세대 네트워크 아키텍처는 상호 운용이 가능하고 보완적인 방식으로 함께 작동하는 전송 네트워킹과 향상된 서비스 계층을 모두 사용합니다. 이러한 차세대 네트워크는 백본 네트워크 인프라 용량을 극적으로 증가시키고 최대한 공유하며 새로운 데이터 애플리케이션을위한 정교한 서비스 차별화를 제공합니다.

전송 네트워킹을 사용하면 서비스 계층이보다 효율적으로 작동 할 수 있으므로 물리적 토폴로지의 제약에서 해방되어 서비스 요구 사항을 충족하는 데있어 충분히 큰 문제에 집중할 수 있습니다. 따라서 많은 서비스 계층 향상을 보완하는 광 전송 네트워킹은 고용량, 고 신뢰성 대역폭 관리의 통합되고 최적화 된 계층을 제공하고 품질이 보장 된 고용량 데이터 서비스를위한 소위 광 데이터 네트워킹 솔루션을 생성합니다.

광 전송 네트워킹 : 실용적인 관점

광 네트워킹의 비전은 WDM의 빠르고 성공적인 상용화 이후 연구원과 네트워크 기획자의 상상력을 사로 잡았습니다. 광 전송 네트워킹의 원래 비전에서 유연하고 확장 가능하며 강력한 전송 네트워크가 등장하여 동일하게 다양한 서비스 요구 사항 (유연성, 확장 성 및 생존 가능성과 비트 전송률 및 프로토콜 독립성)으로 확장되는 다양한 클라이언트 신호를 처리합니다.

급증하는 대역폭 요구를 충족 할 수있는 전송 인프라에 대한 약속은 네트워크를 통해 고 대역폭 서비스의 안정적인 전송을 제공하기위한 매체로서 파장이 타임 슬롯을 대체하는 새로운 세기에도 불구하고 실제로 감탄을 자아냅니다. 그러나 광 네트워킹이란 무엇입니까? 대답은 매우 다양하며 실제로 최근 몇 년 동안 진화했습니다. 광 네트워킹에 대한 초기 시도는 광 투명성과 글로벌 규모의 광 투명 네트워크 설계에 중점을 두었습니다.

실용적인 솔루션

실행 가능한 "전광"솔루션이없는 경우 광 네트워킹을위한보다 실용적인 솔루션은 광 신호 재생 및 광 신호 성능 모니터링을 지원하는 광전자에 대한 필요성을 수용합니다. 모든 광 네트워킹이라고하는 경우 신호는 광전자 처리 형태없이 광 영역에서 네트워크 전체를 통과합니다. 이는 신호 재생, 라우팅 및 파장 교환을 포함한 모든 신호 처리가 전적으로 광학 영역에서 발생 함을 의미합니다.

아날로그 엔지니어링의 한계로 인해 (예 : 적절하게 설계된 디지털 시스템의 제한 요소는 원본 아날로그 메시지 파형을 디지털 형식으로 변환하는 하나의 정확도 임) 전광 처리 기술의 현재 최신 상태를 고려합니다. , 글로벌 또는 국가적 모든 광 네트워크의 개념은 실질적으로 달성 할 수 없습니다.

특히 광전자 변환은 전송 장애의 축적을 방지하기 위해 광전자 변환이 필요할 수 있습니다. 이러한 요인으로 인해 발생하는 장애는 광섬유 색 분산 및 비선형 성, 비 이상적인 플랫 게인 증폭기의 계단식, 광 신호 누화, 및 계단식 비평 탄 필터로부터의 전송 스펙트럼 축소. 광전자 변환은 또한 파장 교환을 지원할 수 있는데, 이는 현재 모든 광학 영역에서 실현하기 어려운 기능입니다.

요컨대, 신호 재생을 수행하여 손상 축적을 완화하고 전광 영역에서 파장 변환을 지원하는 상업적으로 이용 가능한 장치가없는 경우, 단기적으로 실용적인 광 네트워킹 아키텍처에서 일부 광전자 변환 측정이 예상되어야합니다. 결과적으로 생성되는 광 네트워크 아키텍처는 위의 그림과 같이 기능이 강화 된 광전자 공학에 의해 제한되는 광학적으로 투명한 (또는 모든 광) 서브 네트워크를 특징으로 할 수 있습니다.

클라이언트 신호 투명성

아날로그 네트워크 엔지니어링을 넘어 실질적인 고려 사항이 OTN의 궁극적 인 실현을 계속 결정합니다. 이러한 고려 사항 중 가장 중요한 것은 미래의 전송 인프라 내에서 높은 수준의 클라이언트 신호 투명성을 원하는 네트워크 운영자의 요구입니다.

"클라이언트 신호 투명성"이란 무엇을 의미합니까? 특히, OTN에서의 전송을 목표로하는 원하는 클라이언트 신호 세트에 대해 이러한 신호를 광 채널 (OCh) 서버 신호의 페이로드로 전달하기위한 개별 매핑이 정의됩니다. OTN에서 예상되는 신호에는 기존 SDH 및 PDH 신호와 IP (인터넷 프로토콜), ATM, GbE 및 SDL (Ssimple Ddata Llink)과 같은 패킷 기반 트래픽이 포함됩니다. 클라이언트 신호가 OTN 입구에서 OCh 서버 신호에 매핑되면 이러한 네트워크를 배포하는 운영자는 네트워크 출구에서 디 맵핑 될 때까지 클라이언트 신호에 대한 자세한 지식 (또는 액세스)을 가질 필요가 없습니다.

광 네트워크 수신 및 송신 지점은 OTN 클라이언트 신호 투명성의 도메인을 구분해야합니다. 따라서 클라이언트 신호 투명성을 실현하는 데 가장 중요한 요소는 모든 클라이언트 별 장비와 OTN 수신 및 송신 지점 간의 처리를 제거하는 것입니다. 다행히도 일반적으로 서비스별로 전용이므로 수신 / 발신시 클라이언트 종속 장비를 수용하는 것이 더 쉽습니다.

디지털 래퍼를 통한 광학 전송 네트워킹

DWDM 기술의 광범위한 사용은 서비스 제공 업체에게 새로운 과제를 제시했습니다. 증가하는 파장을 비용 효율적으로 관리하여 최종 고객에게 빠르고 안정적인 서비스를 제공하는 방법입니다. 파장 또는 OCh를 효과적으로 관리하려면 광 네트워크가 파장 별 또는 OCh 수준 운영, 관리 및 유지 (OAM) 기능을 지원해야합니다.

ITU (T) Rec. G872는이 오버 헤드가 전달되는 방식을 지정하지 않고 오버 헤드 형태로 구현 된 OCh 수준 OAM에 대한 일부 기능을 정의합니다. 지금까지 신호 재생을 지원하고 OCh (파장)를 모니터링, 분석 및 관리 할 수있는 유일한 방법은 네트워크 전체에서 SDH 신호와 장비에 의존하는 것이 었습니다. 이를 위해서는 WDM 시스템의 각 파장에 대한 신호가 SDH 형식이어야합니다.

광 채널 (파장)

DWDM 시스템의 기존 광전자 재생 지점을 활용하여 디지털 래퍼 기술을 사용한다는 개념은 SDH와 유사한 기능과 신뢰성을 제공하지만 모든 클라이언트 신호에 대해 광 전송 네트워킹의 원래 비전을 실현하는 데 한 걸음 더 가까워집니다. .

디지털 래퍼 기술은 ITU (T) Rec에 설명 된 네트워크 관리 기능을 제공합니다. G.872를 사용하여 OTN을 활성화합니다. 여기에는 광학 레이어 성능 모니터링, Fforward Eerror Ccorrection (FEC), 파장 별 링 보호 및 네트워크 복원이 포함되며, 모두 다음 그림과 같이 입력 신호 형식과 무관합니다.

채널 관련 OCh 오버 헤드를 지원하기 위해 OCh 클라이언트 "주변"당 디지털 (또는 TDM) 래퍼를 사용하는 개념이 최근 제안되었으며 실제로 OCh 정의의 기반으로 채택되었습니다. 이 체계는 OCh 클라이언트에 추가 용량을 추가하기 위해 OCh 재생성의 필요성을 활용합니다. 물론 OCh 클라이언트 신호에 디지털 방식으로 오버 헤드를 추가하는 수단이 있으면이를 사용하여 모든 OCh 수준 OAM 요구 사항을 지원하는 것이 좋습니다.

특히, 디지털 방식으로 추가 된 오버 헤드로 인해 OTN의 주요 성능 모니터링 문제를 해결하기가 거의 불가능합니다. 즉, 클라이언트 독립적 인 방식으로 Bbit Eerror Rrate (BER)에 대한 액세스를 제공합니다. B 그리고 선택적으로 FEC를 사용함으로써 디지털 래퍼 방법은 클라이언트 신호의 BER 성능을 크게 향상시켜 광전자 변환에 대한 요구 사항을 더욱 최소화 할 수 있습니다.

전송 네트워크의 성능을 향상시키는 한 가지 방법은 현재 일부 장비에서 제공되는 FEC를 사용하는 것입니다. 따라서 디지털 래퍼 기술의 추가 이점은 시스템 마진 향상을 위해 FEC를 선택적으로 지원할 수 있다는 것입니다.

OCh 프레임 구조

기능적 측면에서 OCh 페이로드와 OAM은 FEC 메커니즘에서 분리 될 수 있어야합니다. 이를 통해 서로 다른 링크에서 서로 다른 FEC 체계를 사용하면서 네트워크를 통해 페이로드 및 OAM을 종단 간 전송할 수 있습니다. 이것이 어디에서 발생할 수 있는지에 대한 명백한 예는 잠수함과 지상 링크 사이입니다. 전자에서는 차세대 시스템을 위해 새로운 FEC 코드가 조사 중입니다.

아래 그림은 제안 된 OCh의 기본 프레임 구조와 OCh 프레임 구조에서 수행 할 수있는 기능의 종류를 나타낸 것이다. 이 제안이 모든 광 네트워킹의 장기적인 목표와 일치하지 않는다고 주장 할 수 있지만 재생성에 대한 필요성이 사라질 것으로 예상해서는 안됩니다.

재생 점 사이의 거리는 계속 증가합니다. 그러나 신호 전달 지점에서 재생성에 대한 필요성은 그대로 유지됩니다. 광학적으로 투명한 서브 네트워크 내에서 OCh를 관리하기 위해 Ooptical Ssupervisory Cchannel (OSC)의 사용과 함께 디지털 래퍼는 전국 또는 글로벌 OTN에서 OCh (파장)의 종단 간 관리를 지원합니다.

3R- 재생 (Reshaping, Retiming 및 Regeneration)은 광-전기 변환을 통해 제공되며 그 반대도 마찬가지이며 디지털 래퍼 제안은이를 활용합니다. 모든 광학 3R 재생을 사용할 수있게되면 사진이 변경됩니까? 모든 광학 재생이 오버 헤드를 추가 할 수있는 경우 인수는 변경되지 않습니다. 재생기 구현 만 변경됩니다.

광학 재생기가 오버 헤드를 추가 할 수없는 경우 OCh 오버 헤드의 필요성이 사라지지 않습니다. ; 광학 재생기는 광전자 재생 지점 사이의 잠재적 인 거리를 간단히 늘리고 디지털 래퍼는 투명하게 통과합니다. 광 전송 네트워킹의 발전에 대한 디지털 래퍼 사용의 의미는 특히 데이터 네트워킹 추세의 맥락에서 볼 때 심오 할 수 있습니다.

프로토콜 스택 선택

IP 프로토콜은 오늘날 데이터 통신 네트워크의 수렴 계층임이 분명하며 향후 몇 년 동안이 역할을 다중 서비스 네트워크로 확장 할 것으로 예상됩니다. IP는 다양한 데이터 링크 계층 프로토콜 및 기본 네트워킹 인프라를 통해 전송 될 수 있습니다. 아래 그림은 WDM 네트워크 인프라에 대한 IP의 가능한 프로토콜 스택 또는 매핑 중 일부를 보여줍니다.

WDM을 통한 IP 란 무엇입니까?

다음 그림에서 a, b 및 d로 표시된 프로토콜 스택은 오늘날 가장 일반적으로 배포됩니다. 그들은 그림 (a)와 같이 SDH 매핑을 통한 ATM을 통한 고전적인 IP를 사용합니다. 그림 (b)에 표시된 SDH (POS)를 통한 패킷; 또는 그림 (d)와 같이 기존의 잘 확장 된 이더넷 IP를 사용합니다. 사례 (e) 및 (f)는 최근 POS의 대안으로 제안 된 새로운 데이터 링크 계층 인 SDL (Simple Data Link)을 사용합니다. (c)로 표시된 프로토콜 스택은 중간 SDH 계층이 제거되고 ATM 셀을 WDM으로 직접 매핑하는 경우 (a)의 대안입니다.

