액세스와 모바일 프론트홀의 CWDM: CPRI/eCPRI, MWDM, LWDM
데이터센터 밖에서 CWDM급 광학 부품을 가장 많이 소비하는 곳은 이동통신망입니다. 기지국 타워의 모든 4G/5G 무선 장비는 베이스밴드 장치까지 광섬유 링크 — 프론트홀 — 를 필요로 하며, 타워에는 여유 광섬유가 거의 없습니다. 패시브 WDM을 쓰면 무선 장비 십여 대가 한 가닥을 공유할 수 있으며, 시중에 인더스트리얼 온도 등급의 10G/25G 컬러 SFP가 존재하는 이유가 여기에 있습니다. 이 페이지는 프론트홀 인터페이스, 그곳에 쓰이는 WDM 방식(CWDM, MWDM, LWDM, DWDM), 프론트홀 광학 부품을 엔터프라이즈용과 다르게 만드는 운영상의 제약을 다룹니다.
프론트홀 인터페이스
| 인터페이스 | 속도 | 특성 | 광학 부품 |
|---|---|---|---|
| CPRI 옵션 3 / 6 / 7 / 8 | 2.5 / 6.1 / 9.8 / 10.1 Gb/s | 고정 비트레이트로 디지털화된 무선 신호(4G) | 1G–10G SFP/SFP+, 옵션별 8B/10B 또는 64B/66B |
| CPRI 옵션 9 / 10 | 12.2 / 24.3 Gb/s | 4G/5G 레거시 | 25G급 SFP28 |
| eCPRI | 10 / 25 Gb/s 이더넷 | 패킷화(5G, 기능 분할 7.2x) | 10G SFP+, 25G SFP28 — 5G의 주력 |
| 백홀/미드홀 | 10–100G | IP/이더넷 | 표준 광학 부품 |
프론트홀은 지연 시간에 의해 제약됩니다: 광섬유 구간(km당 5 µs 포함)을 포함해 편도 버짓이 대략 100 µs(5G 분할 7.2x)이므로 무선 장비는 베이스밴드로부터 약 10–20 km 이내로 제한됩니다 — 그래서 10/20/40 km 전송 거리 등급만 있고 그 이상은 존재하지 않습니다.
WDM을 쓰는 이유
| 방식 | 사이트당 광섬유 수(무선 장비 12대 기준) | 비고 |
|---|---|---|
| 전용 광섬유 쌍 | 24(또는 단심 BiDi 12) | 광섬유가 많이 필요함 |
| 패시브 CWDM, 2심 | 2 | 채널 12개, 1271–1491(또는 1271–1611) |
| 패시브 CWDM, 단심 | 1 | 채널 12개로 링크 6개 |
| MWDM / LWDM, 2심 | 2 | O-밴드에서 채널 12개, 25G에 적합 |
| DWDM(고정 또는 튜너블) | 2 | 채널 40개 이상; 튜너블 SFP28로 재고 절감 |
| 세미액티브/액티브 WDM | 1–2 | 타워에는 패시브, 허브에는 액티브(모니터링 포함) |
파장 플랜
| 플랜 | 채널 수 | 파장 | 속도 | 비고 |
|---|---|---|---|---|
| CWDM 6 | 6 | 1271–1371 nm(O-밴드) | 10/25G | 1310 부근은 분산이 낮아 25G에 적합; 1383 nm 워터 피크는 피함 |
| CWDM 12 | 12 | 1271–1491 또는 1291–1511 nm | 10G; O-밴드 채널은 25G | E/S-밴드 채널은 10 km 넘는 25G에서 분산 문제 발생 |
| CWDM 18 | 18 | 1271–1611 nm | 1–10G | 전체 그리드; 1550–1610은 10G/40 km에서 분산에 의해 제한됨(채널 플랜) |
| MWDM(medium WDM) | 12 | 처음 6개 CWDM 채널을 ±3.5 nm씩 분할: 1267.5 / 1274.5, 1287.5 / 1294.5, 1307.5 / 1314.5, 1327.5 / 1334.5, 1347.5 / 1354.5, 1367.5 / 1374.5 | 25G | O-밴드 전용 → 10–20 km에서 분산에 안전한 25G; TEC로 안정화한 DFB 레이저; China Mobile 주도 |
