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광섬유 네트워크 토폴로지와 아키텍처

트랜시버 두 대와 광섬유 한 가닥이 링크를 이루고, 네트워크는 이런 링크 수백 개로 만들어집니다. 포인트투포인트, 링, 트리, 메시, 스타 등 링크를 배치하는 방식에 따라 경로에 필요한 광섬유 수, 케이블 절단 시 벌어지는 일, 양쪽 끝에 필요한 광 모듈, 설비 문서화 방식이 정해집니다. 이 페이지에서는 데이터센터, 캠퍼스, 액세스 네트워크, 전송망에서 쓰이는 토폴로지와 표준이 규정하는 구조화 배선 계층, FTTx 아키텍처, 심선 수 계획, 보호 방식을 각각에 필요한 광 모듈과 함께 살펴봅니다.

광섬유 네트워크 토폴로지: 포인트투포인트, 보호된 링, PON 트리, 한 쌍의 WDM

기본 토폴로지

토폴로지구조링크당 광섬유 수보호일반적인 광 모듈사용 위치
포인트투포인트, 듀플렉스광섬유 두 가닥으로 A ↔ B 연결2없음(또는 경로가 다른 예비 심선 쌍)SR/LR/ER, DAC/AOC모든 곳
포인트투포인트, 단심 BiDi광섬유 한 가닥에 파장 두 개1없음BiDi 쌍(1310/1490, 1270/1330)심선이 부족한 경로, FTTx
포인트투포인트 WDM다중화기/역다중화기로 한 쌍에 N개 채널 전송서비스 N개당 2시스템에 따라 다름CWDM/DWDM 모듈(CWDM, DWDM)메트로, 캠퍼스 간 연결
스타/허브 앤 스포크모든 사이트가 중앙 노드로 연결스포크당 2허브 두 곳에 이중 연결거리에 따라 LR/ER캠퍼스, 기업 WAN
노드가 루프 형태로 연결, 양방향 트래픽2(단일 링) 또는 4(이중 링)기본 내장: 두 번째 경로LR/ER, OADM을 사용하는 DWDM메트로, 통신사 액세스, 유틸리티
트리(PON)OLT 광섬유 한 가닥을 1:32–1:128로 분기하여 ONU에 연결피더 1가닥, 가입자당 1가닥Type B/C 보호 방식 선택 가능PON 광 모듈 등급(PON의 동작 원리)FTTH
메시다대다다수재라우팅ROADM/코히어런트코어 전송망
리프-스파인(폴디드 클로스)모든 리프가 모든 스파인에 연결링크당 2설계상 멀티패스SR4/DR4/AOC(역할과 토폴로지)데이터센터
버스/선형 애드-드롭노드가 하나의 경로를 따라 배치2없음OADM파이프라인, 철도

구조화 배선 계층(TIA-568/ISO 11801)

요소역할광섬유 선택참고
인입 설비통신사 케이블이 들어오는 지점, 옥외 → 옥내 전환통신사 케이블과 동일정격이 아니면 옥외용 케이블은 옥내에서 ≤ 15 m까지만 사용 가능(NEC 770)
장비실/메인 크로스커넥트(MC)코어 스위치, ODFOS2모든 백본이 여기서 종단
백본(수직/캠퍼스)MC ↔ 중간 크로스커넥트(IC) ↔ 수평 크로스커넥트(HC)OS2(건물 내 단거리는 OM4)캠퍼스 SMF는 ≤ 2 000 m, 클로짓당 일반적으로 12–48가닥
통신실(TR/HC)층별 배선 분배액세스 스위치
수평 배선TR → 작업 구역 콘센트, ≤ 90 m대부분 구리 케이블; 중앙집중형 배선에서는 광섬유(≤ 300 m OM3/OM4)데스크까지 광섬유를 연결하는 사례는 드물지만 존재
데이터센터(TIA-942)MDA → IDA → HDA → EDA(ZDA 선택 사항)MPO를 사용하는 OM4/OS2 트렁크아래 ToR, EoR, MoR 패턴 참고

데이터센터 배선 패턴

패턴배선광 모듈
탑오브랙(ToR)같은 랙 안에서 서버와 스위치를 DAC로 연결, 스위치는 구조화 광섬유로 스파인에 업링크DAC ≤ 3 m, SR4/DR4/AOC 업링크
엔드오브로우/미들오브로우(EoR/MoR)서버를 행 끝/중앙의 스위치까지 배선AOC 또는 SR 광 모듈 10–30 m, 광섬유는 더 많이 스위치는 더 적게
구조화 MPO 트렁크 + 카세트MDA와 HDA/EDA 사이 12/24가닥 트렁크, 카세트에서 LC로 브레이크아웃모든 듀플렉스 광 모듈, 극성 방식 A/B/C(브레이크아웃과 MPO)
직접 포인트투포인트 MPOQSFP 포트 사이를 트렁크로 직결(SR4/DR4)병렬 광 모듈, 커넥터 수 감소
레일 최적화(AI)GPU NIC마다 서로 다른 리프에 연결대부분 AOC/DR4(AI 클러스터 배선)