이러한 서로 다른 프로토콜 스택은 대역폭 오버 헤드, 속도 확장 성, 트래픽 관리 및 QOS 측면에서 서로 다른 기능을 제공합니다. 하나의 특정 매핑이 WDM을 통한 IP를 나타낸다고 말하는 것은 매우 명확하지 않습니다.

이러한 데이터 링크 계층 프로토콜의 다양성과 IP를 서로 다른 기본 네트워크 인프라로 매핑하는 것은 IP의 주요 강점 중 하나이며 사라지지 않는 특성입니다. 반대로 IP 패킷 전송을 위해 새롭고 혁신적이며보다 효율적인 프로토콜 매핑이 제안 될 가능성이 매우 높습니다. 이는 이미 저 대역폭 및 저 신뢰성 네트워크의 경우이며 고 대역폭 및 고 신뢰성 광 네트워크의 경우에도 마찬가지입니다. 이보기는 또한 "IP의 모든 것 및 모든 것에 대한 IP"의 비전에 부합합니다.

현재 정의 된대로 IP over WDM은 데이터 네트워크 및 광 네트워크가 제공 할 수있는 기능에 대한 제한적인보기를 부과합니다. 광학 레이어에서 네트워킹 기능을 완전히 사용하지 않고 단일 프로토콜 스택에 의해 도입 된 제약은 일부 네트워크 응용 프로그램에 대해 매우 제한적입니다.

위에서 언급 한 네트워킹 트렌드에는 클라이언트 신호 독립적 인 방식으로 다양한 프로토콜 스택, 네트워크 아키텍처, 보호 및 복원 옵션을 지원할 수있는 광 네트워킹 플랫폼이 필요합니다. 포인트-투-포인트 WDM을 통한 POS 선택은 고속 데이터 네트워크의 일부 네트워크 응용 프로그램에 가장 적합하지만 모든 것이 아닙니다. 또한 이러한 미래의 데이터 네트워크를 구현하고 배포하기 위해 선택된 광 플랫폼은 새롭고 예상치 못한 프로토콜 스택 매핑을 쉽게 수용 할 수 있고 중간 프로토콜 변환없이 광 계층 네트워크에서 동일한 네트워킹 기능을받을 수 있도록해야합니다.

광학 데이터 네트워킹은 프로토콜 스택 및 네트워크 아키텍처의 이질성을 줄이려는 것이 아니라 이질성을 활용하여 각 특정 애플리케이션 및 네트워크 공급자 세그먼트에 맞춤형 네트워크 솔루션을 제공하는 대체 접근 방식입니다. 광학 데이터 네트워킹은 서비스 계층과 전송 계층 모두에서 네트워킹 기능을 결합합니다.

광학 데이터 네트워킹의 주요 구성 요소

OTN에서 지원되는 클라이언트 신호 유형의 다양성에 반영된 프로토콜 스택의 다양성은 디지털 래퍼를 사용하여 수용됩니다. 진정한 광 네트워킹 기능을 사용하면 OCh 라우팅, 오류 및 성능 모니터링, 보호 및 복원을 통해 추가 유연성과 견고성을 제공하며, 모두 OCh별로 선택적으로 수행됩니다. 이러한 모든 요소가 함께 결합되어 미래 보장형이며 데이터 서비스 제공 업체의 특정 비전에 개방 된 강력하고 유연한 네트워킹 솔루션을 제공합니다.

이 기술은 채널 용량 업그레이드, 채널 추가 / 삭제, 경로 재 지정 및 트래픽 분배를 위해 비용 효율적이고 더 유연하며 모든 유형의 네트워크 토폴로지 및 보호 시스템 및 동기화를 지원합니다. 다음은 주요 구성 요소입니다-

• TP (트랜스 폰더)
• VOA (가변 광 감쇠기)
• MUX (멀티플렉서)
• DEMUX (디멀티플렉서)
• BA (부스터 앰프)
• 라인 (OFC 미디어)
• LA (라인 앰프)
• PA (프리 앰프)
• OSC (광 감시 채널)

트랜스 폰더

이 장치는 STM-n 와이드 펄스 광 신호와 MUX / DEMUX 장비 간의 인터페이스입니다. 이 광 신호는 같은 위치에 있거나 다른 물리적 매체, 다른 프로토콜 및 트래픽 유형에서 나올 수 있습니다. 넓은 펄스 신호를 1.6nm 간격으로 나노 미터 (nm) 정도의 좁은 파장 (점 또는 컬러 주파수)으로 변환합니다. MUX로 보내기.

반대 방향으로, DEMUX의 컬러 출력은 넓은 펄스 광 신호로 변환됩니다. 출력 전력 레벨은 양방향으로 +1 ~ –3dBm입니다. 변환은 2R 또는 3R 방법에서 광학에서 전기로, 전기에서 광학으로 (O에서 E 및 E에서 O)로 변환됩니다.

2R에서는 재생과 재 성형이 이루어지고, 3R에서는 재생, 재 성형, 재 타이밍이 수행됩니다. TP는 파장 색상 및 비트 전송률에 따라 달라 지거나 둘 다에 대해 조정 가능할 수 있습니다 (비용이 많이 들고 사용되지 않음). 그러나 2R에서는 모든 비트 레이트, PDH, STM-4 또는 STM-16이 채널 레이트가 될 수 있습니다. 장치는 수신기 감도 및 과부하 지점에 제한이 있습니다.

중간 전기 단계는 액세스 할 수 없지만 STN-n의 오버 헤드 바이트는 감독 목적으로 사용됩니다. 이 장치는 또한 ITU-T 권장 사항 G.957을 통한 광학 안전 작동 (ALS)을 지원합니다.

가변 광 감쇠기 (VOA)

시스템에로드되는 채널 수에 관계없이 Mux 장치의 개별 채널 광 출력 전력이 동일하게 유지되도록 EDFA 대역을 통해 신호 레벨의 균일 한 분포를 조정하는 데 필요한 프리 엠 퍼시스와 같은 수동 네트워크입니다.

광 감쇠기는 신호 레벨을 줄이는 데 사용되는 간단한 전위차계 또는 회로와 유사합니다. 감쇠기는 성능 테스트를 실행해야 할 때마다 사용됩니다 (예 : 링크의 신호 레벨 변화에 따라 비트 오류가 어떻게 영향을 받는지 확인하기 위해). 한 가지 방법은 그림과 같이 광학 신호가 다른 양의 어둠의 유리판을 통과 한 다음 다시 광섬유로 돌아가는 정밀한 기계적 설정을 갖는 것입니다.

유리판의 회색 밀도는 한쪽 끝이 0 %에서 다른 쪽 끝이 100 %입니다. 플레이트가 틈새를 가로 질러 이동함에 따라 더 많거나 적은 빛 에너지가 통과 할 수 있습니다. 이 유형의 감쇠기는 매우 정확하고 모든 빛 파장을 처리 할 수 ​​있지만 (판이 파장에 관계없이 동일한 양으로 모든 빛 에너지를 감쇠하기 때문에) 기계적으로 비용이 많이 듭니다.

멀티플렉서 (MUX) 및 디멀티플렉서 (De-MUX)

DWDM 시스템은 단일 광섬유를 통해 여러 스테이션에서 신호를 보내므로 들어오는 신호를 결합하는 수단을 포함해야합니다. 이것은 멀티플렉서의 도움으로 수행되며, 다중 섬유에서 광학 파장을 가져 와서 빔으로 수렴합니다. 수신 측에서 시스템은 광선의 투과 파장을 분리하여 눈에 띄지 않게 감지 할 수 있어야합니다.

디멀티플렉서는 수신 된 빔을 파장 구성 요소로 분리하고 개별 광섬유로 결합하여이 기능을 수행합니다.

멀티플렉서 및 디멀티플렉서는 설계에서 수동 또는 능동 일 수 있습니다. 수동 설계는 프리즘, 회절 격자 또는 필터를 사용하는 반면 능동 설계는 수동 장치를 조정 가능한 필터와 결합합니다.

이러한 장치의 주요 과제는 누화를 최소화하고 채널 분리 (두 인접 채널 간의 파장 차이)를 최대화하는 것입니다. 누화는 채널이 얼마나 잘 분리되었는지 측정하는 반면 채널 분리는 각 파장을 구별하는 능력을 나타냅니다.

멀티플렉서 / 디멀티플렉서의 유형

프리즘 유형

파장의 다중화 또는 역 다중화의 간단한 형태는 프리즘을 사용하여 수행 할 수 있습니다.

평행 한 다 색광 빔이 프리즘 표면에 충돌하고 각 구성 요소 파장이 다르게 굴절됩니다. 이것이rainbow effect. 출력 광에서 각 파장은 각도만큼 다음 파장과 분리됩니다. 렌즈는 광섬유에 들어가야하는 지점에 각 파장의 초점을 맞 춥니 다. 구성 요소는 하나의 광섬유에 서로 다른 파장을 다중화하기 위해 역으로 사용될 수 있습니다.

회절 격자 유형

또 다른 기술은 회절 및 광학 간섭의 원리를 기반으로합니다. 다색 광원이 회절 격자에 충돌하면 각 파장은 다른 각도로 회절되어 공간의 다른 지점으로 회절됩니다. 렌즈를 사용하면 다음 그림과 같이 이러한 파장을 개별 섬유에 초점을 맞출 수 있습니다.Bragg grating는 파장 선택형 미러로 사용할 수 있으며 DWDM 시스템에서 채널을 추가 및 삭제하는 데 널리 사용되는 간단한 수동 구성 요소입니다.

Braggs 격자는 자외선 레이저 빔을 사용하여 위상 마스크를 통해 모노 모드 광섬유의 코어를 비추는 방식으로 만들어집니다. 섬유는 인, 게르마늄 또는 붕소로 도핑되어 광에 민감합니다. 빛이 마스크를 통과 한 후 프린지 패턴이 생성되어 섬유에 "인쇄"됩니다. 이것은 섬유 코어 유리의 굴절률을 영구적으로 주기적으로 조절합니다. 완성 된 격자는 브래그 파장 (높은 인덱스 영역과 낮은 인덱스 영역 사이의 광학 간격의 두 배에 해당)에서 빛을 반사하고 다른 모든 파장을 투과합니다.

조정 가능한 브래그 격자

브래그 섬유 격자는 압전 소자에 접착 될 수 있습니다. 소자에 전압을가함으로써 격자가 늘어나고 Bragg 파장이 더 긴 파장으로 이동하도록 소자가 늘어납니다. 현재 장치는 150v의 입력에 대해 2nm의 튜닝 범위를 제공 할 수 있습니다.

배열 된 도파관 격자

AWG (Arrayed Waveguide Grating)도 회절 원리를 기반으로합니다. 광 도파관 라우터 또는 도파관 격자 라우터라고도하는 AWG 장치는 인접한 채널 간의 경로 길이가 고정 된 곡선 형 채널 도파관 배열로 구성됩니다. 도파관은 입력 및 출력에서 ​​캐비티에 연결됩니다.

광 멀티플렉서

빛이 입력 공동으로 들어 오면 회절되어 도파관 어레이로 들어갑니다. 따라서 각 도파관의 광학 길이 차이는 광섬유 어레이가 결합 된 출력 캐비티에서 위상 지연을 유발합니다. 이 프로세스는 출력 포트에 해당하는 다른 위치에서 최대 간섭을 갖는 다른 파장을 생성합니다.

다층 간섭 필터

다른 기술은 박막 필터 또는 다층 간섭 필터라는 장치에서 간섭 필터를 사용합니다. 광학 경로에 박막으로 구성된 필터를 배치하여 파장을 역 다중화 할 수 있습니다. 각 필터의 ​​특성은 한 파장은 투과시키고 다른 파장은 반사하는 것입니다. 이러한 장치를 계단식으로 연결하면 많은 파장을 역 다중화 할 수 있습니다.

필터는 적당한 비용으로 채널간에 우수한 안정성과 격리를 제공하지만 삽입 손실이 높습니다 (AWG는 평탄한 스펙트럼 응답과 낮은 삽입 손실을 나타냄). 필터의 가장 큰 단점은 온도에 민감하고 모든 환경에서 실제로 사용되지 않을 수 있다는 것입니다. 그러나 이들의 큰 장점은 멀티플렉싱 및 디 멀티플렉싱 작업을 동시에 수행하도록 설계 할 수 있다는 것입니다.

OM의 연결 유형

커플 링 OM은 함께 납땜 된 두 개 이상의 섬유와 상호 작용하는 표면입니다. 일반적으로 OM에 사용되며 작동 원리는 다음 그림에 나와 있습니다.

커플 링 OM은 낮은 제조 비용으로 만 다중화 기능을 수행 할 수 있습니다. 단점은 높은 삽입 손실입니다. 현재 ZTWE의 DWDM 장비에 사용되는 OM은 커플 링 OM을 사용합니다. OD는 AWG 구성 요소를 채택합니다.