| LWDM(LAN-WDM) | 12 | 1269–1318 nm 부근의 800 GHz 그리드(100GBASE-LR4 LAN-WDM 세트를 확장) | 25G | O-밴드; 쿨드 DFB; CWDM보다 필터가 촘촘함 |
| DWDM | 40–96 | C-밴드, 100/50 GHz | 10/25G | 튜너블 SFP28 프론트홀 모듈; 쿨드; 비용과 전력이 더 높음 |
프론트홀 모듈 요구 사항
| 요구 사항 | 이유 | 일반적인 값 |
|---|---|---|
| 인더스트리얼 온도 | 실외 캐비닛과 타워 장착형 무선 장비 | −40…+85 °C(I-temp) |
| 전송 거리 10 / 20 / 40 km | 지연 버짓 내에서의 타워-허브 거리 | 10G: 10–40 km; 25G: 10–20 km |
| 25G에서의 분산 허용성 | E/S/C-밴드 CWDM 채널에서 10–20 km 구간의 25G NRZ는 실패함; O-밴드 플랜이나 분산 허용 레이저가 필요 | MWDM/LWDM, 또는 1271–1371로 제한된 25G CWDM |
| 저전력 | 무선 장비는 전력 버짓이 제한적임 | 플랜이 허용하면 언쿨드(CWDM), 아니면 TEC(MWDM/LWDM/DWDM) |
| 원격 모니터링을 포함한 DDM | 타워에 기술자가 없음 | 무선 장비나 허브의 관리 기능을 통한 Rx/Tx/온도 |
| 벤더 검증 | 무선 장비와 베이스밴드 벤더가 광학 부품을 화이트리스트로 관리 | 벤더 락 |
| 튜너블 옵션 | 예비품 하나로 모든 채널 커버 | 튜너블 DWDM SFP28(튜너블 트랜시버) |
세미액티브 WDM
허브에서 패시브 타워 사이트를 모니터링하기 위해, 세미액티브 시스템은 타워는 패시브(멀티플렉서만) 상태로 두고 허브에 액티브 장치를 두어 각 채널을 종단하고 재전송하면서 OTDR과 유사한 감시, 채널별 전력 모니터링, 보호 기능을 더합니다. 완전 액티브 WDM은 양쪽 끝에 장비를 둡니다. 이 선택은 타워의 전력·공간과 가시성을 맞바꾸는 문제입니다.
설계와 커미셔닝 체크리스트
- 사이트당 무선 장비 수와 증설 계획을 파악 → 채널 플랜 결정(6/12/18, MWDM/LWDM, DWDM).
- 거리 → 인터페이스 속도에서 파장별 전송 거리 등급과 분산 확인.
- 멀티플렉서/디멀티플렉서, OADM, 커넥터를 포함한 채널별 버짓 계산(멀티플렉서/디멀티플렉서와 링크 버짓).
- 무선 장비와 베이스밴드 벤더에 검증된 I-temp 모듈을 선택; 벤치에서 파장 코딩과 속도 코드를 확인(CWDM 트랜시버).
- 모듈을 채널별로 라벨링; 단심 플랜에는 페어 라벨이 필요함(단심 CWDM과 OADM).
- 커미셔닝 시점에 양쪽 끝의 채널별 Rx를 기록; 이후에는 무선 장비의 DDM으로 모니터링.
엔터프라이즈와 캠퍼스 CWDM
동일한 패시브 키트는 광섬유를 가닥 단위로 임대하는 1G/10G 서비스의 캠퍼스 링과 메트로 링크에도 쓰입니다: 8채널 또는 16채널 멀티플렉서 쌍이 8–16쌍의 광섬유를 대체하고, OADM이 중간 건물을 처리하며, 40 km급 모듈이 대부분의 메트로 거리를 커버합니다(CWDM 배치).
CodingBox에서
프론트홀 광학 부품도 다른 CWDM/DWDM SFP와 마찬가지로 읽힙니다: 파장 필드, 속도 코드(CPRI 옵션은 비트레이트로 코딩되고, eCPRI는 10G/25G 이더넷으로 코딩), 벤더 PN에 담긴 온도 등급, 실시간 DDM. 파장과 속도를 실제 레이저와 일치하게 코딩해야 무선 장비 벤더의 화이트리스트와 멀티플렉서 채널 플랜이 서로 어긋나지 않습니다(Check transceiver, EEPROM editor).