FTTx 아키텍처

아키텍처광섬유 도달 범위마지막 구간능동 장비광 모듈
FTTH — PON가정까지스플리터에서 1가닥OLT + ONUGPON/XGS-PON 등급, 스플리터 1:32–1:64
FTTH — P2P 이더넷(AON)가정까지가정마다 전용 광섬유이더넷 스위치 + CPE1G/10G BiDi 단심
FTTB건물까지건물 내부는 구리(이더넷/VDSL/G.fast)건물 스위치/DSLAM1G/10G LR 업링크
FTTC/FTTN캐비닛/노드까지구리 회선의 VDSL거리 DSLAM1G/10G LR, CWDM
FTTA안테나까지RRU까지 광섬유RRU/AAU10/25G 프론트홀 광 모듈(프론트홀)
WDM-PON/TWDM 방식 FTTx가정까지광섬유 1가닥, 사용자/그룹별 파장NG-PON2튜너블 ONU 광 모듈

PON의 분할 구조는 중앙집중형(캐비닛에 1:64 스플리터 하나, 유연하고 접속점이 하나)과 직렬/분산형(거리를 따라 1:4 다음 1:16, 피더 광섬유는 줄고 클로저는 늘며 ~0.5 dB 추가 손실)으로 나뉩니다(ODN 등급).

심선 수 계획

규칙근거
듀플렉스 서비스당 2가닥, BiDi/PON 가입자당 1가닥기본 원칙
백본 경로에는 50–100 % 여유분 추가토목 공사 비용이 광섬유 비용을 압도하며, 나중에 포설하면 더 비쌈
옥외 케이블은 항상 12가닥 이상, 건물 간에는 24–48가닥, 메트로 트렁크는 96–288가닥, 데이터센터로 들어가는 덕트는 864가닥 이상접속 및 리본 단위의 세분성
덕트 공간이 제약일 때는 광섬유 증설 대신 WDM을 계획한 쌍으로 8–96개 서비스 수용
보호 경로에는 별도의 광섬유(또는 케이블)를 사용같은 케이블 속 두 번째 쌍은 굴착 사고에서 함께 끊어짐
모니터링(RFTS)과 향후 PON 스플리터를 위해 광섬유를 예비로 확보
다크 파이버 임대 대 파장/이더넷 서비스다크 파이버: 광 모듈 선택과 설비 관리를 직접 수행; 관리형 파장: 제공업체의 광 모듈 규정을 따름

보호와 경로 다양성

방식동작전환 시간광섬유 비용
비보호경로 하나
1+1서로 다른 경로 두 곳으로 트래픽을 동시 전송, 수신 측에서 선택< 50 ms
1:1/1:N장애 시 대기 경로를 활성화50 ms–수 초2× 또는 공유
링(ERPS G.8032, MPLS-TP, OTN, SNCP)링의 반대 방향으로 재라우팅< 50 ms링 광섬유
메시 복구제어 평면이 새 경로를 탐색수 초공유 예비 용량
PON Type B/COLT 포트/트렁크 이중화 또는 완전 이중화수 초피더 광섬유 +1
듀얼호밍(LAG/MLAG/ECMP로 노드 두 곳에 연결)L2/L3 멀티패스1초 미만액세스 링크 2×(포워딩 기초)

경로 다양성이란 물리적으로 분리된 경로, 즉 서로 다른 덕트, 서로 다른 건물 인입구, 서로 다른 도로 측면을 의미합니다. 같은 굴착구에 묻힌 케이블 두 가닥은 굴착기 한 대에 함께 끊어집니다.

지연시간

매체지연참고
표준 광섬유≈ 4.9 µs/km(n ≈ 1.47)100 km ≈ 0.5 ms(편도)
홀로우코어 광섬유≈ 3.3 µs/km트레이딩, HPC(광섬유 종류)
구리/마이크로웨이브/자유공간≈ 3.3 µs/km직선 경로에서는 마이크로웨이브가 광섬유보다 빠름
홉당 추가 지연스위치 1–10 µs, 라우터 10–100 µs, 400G+ 광 모듈의 FEC/DSP 100–300 ns, 코히어런트 DSP 수 µs유리가 아니라 장비에서 발생

토폴로지 문서화

모든 광섬유 네트워크에는 경로도(GIS), 케이블·광섬유 번호 체계, 클로저별 접속 도면, ODF 포트 맵, 크로스커넥트 기록, 광섬유별 시험 결과, 변경 이력이 필요하며 항상 최신 상태로 유지해야 합니다(유지보수와 복구, 설치와 경로).

CodingBox에서

토폴로지에 따라 광 모듈 목록이 정해집니다. 단심 스포크에는 BiDi 쌍, 트리에는 PON 등급, 공유 쌍에는 CWDM/DWDM 채널, MPO 트렁크에는 병렬 SR4/DR4를 사용합니다. CodingBox는 현장에 나가기 전에 파장, 채널, PMD, 파워 클래스 등 이 목록을 기준으로 납품되는 모듈 하나하나를 검증합니다(Check transceiver, Code database).

식별자 체계, 라벨, 접속 일정, GIS와 기록 등 토폴로지를 파악 가능한 상태로 유지하는 방법은 문서화와 라벨링에서, 트랜스폰더·ROADM·OLT·보호 스위치·미디어 컨버터 등 이런 토폴로지의 노드에 위치하는 장비는 전송 및 액세스 장비에서 다룹니다.


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