부스터 증폭기 (광 증폭기)

감쇠로 인해 광섬유 세그먼트가 신호를 재생성해야하기 전에 무결성으로 신호를 전파 할 수있는 시간에 제한이 있습니다. 광 증폭기 (OA)가 도착하기 전에 전송되는 모든 신호에 대해 리피터가 있어야했습니다. OA는 광-전기-광학 (OEO) 변환없이 모든 파장을 한 번에 증폭 할 수있게했습니다. 광 링크 (중계기)에 사용되는 것 외에도 광 증폭기는 다중화 후 또는 역 다중화 전에 신호 전력을 높이는 데 사용할 수도 있습니다.

광 증폭기의 유형

모든 광 경로에서 광 증폭기는 단순 모드에서 중계기로 사용되었습니다. 하나의 광섬유는 송신 경로에 사용되었고 두 번째 광섬유는 리턴 경로에 사용되었습니다. 최신 광 증폭기는 동시에 두 방향으로 작동합니다. 두 개의 다른 비트 전송률이 사용되는 경우 두 방향으로 동일한 파장을 사용할 수도 있습니다. 따라서 단일 광섬유를 이중 작업에 사용할 수 있습니다.

광 증폭기는 또한 서로 다른 파장에서 작동하는 신호 범위를 통과하기에 충분한 대역폭을 가져야합니다. 예를 들어, 스펙트럼 대역폭이 40nm 인 SLA는 약 10 개의 광학 신호를 처리 할 수 ​​있습니다.

565mb / s 시스템에서 500kms 광 링크의 경우 83km 간격으로 5 개의 SLA 광 증폭기가 필요합니다. 각 증폭기는 약 12dB의 이득을 제공하지만 시스템에 잡음도 도입합니다 (BER 10-9).

SLA 증폭기에는 다음과 같은 단점이 있습니다.

• 온도 변화에 민감
• 공급 전압 변화에 민감
• 기계적 진동에 민감
• Unreliable
• 누화에 취약

에르븀 첨가 광섬유 증폭기 (EDFA)

DWDM 시스템에서는 EDFA가 사용됩니다. 에르븀은 여기 될 때 DWDM에 사용되는 광섬유의 저손실 파장 인 약 1.54 마이크로 미터의 빛을 방출하는 희토류 원소입니다. 약한 신호가 에르븀이 도핑 된 섬유로 들어가고, 여기에 펌프 레이저를 사용하여 980nm 또는 1480nm의 빛이 주입됩니다.

이 주입 된 빛은 어븀 원자를 자극하여 저장된 에너지를 추가 1550nm 빛으로 방출합니다. 신호가 강해집니다. EDFA의 자발적 방출은 EDFA의 잡음 지수도 추가합니다. EDFA는 일반적인 대역폭이 100nm이며 광학 경로를 따라 80-120km 간격으로 필요합니다.

EDFA는 또한 four-wave-mixing인접한 채널 간의 비선형 상호 작용으로 인해. 따라서 중계기 사이의 거리를 늘리기 위해 증폭기 전력을 늘리면 더 많은 누화가 발생합니다.

라만 증폭기

WDM에서 SLA 및 EDFA 증폭기의 사용은 이미 설명한대로 제한되며, 현대 WDM 시스템은 약 300nm의 대역폭을 가진 Raman Amplification으로 전환하고 있습니다. 여기서 펌프 레이저는 광섬유의 수신단에 있습니다. 누화 및 노이즈가 크게 감소합니다. 그러나 라만 증폭에는 높은 펌프 레이저를 사용해야합니다.

섬유의 분산은 실제로 "사파 혼합"효과를 최소화하는 데 도움이됩니다. 안타깝게도 초기 광 링크는 WDM 신호를 전달하도록 동일한 광케이블을 업그레이드 할 때 장거리 분산을 최소화하기 위해 종종 제로 분산 광케이블을 사용했습니다. 광대역 광 신호를위한 이상적인 매체가 아닙니다.

WDM 용 특수 모노 모드 섬유가 개발되고 있습니다. 이들은 포지티브 및 네거티브 분산 섬유의 교대로 세그먼트를 가지고 있으므로 총 분산은 0이됩니다. 그러나 개별 세그먼트는 분산을 제공하여 4 파 혼합을 방지합니다.

라인 증폭기

프리 앰프 (PA)와 부스터 앰프 (BA)로 구성된 2 단 EDFA 앰프입니다. 두 단계가 없으면 EDFA 원리에서 신호를 최대 33dB까지 증폭 할 수 없습니다 (자발 방출로 인해 생성되는 노이즈를 방지하기 위해). 라인 증폭기 (LA)는 장거리 및 초장 거리 시스템에 대해 각각 22dB 또는 33dB의 라인 손실을 보상합니다. 전적으로 광학 스테이지 장치입니다.

라인 (OFC) 미디어

이것은 DWDM 신호가 이동하는 광섬유 매체입니다. 감쇠와 분산은 전송 거리, 비트 레이트 용량 등을 결정하는 주요 제한 요소입니다. 일반적으로 22dB 및 33dB는 장거리 및 초장 거리 시스템의 홉 길이에 대한 회선 손실로 간주됩니다.

리피터 (LA)없이 매우 긴 장거리 라인 파장은 120km가 될 수 있습니다. 그러나 여러 리피터가 계단식으로 연결된 경우 길이는 최대 600km까지 가능하며 분산 보상 모듈을 사용하여 최대 1200km까지 늘릴 수 있습니다. 이러한 거리가 지나면 광단에서만 중계기 대신 전기 단에서 재생이 필요하다.

전치 증폭기 (PA)

이 증폭기는 터미널에서 DEMUX와 먼 스테이션에서 오는 신호를 수신하는 라인을 인터페이스하는 데 사용됩니다. 따라서 감쇠 된 라인 신호는 DEMUX 장치에 들어가기 전에 + 3dBm ~ 10dBm 레벨로 증폭됩니다.

광학 감시 채널

추가 데이터 (2mbps : EOW, 인터페이스를 통한 사용자 특정 데이터 등)를 광학 안전 장치없이 별도의 파장 (ITU-T 권장 사항 G-692에 따라 1480nm)에서 전송하는 기능 메인 STM-n 광 트래픽 신호와는 독립적으로 OSC에 의해 수행됩니다. 선택적 및 옴니버스 채널에 대한 EOW (0.3 ~ 3.4KHz)는 8 비트 PCM 코드에서 64kbps입니다.

OSC (Optical Supervisory Channel)는 LCT를 사용하여 수행 된 오류 위치, 구성, 성능 및 보안 관리뿐 아니라 광 라인 장치를 제어 및 모니터링하는 데 도움이됩니다.

이 장에서는 광학 장치의 다양한 구성 요소에 대해 설명합니다.

아이솔레이터

Isolator는 빛이 한 방향으로 광섬유를 통과하도록 허용하고 반대 방향으로 매우 높은 감쇠를 제공하는 비가역 장치입니다. 광학 시스템에는 원치 않는 반사를 방지하고 광섬유로 되돌아가 레이저 작동을 방해 (노이즈 생성)하기 위해 절연체가 필요합니다. 제조 절연체 "Faradays Effect”가 사용되며 이는 편광에 따라 다릅니다.

아이솔레이터는 광학 편광판, 분석기 및 패러 데이즈 로테이터를 사용하여 구성됩니다. 광학 신호는 편광의 들어오는 상태에 평행하게 배향 된 편광기를 통과합니다. 패러 데이즈 로테이터는 광학 신호의 편광을 45도 회전시킵니다.

그런 다음 신호는 입력 편광판에 대해 45도 방향의 분석기를 통과합니다. 아이솔레이터는 광학 신호를 왼쪽에서 오른쪽으로 전달하고 편광을 45도 변경하고 약 2dB의 손실을 생성합니다.

순환 장치

순환기는 마이크로 광학 장치이며 여러 포트와 함께 사용할 수 있지만 일반적으로 3 포트 / 4 포트 순환기가 사용됩니다. 0.5dB ~ 1.5dB의 포트 간 손실이 상대적으로 낮습니다.

순환기의 기본 기능은 위 그림에 나와 있습니다. 특정 포트 (예 : 포트 1)로 들어오는 빛은 순환기 주변을 이동하고 다음 포트 (예 : 포트 2)에서 나갑니다. 포트 2에서 들어오는 빛은 포트 3에서 나가는 식입니다. 장치는 원을 중심으로 작동시 대칭입니다. 순환기는 마이크로 광학 장치이며 여러 포트로 만들 수 있습니다. 그러나 3 및 4 포트 순환기는 매우 일반적입니다. 순환기는 손실이 매우 적습니다. 일반적인 포트 간 손실은 약 .5 ~ 1.5db입니다.

스플리터 및 커플러

커플러와 스플리터는 광 신호를 결합하거나 광 신호를 분할하는 데 사용됩니다. 대부분의 단일 모드 광 커플러는 공진 결합 원리를 사용합니다. 두 개의 SM 파이버 코어가 평행하고 서로 가깝게 배치됩니다. 광 파워는 전자기파 유도에 의해 한 코어에서 다른 코어로 그리고 반대로 전달됩니다. 파워 커플 링은 커플 링 섹션의 길이에 따라 다릅니다.

세 가지 중요한 특징은-

• Return Loss − 반사 및 손실 된 전력의 양.

• Insertion Loss − 장치를 통과하는 전체 전송에서 손실 된 신호의 양.

• Excess Loss − 이론적 손실을 초과하는 장치의 추가 손실.

커플러의 유형

• Y 커플러
• 스타 커플러
  • 융합 된 섬유
  • 믹싱 플레이트
  • 평면 (여유 공간)
  • 3dB 커플러
• 빔 스플리터

필터

필터는 많은 신호에서 트랜스 경로 및 수신기의 신호를 선택하는 데 사용됩니다. 격자는 필터입니다. 스위치, 변조기, AWG, 멀티플렉서 등은 필터 유형으로 간주됩니다.

다음은 필터의 유형입니다-

• Fabry-Perot
• 조정 가능한 필터
• 섬유 내 브래그 격자 필터

필터는 LED 앞에 사용되어 전송 전에 선폭을 좁 힙니다. 필터는 WDM 네트워크에서 매우 유용합니다.

• 비 일관성 수신기 앞에 배치 된 필터를 사용하여 많은 도착 신호에서 특정 신호를 선택할 수 있습니다.

• WDM 네트워크는 필터를 사용하여 신호가 네트워크를 통과하는 경로를 제어하는 ​​것을 제안합니다.

Fiber Bragg Grating은 통신 세계에서 가장 중요한 광학 필터입니다.

변조기

변조기는 전기장 또는 자기장의 영향으로 광학 특성을 변경하는 재료로 구성됩니다. 일반적으로 세 가지 접근 방식이 사용됩니다.

• 전기 광학 및 자기 광학 효과
• 전기 흡수 효과
• 음향 변조기

기계적 진동으로 인해 Ref. 재료 변경 색인. 음향 변조기는 매우 높은 주파수 사운드를 사용합니다. 소리의 강도를 조절하여 반사되는 빛의 양을 조절하여 변조기를 구성 할 수 있습니다.

다음은 장점 중 일부입니다.

• 그들은 상당히 높은 전력을 처리 할 수 ​​있습니다.

• 굴절되는 빛의 양은 음파의 강도에 선형 적으로 비례합니다.

• 동시에 서로 다른 파장을 변조 할 수 있습니다.

광학 ADM

광학 필터는 광섬유에 도달하는 여러 파장에서 원하는 파장을 분리하거나 떨어 뜨리는 데 사용됩니다. 파장이 떨어지면 동일한 파장을 사용하는 또 다른 채널이 OADM을 떠나 광섬유에 추가되거나 삽입 될 수 있습니다.

간단한 ADM에는 각각 4 개의 파장을 가진 4 개의 입력 및 출력 채널 만 있습니다. OADM에서 파장은 증폭, 균등화 또는 추가 처리 될 수 있습니다. OADM은 광 교차 연결을 사용하여 입력 광섬유에서 출력 광섬유로 파장을 정렬합니다.

광학 교차 연결

광학 x-connect는 각각 4 개의 파장을 전달하는 4 개의 입력 광섬유를 가져와 4 개의 출력 광섬유로 16 개의 파장을 재 배열 할 수 있습니다. OXC 내부의 간단한 응답기는 파장 중 하나를 사용 가능한 채널로 섞습니다.

통신 트래픽은 계속해서 매우 빠른 속도로 증가하고 있습니다. 이는 최근 통신 시장의 자유화를 통해 특히 인도에서 데이터 및 모바일 트래픽의 증가를 통해 가속화되고 있습니다. WDM, SDH 및 IP 전송 기술의 조합을 기반으로 끊임없이 증가하는 트래픽 요구 사항을 충족하는 솔루션을 채택 할 수 있습니다.

파장 분할 다중화는 단일 섬유 가닥에서 여러 파장 채널을 다중화하는 데 사용되어 섬유 혼잡을 극복합니다. SDH 기술은 고객이 현재 요구하는 용량 단위를 제공하고 네트워크 중단으로부터 이러한 서비스를 보호 할 수있는 가능성을 제공합니다. IP-over-WDM 전송 네트워크는 ISP (인터넷 서비스 공급자)에게 고용량 인터넷 전송 서비스를 제공 할 수 있습니다.

동기식 디지털 계층

SDH (Synchronous Digital Hierarchy) 네트워크는 PDH를 대체했으며 몇 가지 주요 이점이 있습니다.

• G.707, G.708 및 G.709 ITU 권장 사항은 글로벌 네트워킹의 기반을 제공합니다.

• 네트워크는 트래픽 복원력의 이점을 활용하여 광섬유 중단 또는 장비 오류 발생시 트래픽 손실을 최소화합니다.

• 내장 된 모니터링 기술은 네트워크의 원격 구성 및 문제 해결을 허용합니다.

• 유연한 기술은 모든 수준에서 지류 액세스를 허용합니다.

• 미래 보장 기술은 기술이 발전함에 따라 더 빠른 비트 전송률을 허용합니다.

유럽 ​​PDH 네트워크는 미국 네트워크와 인터페이스 할 수 없으며 SDH 네트워크는 두 가지 유형을 모두 수행 할 수 있습니다. 위의 그림은 서로 다른 PDH 네트워크가 비교되는 방식과 SDH 네트워크를 통해 전송 될 수있는 신호를 보여줍니다.

SDH-네트워크 토폴로지

라인 시스템은 PDH 네트워크 토폴로지에 대한 시스템입니다. 트래픽은 네트워크의 끝점에서만 추가 및 삭제됩니다. 터미널 노드는 트래픽 추가 및 삭제를 위해 네트워크 끝에서 사용됩니다.

라인 시스템

모든 SDH 네트워크 내에서라는 노드를 사용할 수 있습니다. regenerator. 이 노드는 상위 SDH 신호를 수신하여 재전송합니다. 재생기에서 더 낮은 차수의 트래픽 액세스는 불가능하며 사이트 사이의 장거리를 커버하는 데만 사용됩니다. 여기서 거리는 수신 된 전력이 트래픽을 운반하기에 너무 낮음을 의미합니다.

링 시스템

링 시스템은 링 구성으로 연결된 여러 ADM (add / drop mux)으로 구성됩니다. 트래픽은 링 주변의 모든 ADM에서 액세스 할 수 있으며 브로드 캐스트 목적으로 여러 노드에서 트래픽을 삭제할 수도 있습니다. 링 네트워크는 광섬유 단절이있는 경우 트래픽이 손실되지 않는 경우 트래픽 복원력을 제공하는 이점이 있습니다. 네트워크 복원력은 다음 장에서 자세히 설명합니다.

SDH 네트워크 동기화

PDH 네트워크는 중앙에서 동기화되지 않았지만 SDH 네트워크는 동기화 된 디지털 계층 구조입니다. 운영자 네트워크의 어딘가가 기본 참조 소스가됩니다. 이 소스는 SDH 네트워크 또는 별도의 동기화 네트워크를 통해 네트워크를 통해 배포됩니다.

기본 소스를 사용할 수없는 경우 각 노드는 백업 소스로 전환 할 수 있습니다. 다양한 품질 수준이 정의되고 노드는 찾을 수있는 다음으로 최상의 품질 소스를 전환합니다. 노드가 들어오는 라인 타이밍을 사용하는 경우 MS 오버 헤드의 S1 바이트는 소스의 품질을 나타내는 데 사용됩니다.

노드에서 사용할 수있는 가장 낮은 품질의 소스는 일반적으로 내부 오실레이터입니다. 노드가 자체 내부 클록 소스로 전환하는 경우 노드가 시간이 지남에 따라 오류를 생성하기 시작할 수 있으므로 가능한 한 빨리 해결해야합니다.

네트워크에 대한 동기화 전략을 신중하게 계획하는 것이 중요합니다. 네트워크의 모든 노드가 같은쪽에있는 인접 노드를 동기화하려고하면 a라는 효과가 나타납니다.timing loop, 위의 그림과 같이. 이 네트워크는 각 노드가 서로 동기화를 시도 할 때 오류를 빠르게 생성하기 시작합니다.

SDH 계층

다음 그림은 페이로드가 구성되는 방법을 보여 주며 처음 보는 것만 큼 무섭지 않습니다.

WDM은 다양한 광 신호를 단일 광섬유로 전송할 수있는 기술입니다. 그 원리는 본질적으로 FDM (Frequency Division Multiplexing)과 동일합니다. 즉, 여러 신호가 서로 다른 반송파를 사용하여 전송되며 주파수 스펙트럼의 겹치지 않는 부분을 차지합니다. WDM의 경우 사용되는 스펙트럼 대역은 1300 또는 1550 nm 영역으로 광섬유의 신호 손실이 매우 낮은 두 개의 파장 창입니다.

처음에는 각 창을 사용하여 단일 디지털 신호를 전송했습니다. 분산 피드백 (DFB) 레이저, 에르븀 도핑 광섬유 증폭기 (EDFA) 및 광 검출기와 같은 광학 부품의 발전으로, 각 전송 창은 실제로 여러 광 신호에 의해 사용될 수 있다는 것을 곧 깨달았습니다. 사용 가능한 전체 파장 창의 작은 견인력.

사실, 윈도우 내에서 다중화 된 광 신호의 수는 이러한 구성 요소의 정밀도에 의해서만 제한됩니다. 현재 기술을 사용하면 100 개 이상의 광 채널을 단일 광섬유로 다중화 할 수 있습니다. 그런 다음이 기술을 DWDM (density WDM)으로 명명했습니다.

장거리에서의 WDM

1995 년 미국의 장거리 통신 사업자는 기존 광섬유 인프라를 활용하면서 네트워크 용량을 업그레이드하기 위해 지점 간 WDM 전송 시스템을 배포하기 시작했습니다. 그 이후로 WDM은 장거리 시장을 강타했습니다. WDM 기술을 사용하면 계속 증가하는 용량 요구 사항에 대처할 수 있으며 광섬유 소모를 연기하고 용량 업그레이드를위한 유연성을 높일 수 있습니다.

그러나 가장 우세한 동인은 네트워크 용량을 업그레이드하기위한 SDM (Space Division Multiplexing) 또는 향상된 TDM (Time Division Multiplexing)과 같은 경쟁 솔루션과 비교할 때 WDM 솔루션의 비용 이점입니다. 다음 그림에 나와있는 "개방형"WDM 솔루션은 여러 파장 채널에서 공유하는 WDM 터미널 멀티플렉서 (TM) 및 인라인 광 증폭기의 트랜스 폰더를 사용합니다.

트랜스 폰더는 본질적으로 3R 광전기 광학 (O / E / O) 변환기로, G.957 표준을 준수하는 광학 신호를 적절한 파장 채널로 (또는 그 반대로) 변환하는 동시에 신호를 전기적으로 재 공급, 재구성 및 재조정합니다. . SDM 솔루션은 동일한 인라인 광 증폭기를 공유하는 여러 파장 대신 각각 SDH 재생기가 장착 된 여러 광섬유 쌍을 병렬로 사용합니다. 더 높은 TDM 속도 (예 : 2.5Gb / s STM-16에서 10Gb / s STM-64로)로 업그레이드하는 것은 특히 표준에서 TDM 속도가 증가함에 따라 분산과 같은 전송 장애가 제대로 확장되지 않기 때문에 단기 솔루션 일뿐입니다. 단일 모드 광섬유.

사례 연구에 따르면 장거리 지점 간 WDM 시스템은 STM-16의 채널이 3 개 정도 인 경우에도 SDM보다 분명히 더 비용 효율적인 솔루션입니다. 위의 그림은 두 액세스 도시 사이의 평균 거리가 300km 인 5000 광섬유 km로 구성된 전송 네트워크의 초기 코어에 대한 두 가지 링크 비용 비교를 보여줍니다. 위 그림의 100 % 비용 기준점은 광섬유 비용을 포함하여 하나의 STM-16 채널을 배포하는 비용에 해당합니다. 위의 그림에서 두 가지 결론을 도출 할 수 있습니다.

다음 그림에서 볼 수 있듯이 전송 및 재생 장비 비용 만 고려하면 (예 : SDM 케이스의 SDH 재생기 및 WDM 케이스에 인라인 광 증폭기가있는 트랜스 폰더가있는 WDM TM) WDM 기술을 사용하는 초기 링크 비용이 더 큽니다. SDH의 두 배 이상입니다. 그러나 WDM 솔루션은 인라인 광 증폭기의 공유 사용으로 인해 네트워크에서 3 개 이상의 채널을 배치하는 경우 더 비용 효율적입니다.

아래 그림에서 보는 바와 같이 위의 고려 사항 외에 광섬유 비용도 고려하면 WDM 케이스의 비용 우위가 더욱 분명 해지고 채널 수가 증가할수록 증폭된다. WDM 솔루션은 네트워크에 3 개 이상의 채널을 배치하는 경우 더 비용 효율적입니다.

단거리에서의 WDM

재생기가 필요하지 않으며 단거리 네트워크의 제한된 거리로 인해 광학 장애가 영향을 덜 미치므로 WDM의 이점은 SDM 또는 향상된 TDM 솔루션의 이점보다 명확하지 않습니다. 그러나 광섬유 고갈과 저렴한 광학 부품은 이제 대도시 지역에서 WDM을 주도하고 있습니다.

단거리 애플리케이션은 동일한 도시 내 여러 POP (Points of Presence)의 상호 연결과 관련이 있습니다. 예를 들어 보겠습니다. 다음 그림은 전송 네트워크에 도시 당 두 개 이상의 POP가 있으며 고객이 상호 연결할 수 있음을 보여줍니다. 드롭 및 계속과 같은 이중 노드 상호 연결 기술을 사용하면 고객 네트워크를 두 개의 다른 POP를 통해 전송 네트워크와 상호 연결할 수 있습니다.

그 결과 트래픽에 영향을주지 않고 POP 장애에서도 살아남을 수있는 매우 안전한 아키텍처가됩니다. 따라서 한 도시에서 두 POP 사이의 트래픽 흐름은 도시를 통과하는 트래픽뿐 아니라 도시에서 종료되고 Drop and Continue를 사용하여 보호되는 트래픽으로 구성됩니다. 이러한 증가 된 도시 내 용량 요구 사항으로 인해 전송 네트워크의 단거리 섹션에 WDM이 배포되었습니다.

WDM이 SDM보다 선호되는 주된 이유는 도시의 광섬유를 제 3 자로부터 임대하거나 광섬유 네트워크를 구축해야하기 때문입니다. 도시 광케이블 임대 또는 구축은 비용이 많이 드는 프로세스 일뿐만 아니라 용량 업그레이드에 대한 유연성이 떨어지는 접근 방식이기도합니다. 트래픽 분배와 볼륨이 빠르게 진화하는 동적 환경에서는 임대 또는 구축 할 광섬유의 양을 미리 예측하기가 어렵습니다. 따라서 WDM 기술을 사용하면 파장 채널이 매우 짧은 시간에 활성화 될 수 있기 때문에 분명한 유연성 이점이 있습니다.

특정 단거리 WDM 시스템이 전 세계에서 사용 가능하지만 장거리 네트워크에 동일한 유형의 WDM 시스템을 사용하는 것이 유리합니다. 단거리 WDM 시스템은 장거리 WDM 시스템보다 저렴하고 저렴한 광학 부품을 사용할 수 있기 때문에 여러 가지 이유로 선호되지 않는 이기종 네트워크로 이어집니다. 첫째, 두 가지 다른 시스템을 사용하면 운영 및 관리 비용이 증가합니다. 예를 들어, 이기종 네트워크에는 동종 네트워크보다 더 많은 예비 장비 부품이 필요합니다. 둘째, 서로 다른 두 시스템 간의 연동이 문제를 일으킬 수 있습니다. 예를 들어, 단거리 WDM 시스템은 일반적으로 장거리 WDM 시스템보다 더 적은 파장을 지원하기 때문에 병목 현상이 발생할 수 있습니다.

광 전송 네트워크 아키텍처

다음 그림과 같이 OTN (Optical Transport Networking)은 전송 네트워킹 진화의 자연스러운 다음 단계를 나타냅니다. 높은 수준의 아키텍처 관점에서 볼 때 OTN 아키텍처가 SDH의 아키텍처와 크게 다를 것으로 기대하지 않습니다. 그럼에도 불구하고 SDH가 디지털 네트워크 엔지니어링을 포함하고 OTN이 아날로그 네트워크 엔지니어링을 포함한다는 사실은 미묘하더라도 몇 가지 중요한 차이로 이어집니다. 이러한 구별을 탐구하면 SDH 대응과 다를 가능성이있는 OTN의 측면을 이해할 수 있습니다.

진화하는 WDM OTN 아키텍처 (네트워크 토폴로지 및 존속성 체계 포함)는 SDH TDM 네트워크의 경우와 유사합니다 (미러링은 아니지만). 그러나 SDH와 OTN은 모두 연결 지향 다중 네트워크이기 때문에 이것은 놀라운 일입니다. 주요 차이점은 멀티플렉싱 기술의 형태에서 비롯됩니다. SDH 용 디지털 TDM과 OTN 용 아날로그 WDM입니다.

디지털과 아날로그의 차이는 OTN 네트워크 및 시스템 설계의 여러 측면에서 근본적인 비용 / 성능 균형에 큰 영향을 미칩니다. 특히, 아날로그 네트워크 엔지니어링 및 유지 보수와 관련된 복잡성은 OTN과 관련된 대부분의 문제를 설명합니다.

용량 증가에 대한 단기적 요구를 충족하기 위해 WDM 지점 간 라인 시스템은 계속해서 대규모로 배포됩니다. 파장의 수와 단자 사이의 거리가 증가함에 따라 중간 사이트에서 파장을 추가 및 / 또는 떨어 뜨릴 필요성이 증가하고 있습니다. 따라서 유연한 재구성 가능한 광학 ADM (OADM)은 WDM 네트워크의 필수 요소가 될 것입니다.

캐리어 네트워크에 더 많은 파장이 배치됨에 따라 광 채널 수준에서 네트워크 간의 용량 및 핸드 오프 신호를 관리해야 할 필요성이 증가 할 것입니다. 거의 같은 방식으로 DXC가 전기 계층에서 용량을 관리하기 위해 등장했고, 광학 교차 연결 (OXC)이 광학 계층에서 용량을 관리하기 위해 등장 할 것입니다.

처음에는 광 계층 대역폭 관리에 대한 필요성이 핵심 전송 네트워크 환경에서 가장 절실 할 것입니다. 여기서, 논리적 메시 기반 연결은 OADM 기반 공유 보호 링 및 OXC 기반 메시 복원 아키텍처를 포함한 물리적 토폴로지를 통해 지원됩니다. 선택은 서비스 제공 업체가 원하는 대역폭 "오버 빌드"수준과 존속성 시간 규모 요구 사항에 따라 달라집니다.

대도시 간 사무실 및 액세스 환경에 대한 유사한 대역폭 관리 요구 사항이 등장함에 따라 OADM 링 기반 솔루션은 메시 요구를위한 광학 공유 보호 링과 허브 형 요구를위한 광학 전용 보호 링과 같은 애플리케이션에도 최적화 될 것입니다. 따라서 OA가 WDM 포인트-투-포인트 라인 시스템의 출현을 가능하게하는 기술이었던 것처럼 OADM과 OXC가 OTN의 출현을 가능하게하는 요인이 될 것입니다.

광 네트워크 요소는 전통적으로 SDH 장비에서 제공하는 전송 계층 기능을 가정하므로 광 전송 계층은 레거시 및 수렴형 패킷 코어 네트워크 신호 형식을 모두 지원할 수있는 통합 전송 계층 역할을합니다. 물론 OTN으로의 서비스 제공 업체 이동은 새로운 광 전송 계층에 대한 유지 관리 철학 및 관련 네트워크 유지 관리 기능의 개발과 동시에 "SDH와 유사한"전송 계층 기능이 광학 계층으로 이전 될 것으로 예상됩니다.

생존 가능성은 통합 전송 인프라로서 광 네트워킹의 역할에서 핵심입니다. 다른 많은 아키텍처 측면과 마찬가지로 광 네트워크 존속성은 네트워크 토폴로지와 네트워크 요소 유형이 매우 유사하기 때문에 SDH 존속성과 높은 수준의 유사성을 보일 것입니다. 광학 계층 내에서 생존 가능성 메커니즘은 광케이블 절단 및 기타 물리적 미디어 오류로부터 가능한 가장 빠른 복구를 계속 제공 할뿐만 아니라 보호 용량의 효율적이고 유연한 관리를 제공합니다.

OTN은 클라이언트-서버 관계를 반영하는 하위 계층이 정의된다는 점에서 SDH와 개념적으로 유사합니다. OTN과 SDH는 모두 연결 지향 멀티플렉싱 네트워크이기 때문에 둘 다에 대한 복원 및 보호 체계가 현저하게 유사하다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 미묘하지만 중요한 차이점은 반복 할 가치가 있습니다. TDM 네트워킹은 디지털 시간 슬롯 조작을 기반으로하는 반면 OTN / WDM 네트워킹은 아날로그 주파수 슬롯 또는 광 채널 (파장) 조작을 기반으로합니다. 따라서 두 기술 모두에서 유사한 보호 및 복원 아키텍처가 가능할 것으로 예상 할 수 있지만 특정 생존 가능성 체계에서 설명해야하는 네트워크 장애 유형은 상당히 다를 수 있습니다.

광학 레이어 생존 성

통신 네트워크는 고객에게 안정적이고 중단없는 서비스를 제공해야합니다. 전체 가용성 요구 사항은 99.999 % 이상이며 이는 네트워크가 평균적으로 연간 6 분 이상 다운 될 수 없음을 의미합니다. 결과적으로 네트워크 존속성은 이러한 네트워크가 설계되고 운영되는 방식에 영향을 미치는 주요 요소입니다. 네트워크는 장비 결함뿐만 아니라 링크 또는 광섬유 절단을 처리하도록 설계되어야합니다.

네트워크는 위의 그림과 같이 서로 상호 운용되는 많은 계층으로 구성된 것으로 볼 수 있습니다. 여러 통신 사업자는 다양한 계층화 전략 조합을 사용하여 네트워크를 실현하는 다양한 방법을 선택합니다. 기존 사업자는 SDH 장비의 대규모 설치 기반과 디지털 교차 연결의 광범위한 그루밍 및 모니터링 기능을 활용합니다.

반면 인터넷 프로토콜 (IP) 기반 서비스를 제공하는 통신사는 SDH를 사용하지 않고 IP를 기본 전송 계층으로 사용하는 단순화 된 네트워크 인프라를 추구합니다. 서비스의 품질 (및 다양성) (QOS)을 기반으로 자신을 구별하는 사업자는 ATM을 전송 기술로 사용할 수 있습니다. 이 레이어 아래에는 새로운 광학 WDM 레이어 또는 광학 레이어가 있습니다.

광학 계층은 상위 계층에 광 경로를 제공하며, 이는 광학 계층에서 제공하는 서비스를 사용하는 클라이언트 계층으로 간주 될 수 있습니다. 광 경로는 상당히 높은 비트 전송률 (예 : 2.5Gb / s 또는 10Gb / s)로 트래픽을 전달하는 회로 전환 파이프입니다. 이러한 광 경로는 일반적으로 SDH ADM, IP 라우터 또는 ATM 스위치와 같은 클라이언트 계층 장비를 상호 연결하도록 설정됩니다. 일단 설정되면 시간이 지남에 따라 상당히 정적으로 유지됩니다.

광학 레이어는 다음 그림과 같이 OLT (Optical Line Terminal), OADM (Optical ADM) 및 OXC (Optical Cross-Connect)로 구성됩니다. OLT는 여러 채널을 단일 파이버 또는 파이버 쌍으로 다중화합니다. OADM은 집계 WDM 스트림에서 적은 수의 채널을 삭제하고 추가합니다. OXC는 트래픽이 많은 노드 위치에서 많은 수의 채널을 전환하고 관리합니다.

광학 계층이 상위 계층에 제공해야하는 서비스 유형의 관점에서 서비스 관점에서 광학 계층 보호를 살펴 봅니다. 그런 다음 지원해야하는 서비스 조합을 기반으로 비용 및 대역폭 효율성 측면에서 제안 된 다양한 광학 계층 보호 체계를 비교합니다. 이것은 다소 다르며 광학 레이어 보호를 SDH 레이어 보호와 유사하게 보는 경향이 있습니다.

왜 광학 레이어 보호인가?

위 그림에 표시된 IP, ATM 및 SDH 계층은 모두 보호 및 복원 기술을 통합합니다. 이러한 레이어는 모두 다른 레이어와 함께 작동하도록 설계되었지만 섬유를 통해 직접 작동 할 수도 있으므로 보호 및 복원 기능을 처리하기 위해 다른 레이어에 의존하지 않습니다. 결과적으로 이러한 각 레이어는 자체 보호 및 복원 기능을 통합합니다. 따라서 자체 보호 및 복원 메커니즘을 제공하기 위해 광학 레이어가 필요한 이유에 대한 의문이 생깁니다. 다음은 몇 가지 이유입니다.

• 광학 계층 위에서 작동하는 일부 계층은 네트워크에 필요한 모든 보호 기능을 완전히 제공하지 못할 수 있습니다. 예를 들어 SDH 레이어는 포괄적 인 보호를 제공하도록 설계되었으므로 광학 레이어 보호에 의존하지 않습니다. 그러나 다른 계층 (IP 또는 ATM)의 보호 기술만으로는 결함이있는 경우 적절한 네트워크 가용성을 제공하기에 충분하지 않을 수 있습니다.

  현재 SDH 레이어를 사용하지 않고 광학 레이어 위에 직접 IP 레이어를 운영하는 제안이 많이 있습니다. IP는 라우팅 수준에서 내결함성을 통합하지만이 메커니즘은 번거롭고 적절한 QOS를 제공 할만큼 빠르지 않습니다. 이 경우 광학 레이어가 전송 레이어의 전체 가용성 요구 사항을 충족하기 위해 빠른 보호를 제공하는 것이 중요해집니다.

• 대부분의 통신사는 보호 메커니즘을 전혀 제공하지 않지만 무시할 수없는 레거시 장비에 막대한 투자를하고 있습니다. 이 장비와 원시 광섬유 사이에 광학 레이어를 원활하게 도입하면 생존 가능성이 증가 된 긴 광섬유 링크를 통해 인프라를 저렴한 비용으로 업그레이드 할 수 있습니다.

• 광학 레이어 보호 및 복원을 사용하여 네트워크에 추가 수준의 복원력을 제공 할 수 있습니다. 예를 들어 많은 전송 네트워크는 한 번에 하나의 오류를 처리하도록 설계되었지만 여러 오류는 처리하지 않습니다. 광학 복원을 사용하여 여러 오류에 대한 복원력을 제공 할 수 있습니다.

• 광 레이어 보호는 광섬유 절단과 같은 특정 유형의 오류를 처리하는 데 더 효율적일 수 있습니다. 단일 광섬유는 여러 파장의 트래픽을 전달합니다 (예 : 16-32 SDH 스트림). 따라서 광섬유 절단은 SDH 계층에 의해 독립적으로 복원되는 이러한 SDH 스트림의 16-32 개 모두를 초래합니다. 네트워크 관리 시스템은 이러한 각 독립 엔티티에서 생성 된 많은 수의 경보로 넘쳐납니다. 광섬유 절단이 광학 레이어에 의해 충분히 빠르게 복원되면 이러한 운영 비 효율성을 피할 수 있습니다.

• 광학 레이어 보호 및 복원을 사용하면 상당한 비용을 절감 할 수 있습니다.

제한 사항-광학 레이어 보호

다음은 광학 레이어 보호의 몇 가지 제한 사항입니다.

• 네트워크에서 모든 유형의 오류를 처리 할 수는 없습니다. 예를 들어 광 네트워크에 연결된 IP 라우터 또는 SDH ADM의 레이저 오류를 처리 할 수 ​​없습니다. 이러한 유형의 오류는 각각 IP 또는 SDH 계층에서 처리해야합니다.

• 네트워크에서 모든 유형의 오류를 감지하지 못할 수도 있습니다. 광학 층에 의해 제공되는 광 경로는 다양한 비트 전송률로 데이터를 전달하도록 투명 할 수 있습니다. 이 경우 광학 층은 실제로 이러한 광 경로에서 정확히 무엇이 전달되는지 알지 못할 수 있습니다. 따라서 일반적으로 보호 스위치를 호출하는 증가 된 비트 오류율과 같은 성능 저하를 감지하기 위해 트래픽을 모니터링 할 수 없습니다.

• 광학 레이어는 광 경로 단위로 트래픽을 보호합니다. 광경로에서 전송되는 트래픽의 다른 부분에 대해 다른 수준의 보호를 제공 할 수 없습니다 (트래픽의 일부는 높은 우선 순위이고 다른 하나는 낮은 우선 순위 일 수 있음). 이 기능은 더 세분화 된 트래픽을 처리하는 상위 계층에서 수행되어야합니다.

• 광학 레이어의 보호 기능을 제한하는 링크 예산 제약이있을 수 있습니다. 예를 들어, 보호 경로의 길이 또는 보호 트래픽이 통과하는 노드의 수가 제한 될 수 있습니다.

• 전체 네트워크가 신중하게 설계되지 않은 경우 광학 계층과 클라이언트 계층이 동시에 장애로부터 트래픽을 보호하려고 할 때 경쟁 조건이있을 수 있습니다.

• 기술 및 보호 기술은 아직 현장 테스트를 거치지 않았으므로 이러한 새로운 보호 메커니즘을 전체 규모로 배포하려면 몇 년이 걸립니다.

보호 대상의 정의

보호 기술과 이들 간의 절충점에 대해 자세히 알아보기 전에 광학 계층과 클라이언트 계층에 의해 보호되는 엔티티를 정의하는 것이 좋습니다. 이러한 엔터티는 다음 그림에 나와 있습니다.

클라이언트 장비 포트

클라이언트 장비의 포트가 실패 할 수 있습니다. 이 경우 광학 레이어는 클라이언트 레이어를 자체적으로 보호 할 수 없습니다.

클라이언트와 광학 장비 간의 사이트 내 연결

주로 인적 오류로 인해 사이트 내부의 케이블이 분리 될 수 있습니다. 이것은 비교적 가능성이있는 이벤트로 간주됩니다. 다시 말하지만, 이러한 상황에 대한 완전한 보호는 결합 된 클라이언트 계층 및 광학 계층 보호를 통해서만 지원 될 수 있습니다.

트랜스 폰더 카드

트랜스 폰더는 클라이언트 장비와 광학 레이어 사이의 인터페이스 카드입니다. 이 카드는 광에서 전기에서 광으로 변환을 사용하여 클라이언트 장비의 신호를 광 네트워크 내부에서 사용하기에 적합한 파장으로 변환합니다. 따라서이 카드의 실패율은 무시할 수없는 것으로 간주 될 수 없습니다. 시스템에있는 이러한 카드의 수가 많은 경우 (파장 당 하나) 특수 보호 지원이 필요합니다.

외부 시설

사이트 사이에있는이 광섬유 시설은 시스템에서 가장 신뢰할 수없는 구성 요소로 간주됩니다. 섬유 절단은 매우 일반적입니다. 이 범주에는 광섬유를 따라 배치되는 광 증폭기도 포함됩니다.

전체 노드

유지 보수 직원의 오류 (예 : 전원 회로 차단기 작동) 또는 전체 사이트 오류로 인해 전체 노드가 실패 할 수 있습니다. 사이트 실패는 비교적 드물며 일반적으로 화재, 홍수 또는 지진과 같은 자연 재해로 인해 발생합니다. 노드 장애는 네트워크에 상당한 영향을 미치므로 상대적으로 낮은 발생 가능성에도 불구하고 여전히 보호해야합니다.

보호 대 복원

Protection실패를 처리하는 데 사용되는 기본 메커니즘으로 정의됩니다. 매우 빨라야합니다 (일반적으로 SDH 네트워크에 장애가 발생하는 경우 트래픽이 60ms 이상 중단되지 않아야 함). 결과적으로 보호 경로는 일반적으로 트래픽이 정상 경로에서 보호 경로로 빠르게 전환 될 수 있도록 사전 계획되어야합니다.

속도 요구 사항으로 인해이 기능은 일반적으로 중앙 집중식 관리 엔터티에 의존하여 보호 조치를 조정하지 않고 네트워크 요소에 의해 분산 방식으로 수행됩니다. 최근 (아직 입증되지 않은) 고속 메시 보호 체계를 제외하고는 보호 기술이 매우 단순하고 선형 또는 링 토폴로지로 구현됩니다. 이들은 모두 네트워크에서 100 % 액세스 대역폭을 사용하게됩니다.

반대로 restoration실패를 처리하는 데 사용되는 기본 메커니즘이 아닙니다. 보호 기능이 완료된 후 복원을 사용하여 첫 번째 오류가 수정되기 전에 효율적인 경로 또는 추가 오류에 대한 추가 복원력을 제공합니다. 결과적으로 매우 느릴 수 있습니다 (때로는 몇 초에서 몇 분까지).

복원 경로를 미리 계획 할 필요가 없으며 분산 제어 기능없이 중앙 집중식 관리 시스템을 통해 즉시 계산할 수 있습니다. 더 정교한 알고리즘을 사용하여 필요한 초과 대역폭을 줄일 수 있으며 더 복잡한 메시 토폴로지를 지원할 수 있습니다.

광학 레이어 내의 하위 레이어

광학 레이어는 여러 하위 레이어로 구성됩니다. 보호 및 복원은 이러한 다른 레이어에서 수행 할 수 있습니다. 개별 광 경로 또는 광학 채널을 보호하는 체계를 가질 수 있습니다. 이러한 방식은 레이저 또는 수신기와 같은 단말 장비의 고장뿐만 아니라 광섬유 절단을 처리합니다.

OMS (Optical Multiplex Section) 계층에 해당하는 집계 신호 수준에서 작동하는 체계를 가질 수 있습니다. 이러한 방식은 함께 다중화 된 서로 다른 광 경로를 구분하지 않고 그룹으로 전환하여 모두 동시에 복원합니다.

경로 계층 보호라는 용어는 개별 채널 또는 광 경로에서 작동하는 방식을 나타 내기 위해 사용되며 라인 계층 보호는 광학 다중 섹션 계층에서 작동하는 방식을 나타냅니다. 경로 및 선 레이어 구성표의 속성을 비교하려면 표 1을 참조하고, 다른 경로 및 선 구성표에 대해서는 표 2 및 표 3을 참조하십시오.

표 1 : 회선 보호와 경로 보호 비교

표준	라인 보호	경로 보호
보호	인터 오피스 시설 사이트 / 노드 장애	인터 오피스 시설 사이트 / 노드 장애 장비 고장
섬유 수	4, 단일 레벨 멀티플렉싱이 사용되는 경우	두
단일 경로의 장애 / 저하를 처리 할 수 ​​있습니다.	아니	예
보호해서는 안되는 트래픽 지원	아니	예
장비 비용	낮은	높은
대역폭 효율성	보호 된 트래픽에 적합	보호되지 않은 채널의 경우 낮음

표 2 : 라인 레이어 방식의 비교

계획	보호	토폴로지	제약 / 결점	고객 혜택
1 + 1 라인	라인 컷	지점 간	섬유를 보호하기 위해 필요한 다양한 경로	구현 및 운영이 가장 간단합니다.
1 + 1 라인	라인 컷	지점 간	섬유를 보호하기 위해 필요한 다양한 경로	우선 순위가 낮은 트래픽 지원 낮은 손실 (약 3dB)
OULSR	라인 컷 노드 결함	메트로폴리탄 링	광학 레이어 손상 신호의 라인 레벨 브리징으로 인해 추가 전력 손실이 존재합니다.	구현 및 운영이 간단 수동 소자를 사용하여 수행 가능 (광 스위치 대신)
OBLSR	라인 컷 노드 결함	메트로폴리탄 링	광학 레이어 손상	보호 대역폭 재사용 우선 순위가 낮은 트래픽 지원
메쉬 라인 보호	라인 컷 노드 결함	어떤	광학 레이어 손상으로 제한됨 모든 광학 교차 연결 기반 관리하기 어려움	실력 있는 저렴한 비용

표 3 : 경로 계층 구조 간의 비교

계획	보호	토폴로지	제약 / 결점	고객 혜택
클라이언트 계층 보호	클라이언트 장비 결함 사무실 내 시설 트랜스 폰더 결함 인터 오피스 시설 노드 결함	어떤	네트워크에서 다양한 경로가 필요합니다. 가장 비싼	가장 광범위한 보호
1 : N 장비 보호	트랜스 폰더 결함	선형 또는 링		매우 저렴한 비용 효율적인 대역폭
1 + 1 경로 또는 OUPSR	인터 오피스 시설 노드 결함	어떤	네트워크에서 다양한 경로가 필요합니다. 대역폭 소모	클라이언트 보호와 유사 간단한 개발 및 운영
OBPSR	인터 오피스 시설 노드 결함	가상 링		보호 대역폭 재사용 우선 순위가 낮은 트래픽 지원
메시 경로 보호	인터 오피스 시설 노드 결함	어떤	OXC가 필요합니다. 구현 및 운영이 매우 복잡함	고효율

물리적 네트워크 토폴로지는 모든 메시가 될 수 있으며 클라이언트 장비 노드간에 광 경로를 전달합니다. 클라이언트 장비 관점의 가상 토폴로지는 클라이언트 계층 (예 : SDH 용 링)에 따라 제한됩니다. 2 물리적 토폴로지는 모든 메시이고 광 경로의 가상 토폴로지는 링입니다.

예를 들어 다음 그림에 표시된 두 가지 보호 체계를 고려하십시오. 이 두 방식은 모두 1 + 1 보호 방식으로 생각할 수 있습니다. 즉, 전송 단에서 신호를 분할하고 수신단에서 더 나은 복사본을 선택하는 것입니다. 그림 (a)는 전체 WDM 신호에 대해 분할 및 선택이 함께 수행되는 1 + 1 라인 레이어 보호를 나타냅니다. 그림 (b)는 1 + 1 경로 레이어 보호를 나타내며, 여기서 분할 및 선택은 각 광 경로에 대해 개별적으로 수행됩니다.

라인 레이어 대 경로 레이어 보호

두 접근 방식 간에는 중요한 비용 및 복잡성 차이가 있습니다. 라인 보호에는 추가 스플리터가 필요하며 보호되지 않는 시스템으로 전환해야합니다. 그러나 경로 보호에는 채널당 하나의 스플리터와 스위치가 필요합니다. 더 중요한 것은 경로 보호에는 일반적으로 라인 보호의 두 배의 트랜스 폰더와 두 배의 mux / demux 리소스가 필요합니다. 따라서 모든 채널을 보호해야하는 경우 경로 보호는 회선 보호보다 거의 두 배 더 비쌉니다. 그러나 모든 채널을 보호 할 필요가 없으면 이야기가 바뀝니다.

기본 보호 체계

보호 체계의 비교는 표 -1, 2 및 3에서 확인할 수 있습니다. 광학 계층 보호 체계는 SDH 보호 체계와 거의 동일한 방식으로 분류 될 수 있으며 클라이언트 계층, 경로 계층 또는 라인 계층에서 구현 될 수 있습니다. .

클라이언트 보호

간단한 옵션은 클라이언트 계층이 자체 보호를 수행하도록하고 광학 계층이 어떠한 보호도 수행하지 않도록하는 것입니다. 이것은 SDH 클라이언트 계층의 경우 일 수 있습니다. 이것은 광학 레이어의 관점에서 간단하지만 광학 레이어 보호를 수행하면 상당한 비용 이점과 대역폭 절약을 얻을 수 있습니다. 클라이언트 보호 방법은 지점 간, 링 또는 메시 클라이언트 네트워크를 지원할 수 있지만, 광 네트워크 관점에서 볼 때 이러한 모든 것이 광 메시 지원으로 변환된다는 점에 유의해야합니다. 링크는 전체 광학 메시 네트워크에 걸쳐있을 수 있습니다.

클라이언트 계층 보호에서 작업 및 보호 클라이언트 경로는 광학 계층을 통해 완전히 다양하게 라우팅되므로 단일 장애 지점이 없습니다. 또한 작업 및 보호 클라이언트 경로는 동일한 WDM 링크를 통해 다른 파장에 매핑되어서는 안됩니다. WDM 링크가 실패하면 두 경로가 모두 손실됩니다.

경로 레이어 체계

1 + 1 경로 보호

이 방식은 네트워크를 통해 두 개의 파장과 각 끝에 두 세트의 트랜스 폰더가 필요합니다. 링에 적용되는 경우이 보호를 OUPSR (Optical Unidirectional Path Switched Ring) 또는 OCh 전용 보호 링 (OCh / DP Ring)이라고도합니다.

Implementation Notes− 브리징은 일반적으로 광 커플러를 통해 수행되는 반면 선택은 1 x 2 광 스위치를 통해 수행됩니다. 수신 측은 소스와의 조정없이 백업 경로로 전환하기로 결정할 수 있습니다.

양방향 경로 전환 링

이 체계는 SDH 4- 파이버 BLSR (Bidirectional Line Switched Ring)을 기반으로하며 링 주변의 공유 보호 대역폭에 의존합니다. 작업 광 경로가 실패하면 노드가 조정하고 지정된 보호 대역폭을 통해 링 주변의 동일한 방향으로 트래픽을 전송하려고합니다 (트랜스 폰더 오류를 극복하기 위해). 이것은 스팬 스위치입니다. 이것이 실패하면 노드는 장애의 다른 쪽 끝까지 링 주변의 대체 경로 주변의 트래픽을 루프합니다. 이 동작은 링 스위치입니다.

이 체계를 사용하면 중복되지 않는 광 경로가 함께 실패하지 않는 한 동일한 보호 대역폭을 공유 할 수 있습니다. 이 체계는 OCh 공유 보호 링 (OCh / SPRing)이라고도합니다.

Implementation Notes−이 방식은 OXC 또는 OADM의 훨씬 작은 스위치를 통해 구현할 수 있습니다. 각 보호 채널에 스위치가 필요합니다. SDH BLSR 표준과 유사합니다.

메시 경로 보호

이 방식을 사용하면 실패한 모든 광 경로를 백업 경로로 개별적으로 분리하여 (100ms 미만) 매우 빠른 전환을 통해 전역 메시 보호가 가능하며, 잠재적으로 광 경로당 다른 경로를 취하는 여러 광경로에서 공유됩니다. 장애가 발생하는 경우 백업 경로를 설정하는 모든 관련 노드에 해당됩니다.

Implementation Notes− 이러한 체계는 OXC에서 구현되고 있습니다. 시간 제약으로 인해 사전 정의 된 백업 경로는 네트워크의 노드에 저장되고 장애 유형에 따라 활성화됩니다.

메시 경로 복원

메시 경로 보호와 달리이 체계에는 엄격한 시간 제약이 없습니다. 이 장치는 토폴로지를 사용하여 대체 경로를 계산하고 새 설정 정보를 노드에 배포하여 이러한 경로를 설정합니다. 노드는 n / w 정보를 유지할 필요가 없습니다.

Implementation Notes −이 체계의 중앙 집중식 특성은보다 최적화 된 보호 경로를 보장하고 구현 및 유지 관리 복잡성을 줄입니다.

1 : N 장비 보호

일반적인 WDM 터미널에서 가장 복잡한 (따라서 오류가 발생하기 쉬운) 모듈 중 하나는 응답기입니다. 1 : N 보호는 일반 응답기가 실패 할 경우 인계 할 예비 응답기를 지정합니다.

Implementation Notes−이 방식은 일반적으로 지정된 보호 파장을 기반으로합니다. 장애가 발생한 경우 양쪽 끝은 SDH의 APS와 달리 빠른 신호 프로토콜을 사용하여 전환해야합니다.

라인 레이어 체계

1 + 1 선형 보호

이 방식은 전체 WDM 신호를 한 쌍의 다양하게 라우팅 된 시설에 대량으로 브리징하는 것을 기반으로합니다. 이러한 시설의 수신단은 수신 할 두 신호 중 어느 것을 선택합니다.

1 : 1 선형 보호

이 방식은 이전 방식과 유사한 구성 (즉, 1 + 1 선형)이 필요하지만 신호는 작동 또는 보호 경로로 전환되지만 둘 다로 전환되지는 않습니다. 이렇게하면 조정 부담이 증가하지만 백업 경로에서 우선 순위가 낮은 트래픽을 실행할 수 있습니다 (작업 경로를 보호하는 데 필요할 때까지). 또한 전체 신호 에너지가 두 경로가 아닌 하나의 경로로 향하기 때문에 광 전력 손실이 낮아집니다.

Implementation Notes− 스위칭은 일반적으로 광학 1x2 스위치를 사용하여 수행됩니다. 조정은 빠른 시그널링 프로토콜을 통해 이루어집니다.

광 단방향 라인 스위칭 링 (OULSR)

이 방식은 집계 WDM 신호에 대해 브리징 및 신호 선택이 수행된다는 점을 제외하면 OUPSR 방식과 유사합니다. 이를 통해보다 최적화 된 설계, 낮은 비용 및 매우 다른 구현이 가능합니다.

Implementation Notes−이 방식의 구현은 광 링을 방송 매체로 실행하는 수동 커플러를 기반으로합니다. OADM을 사용하는 대신이 방식은 간단한 OLT를 기반으로하며 각각 시계 방향과 반 시계 방향 링으로 결합되어 각 파장이 두 광섬유에서 전송 및 수신됩니다. 정상적인 조건에서 링크는 인위적으로 분리되어 광섬유 절단 링크가 다시 연결될 때 선형 버스가됩니다.

양방향 라인 스위치 링

이 체계는 프로토콜 측면과 사용되는 보호 작업 (스팬 및 링 전환) 모두에서 OBPSR 체계와 유사합니다. 모든 라인 레이어 방식과 마찬가지로 집계 WDM 신호는 전용 보호 광섬유 (4 개의 광섬유 필요) 또는 단일 광섬유 내에서 다른 WDM 대역으로 대량으로 전환됩니다 (2 개의 광섬유 만 허용하지만 2 단계 광학 mux 체계 필요) ). 이 체계는 OMS 공유 보호 링 (OMS / SPRing)이라고도합니다.

Implementation Notes− 백업 경로가 전체 링을 광학적으로 순환하므로 손실을 보상하기 위해 백업 경로를 따라 광 라인 증폭기가 필요할 수 있습니다. 링의 둘레는 다른 시각 장애로 인해 제한됩니다. 따라서이 옵션은 대도시 응용 프로그램에 가장 적합합니다.

메시 라인 보호 / 복원

이 체계는 WDM 신호를 실패한 시설에서 대체 경로로 전환하고 실패한 시설의 다른 쪽 끝으로 다시 전환하는 전광 교차 연결을 기반으로합니다.

Implementation Notes − OBLSR과 마찬가지로이 방식은 대체 경로를 따라 발전 할 수있는 광학 장애로 제한되며 신중한 광학 설계가 필요합니다.

보호 체계 선택에 대한 고려 사항

네트워크에서 사용할 보호 체계를 선택하기 위해 통신 업체에서 사용할 수있는 기준입니다. 장비와 라인 보호가 모두 필요하다는 가정하에 이에 대한 간단한 의사 결정 차트가 다음 그림에 나와 있습니다.

보호 비용

운송 업체의 관점에서 볼 때 또 다른 기준은 적어도 두 가지 측면에서 시스템 비용입니다.

• 장비 비용
• 대역폭 효율성

이 두 가지 모두 트래픽의 서비스 조합, 즉 광학 계층에서 보호 할 트래픽의 비율에 따라 달라집니다.

다음 그림은 트래픽 혼합의 함수로서 경로 레이어 체계와 동등한 라인 레이어 체계의 장비 비용을 보여줍니다. 모든 트래픽을 보호해야하는 경우 경로 계층 구조는 공통 장비의 공유가 적기 때문에 라인 계층 구조보다 약 두 배의 장비가 필요합니다.

그러나 각 채널에는 관련 mux / demux 및 종단 장비가 필요하기 때문에 경로 계층 보호 비용은 보호 할 채널 수에 비례합니다. 따라서 더 적은 수의 채널을 보호해야하는 경우 경로 계층 보호 비용이 낮아집니다. 채널을 보호 할 필요가없는 경우 추가 공통 장비가 배포되지 않는다는 가정하에 경로 계층 구조는 라인 계층 구조와 거의 동일합니다.

이야기는 다음 그림과 같이 대역폭 효율성 관점과 다릅니다. 라인 보호 시스템에서 보호 대역폭은 보호가 필요한 광 경로 및 보호가 필요하지 않은 경로에 대해 소비됩니다. 경로 보호 시스템에서 보호가 필요하지 않은 광 경로는 대역폭을 사용할 수 있으므로 보호되지 않은 다른 광 경로는 원하지 않는 보호에 낭비되었을 대역폭을 사용할 수 있습니다.

광 경로의 상당 부분이 보호되지 않은 상태로 남아있을 경우 경로 계층 보호는 라인 계층 보호보다 동일한 네트워크에서 더 많은 작업 트래픽을 지원하여 비용을 회수합니다.

레거시 광 네트워크는 광 네트워크를 통해 데이터를 전송하기 위해 SDH / SONET 기술을 배포합니다. 이러한 네트워크는 계획하고 엔지니어링하기가 비교적 쉽습니다. 새로운 네트워크 요소를 네트워크에 쉽게 추가 할 수 있습니다. 정적 WDM 네트워크는 특히 메트로 네트워크에서 장비에 대한 투자가 덜 필요할 수 있습니다. 그러나 엔지니어링 규칙과 확장 성이 매우 복잡하기 때문에 이러한 네트워크의 계획 및 유지 관리는 악몽이 될 수 있습니다.

대역폭과 파장은 미리 할당되어야합니다. 파장이 그룹으로 묶여 있고 모든 그룹이 모든 노드에서 종료되는 것은 아니므로 특정 파장에 대한 액세스는 특정 사이트에서 불가능할 수 있습니다. 네트워크 확장은 새로운 광-전기-광학 재생 및 증폭기 또는 최소한 기존 사이트에서 전력 조정이 필요할 수 있습니다. 정적 WDM 네트워크 운영은 인력 집약적입니다.

네트워크 및 대역폭 계획은 과거의 SDH / SONET 네트워크 에서처럼 쉬워야합니다. 예를 들어 STM-16 또는 OC-48과 같은 주어진 링 대역폭 내에서 각 노드는 필요한만큼의 대역폭을 제공 할 수 있습니다.

모든 ADM에서 전체 대역폭에 대한 액세스가 가능했습니다. 예를 들어, 기존 링에 새로운 노드를 도입하는 것과 같은 네트워크 확장은 비교적 쉬웠으며 기존 노드의 현장 방문이 필요하지 않았습니다. 왼쪽의 네트워크 다이어그램은이를 보여줍니다. 디지털 교차 연결 시스템은 여러 광학 SDH / SONET 링과 연결됩니다.

재구성 가능한 광 네트워크는 다르게 작동합니다. 대역폭은 주문형으로 계획 할 수 있으며 이제 광 전력이 WDM 채널별로 관리되므로 도달 범위가 최적화됩니다. 확장 성이 크게 향상됩니다.

이러한 재구성 가능한 광 네트워크를 가능하게하는 핵심 요소는 Reconfigurable Optical Add-drop Multiplexer (ROADM). 소프트웨어에서 클릭 한 번으로 광학 파장을 클라이언트 인터페이스로 리디렉션 할 수 있습니다. 다른 트래픽은 이로 인해 영향을받지 않습니다. 이 모든 것은 필터 또는 기타 장비를 설치하기 위해 각 사이트로 트럭을 굴릴 필요없이 달성됩니다.

ROADM이있는 재구성 가능한 WDM 네트워크

정적 WDM 엔지니어링 규칙 및 확장 성은 매우 복잡 할 수 있습니다 (모든 노드의 OADM).

• 대역폭 및 파장 사전 할당
• 고정 필터 구조에 대한 마진 할당
• 불충분 한 전력 관리
• 네트워크 확장에는 OEO (Optical-Electrical-Optical) 재생이 필요합니다.

SDH / SONET 네트워크는 계획하기 쉽습니다.

• 모든 ADM에서 전체 대역폭에 액세스
• 쉬운 엔지니어링 규칙 (단일 홉만 해당)
• 새로운 네트워크 요소를 쉽게 추가

재구성 가능한 광학 레이어는 다음을 가능하게합니다.

• 주문형 대역폭 계획
• WDM 채널 별 전원 관리로 인해 확장 된 투명 범위
• 무중단 확장 성

정적 광자 층은 별도의 광학 링으로 구성됩니다. 이러한 각 링에있는 여러 DWDM 시스템을 고려하십시오. 정보 나 데이터가 동일한 링에 남아있는 경우가 많으므로 문제가 없습니다. 그러나 데이터를 다른 광학 링으로 전달해야하는 경우 어떻게됩니까?

정적 시스템에서는 링 사이의 전환이 필요할 때마다 많은 수의 응답기가 필요합니다. 실제로 한 링에서 다른 링으로 전달되는 각 파장에는 네트워크의 각 측면에 하나씩 두 개의 트랜스 폰더가 필요합니다. 이 접근 방식은 대역폭 및 채널 할당을 고려할 때 많은 비용과 많은 초기 계획을 필요로합니다.

이제 동적 재구성 가능한 광자 레이어를 상상해 보겠습니다. 여기에는 두 개의 광학 링 사이의 인터페이스를 형성하는 단일 DWDM 시스템 만 있습니다. 결과적으로 트랜스 폰더 기반 재생이 사라지고 DWDM 시스템 수가 감소합니다. 전체 네트워크 설계가 단순화되고 파장이 이제 더 이상 방해없이 한 링에서 다른 링으로 이동할 수 있습니다.

모든 파장은 모든 링과 포트로 전파 될 수 있습니다. 코어에서 액세스 영역까지의 광 패스 스루를 사용하는 완전히 유연하고 확장 가능한 네트워크 설계의 핵심은 ROADM 및 GMPLS 컨트롤 플레인입니다.

ROADM을 통한 단순화

ROADM은 네트워크 및 서비스 제공 업체 또는 이동 통신사의 프로세스를 단순화합니다. 이 상호 작용은 이러한 단순화 중 일부를 요약합니다. 결국, 우리는 이러한 모든 이점이 시간 노력과 비용을 감소 시킨다는 것을 명심해야합니다. 그러나 더 중요한 것은 고객 만족도를 높이고 결과적으로 고객 충성도를 높일 수 있다는 것입니다.

ROADM을 사용하면 네트워크 계획이 크게 단순화됩니다. 창고에 보관해야하는 응답기의 수가 크게 줄어든 것을 고려하십시오.

예를 들어 네트워크에 새로운 파장을 설정할 때 설치 및 시운전은 훨씬 더 적은 노력이 필요하고 훨씬 덜 복잡합니다. 서비스 기술자는 응답기와 ROADM을 설치하기 위해 각 최종 사이트를 방문하기 만하면됩니다. 설치 작업 및 패치를 수행 할 수 있도록 각 중간 사이트를 방문해야하는 데 사용되는 고정 광학 추가 / 드롭 멀티플렉서 (FOADM).

동적 광 네트워크가 배치되면 운영 및 유지 보수가 크게 단순화됩니다. 광학 진단은 이전의 경우처럼 몇 시간이 아닌 몇 분 안에 수행 할 수 있습니다. 트럭 롤을 외부 사이트로 트리거하는 대신 장애를 감지하고 동적으로 제거 할 수 있습니다.

조정 가능한 레이저와 무색 ROADM을 배치하면 섬유 공장의 유지 관리가 더 쉬워집니다. 이러한 기능을 사용하면 서비스 프로비저닝이 그 어느 때보 다 쉬워졌습니다. 설치 및 시운전 작업과 마찬가지로 네트워크 유지 관리 및 잠재적 인 업그레이드를 수행하는 것이 훨씬 쉽습니다.

ROADM 아키텍처

ROADM이 네트워크 설계 및 운영에 가져다주는 많은 이점은 이전 섹션에서 다루었습니다. 여기에 몇 가지 더 있습니다-

• 전체 DWDM 신호를 균등화하기위한 채널 별 전력 모니터링 및 레벨링
• 원격 네트워크 운영 센터에서 전체 트래픽 제어

그러나 지금까지 한 가지 질문에 대한 답이 없습니다. ROADM은 어떻게 작동합니까? 몇 가지 기본 사항을 살펴 보겠습니다.

ROADM은 일반적으로 파장 분할기와 파장 선택 스위치 (WSS)의 두 가지 주요 기능 요소로 구성됩니다. 위의 블록 다이어그램을보십시오. 네트워크 인터페이스 1 번의 광섬유 쌍이 ROADM 모듈과 연결되어 있습니다.

(네트워크에서) 들어오는 데이터를 전달하는 광섬유가 파장 분할기로 공급됩니다. 이제 모든 파장을 스플리터의 모든 출력 포트에서 사용할 수 있습니다 (이 경우 8). 로컬 추가 / 드롭 트래픽 (파장)은 AWG (Arrayed Waveguide Filter)를 사용하여 다중화 / 역 다중화 될 수 있습니다. AWG를 사용하는 것은 고정 된 파장 할당 및 방향을 의미합니다.

WSS (Wavelength Selective Switch)는 다양한 파장을 선택적으로 결합하여 네트워크 인터페이스 # 1의 출력에 공급합니다. 나머지 스플리터 포트는 다른 네트워크 방향으로 연결됩니다 (예 : 4도 접합 노드에서 다른 세 방향).

Note−이 노드에서 네트워크 방향별로 그림 모듈 중 하나 (완전히 회색 상자)가 필요합니다. 또는 더 정확하게 말하면 4 개의 방향 (4도)을 제공하는 접합 노드에는 이러한 모듈 중 4 개가 필요합니다.

ROADM 심장 – WSS 모듈

왼쪽에서 들어오는 WDM 신호부터 시작하겠습니다. 그것은 상단의 광섬유를 통과하고 벌크 회절 격자로 향합니다. 이 벌크 회절 격자는 일종의 프리즘 역할을합니다. 각도의 변화는 매우 작지만 다양한 파장을 다른 방향으로 분리합니다. 분리 된 파장은 구형 미러에 도달하여 광선을 MEMS (Micro-Electro Mechanical System) 세트에 짧게 반사합니다. 각 마이크로 스위치는 서로 다른 파장에 부딪혀 구형 미러로 다시 전송됩니다.

거기에서 광선은 벌크 회절 격자로 반환되어 광섬유로 보내집니다. 그러나 이것은 이제 우리가 시작한 섬유와는 다른 섬유입니다. 단일 파장 출력 신호는 이것이 발생했음을 나타냅니다. 이 신호는 다른 단일 파장 신호와 결합되어 다른 전송 광섬유를 채울 수 있습니다.

사용 가능한 다양한 버전이 있습니다. 여기에있는 키워드는 무색, 무 방향성 등입니다.

ROADM – 학위, 무색, 무 방향 등

기간	설명
Degree	학위라는 용어는 지원되는 DWDM 라인 인터페이스의 수를 설명합니다. 2도 ROADM 노드는 두 개의 DWDM 라인 인터페이스를 지원합니다. 또한 모든 라인 인터페이스의 두 개의 추가 / 삭제 분기를 허용합니다.
Multi Degree	다단계 ROADM은 두 개 이상의 DWDM 라인 인터페이스를 지원합니다. 가능한 추가 / 삭제 분기 수는 WSS 포트 수에 의해 결정됩니다.
Colorless	무색 ROADM을 사용하면 모든 파장 또는 색상을 포트에 유연하게 할당 할 수 있습니다. 이 기능을 구현하려면 필터 모듈을 연결해야합니다.
Directionless	방향없는 ROADM은 전송 섬유의 물리적 재 연결이 필요하지 않습니다. 방향에 대한 제한이 제거됩니다. 방향없는 ROADM은 복원 목적 또는 서비스의 임시 재 라우팅을 위해 배포됩니다 (예 : 네트워크 유지 관리 또는 주문형 대역폭 요구 사항).
Contentionless	무 경쟁 ROADM은 ROADM에서 충돌하는 두 개의 동일한 파장의 잠재적 인 문제를 제거합니다.
Gridless	Gridless ROADM은 동일한 DWDM 신호로 다양한 ITU-T 채널 그리드를 지원합니다. 그리드 단위는 향후 전송 속도 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다.

이러한 수준의 ROADM 접근 방식을 이해하기 위해 다음은 ROADM과 관련하여 자주 사용되는 몇 가지 주요 용어입니다.

무색

단순 ROADM은 각 방향에 대해 하나의 WSS로 구성되며 "1도"라고도합니다. 파장은 여전히 ​​할당되고 고정 애드 / 드롭 트랜시버가 사용됩니다. 무색 ROADM은 이러한 제한을 제거합니다. 이러한 ROADM을 사용하면 모든 파장 또는 색상을 모든 포트에 할당 할 수 있습니다. 전체 설정이 소프트웨어로 제어되므로 트럭 롤이 필요하지 않습니다. 무색 기능을 구현하려면 필터 모듈을 구현해야합니다.

무 방향성

이것은 종종 "무색"이라는 용어와 함께 나타납니다. 방향이없는 디자인은 ROADM의 추가 제한을 제거합니다. 방향 (예 : 남쪽 또는 북쪽)과 관련하여 제한이 없기 때문에 방향이없는 ROADM을 사용하여 전송 광섬유를 물리적으로 다시 연결할 필요가 없습니다.

무 경쟁

무색 및 방향성이 없지만 ROADM은 이미 뛰어난 유연성을 제공하며 동일한 주파수를 사용하는 두 파장이 여전히 ROADM에서 충돌 할 수 있습니다. 무 경쟁 ROADM은 이러한 차단을 방지하기 위해 전용 내부 구조를 제공합니다.

그리드리스

Gridless ROADM은 매우 조밀 한 파장 채널 그리드를 지원하며 향후 전송 속도 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다. 이 기능은 100Gbit / s 이상의 신호 속도와 하나의 네트워크 내에서 다른 변조 형식에 필요합니다.

방향이 없을 때

방향없는 ROADM은 모든 라인 인터페이스에서 지원되는 ITU 그리드에서 파장을 추가 / 삭제할 수 있으므로 가장 널리 퍼진 ROADM 설계입니다. 방향없는 전용 변형의 경우 추가 / 드롭 포트는 정의 된 파장에 따라 다릅니다. 무색 옵션을 사용하면 포트가 파장에 따라 달라지지 않을 수도 있습니다.

방향없는 기술은 대부분 복원 목적에 따라 파장을 다른 포트로 다시 라우팅하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 주문형 대역폭 상황에서 다른 애플리케이션도 가능합니다. 방향없는 기능을 지원하지 않는 ROADM은 유연성과 관련하여 몇 가지 제한 사항이 적용됩니다.

무색 일 때

무색 ROADM을 사용하면 물리적으로 다시 케이블을 연결하지 않고도 특정 광 채널의 파장을 변경할 수 있습니다. 무색 ROADM은 모든 추가 / 드롭 포트에서 지원되는 ITU 그리드의 파장을 추가 / 삭제하도록 재구성 할 수 있습니다. 추가 / 감소 된 파장은 변경 될 수 있습니다 (튜너 블 DWDM 인터페이스). 이것은-

• 파장 프로비저닝 및 파장 복원을위한 향상된 유연성

• 복원 전환, 방향 전환 및 색상 전환

• 조정 가능한 DWDM 라인 인터페이스와 결합 된 무색 추가 / 드롭 포트의 주요 이점은 파장 프로비저닝 및 파장 복원 목적을위한 향상된 유연성입니다. 요청 된 광 경로에서 다음 자유 파장으로 자동 조정.

광 네트워크를 완전히 자동화하는 마지막 부분 중 하나는 무색 ROADM을 배포하는 것입니다. 이러한 ROADM을 사용하면 모든 추가 / 드롭 포트에서 지원되는 ITU 그리드의 모든 파장을 추가 / 삭제할 수 있습니다. 튜너 블 트랜시버가 광 프런트 엔드로 사용됨에 따라 포트의 파장이 변경 될 수 있습니다.

파장 프로비저닝 및 복원이 이전보다 훨씬 쉬워졌습니다. 파장이 사용중인 경우 시스템은 자동으로 트랜시버를 사용 가능한 다음 사용 가능한 파장으로 조정할 수 있습니다. ROADM은 동일한 ROADM 노드 내에서 고정 및 무색 추가 / 삭제 기능을 사용하는 옵션을 제공합니다.

경쟁이 없을 때

무 경쟁 ROADM은 추가 / 삭제 포트에서 경합 그리드없이 모든 추가 / 삭제 포트에서 파장을 추가 / 삭제할 수 있습니다. 전용 파장 색상은 동일한 추가 / 삭제 분기에서 여러 번 (다른 DWDM 라인 인터페이스에서) 추가 / 삭제할 수 있습니다. 8 개의 애드 / 드롭 포트만 장착 된 경우 8 개의 애드 / 드롭 포트에서 8 개의 서로 다른 라인 방향에서 동일한 파장을 드롭 할 수 있어야합니다. 무료 추가 / 드롭 포트를 사용할 수있는 한 ROADM 노드는 모든 라인 인터페이스에서 모든 파장을 추가 / 삭제할 수 있어야합니다.

무색, 무 방향성 및 무 경쟁 기능 (CDC)의 조합은 최고의 유연성을 제공합니다.

그리드가 없을 때

Gridless ROADM 노드는 동일한 DWDM 신호 내에서 다른 ITU-T 채널 그리드를 지원합니다. 그리드 대역폭은 채널별로 프로비저닝 할 수 있습니다.

그리드리스 기능은 100Gbit / s 이상의 데이터 속도를 작동하는 네트워크 또는 다른 변조 방식으로 작동하는 네트워크에 필요합니다. 일관된 라인 인터페이스를 갖춘 차세대 네트워크를위한 것입니다. 데이터 속도에 따라 변조 방식과 데이터 속도에 따라 다른 파장 요구 사항이 필요합니다.

전송 속도가 높아지고 변조 방식이 점점 더 복잡해지고 있습니다. 이제 여러 변조 기술이 단일 광섬유에서 혼합 될 수 있습니다. 이 모든 것은 ROADM 기술을 반영하고 그리드없는 ROADM에 대한 요구 사항을 생성합니다. 이러한 ROADM은 고밀도 주파수 그리드에서 작동하며 채널당 대역폭 프로비저닝을 허용합니다. 데이터 채널은 이제 변조 방식과 데이터 속도에 따라 다양한 파장 요구 사항을 요구합니다.

일반적인 애플리케이션은 100Gbit / s 이상의 데이터 속도로 작동하거나 다른 변조 방식을 병렬로 실행하는 네트워크입니다. 예를 들어, 후자의 상황은 일관된 전송 기술을 배포 할 때 쉽게 존재할 수 있습니다.