DWDM 네트워크 설계: 전송 시스템, ROADM, OTN, 플러그블 모듈
DWDM 네트워크는 계층 구조입니다 — 광섬유 위의 컬러드 광(라인 시스템), 클라이언트를 실어 나르고 오류를 정정하는 디지털 래퍼(OTN), 그리고 클라이언트 자체(이더넷, FC, SDH)입니다. 트랜시버가 어디에 꽂히는지 — 트랜스폰더 섀시인지, 아니면 라우터에 400ZR 모듈로 직접 꽂히는지 — 에 따라 각 계층을 누가 소유하는지가 정해집니다. 이 페이지에서는 이러한 계층, 구성 블록, 설계 결정을 정리하여, 컬러드 플러거블을 그 맥락 속에 자리매김할 수 있게 합니다.
계층
| 계층 | 구성 요소 | 고려 사항 |
|---|
| 클라이언트 | 이더넷 10/100/400G, FC, SDH/SONET, 비디오 | 클라이언트 장비와 트랜스폰더 사이의 그레이 옵틱스, 또는 클라이언트가 코히어런트 플러거블을 쓰면 없음 |
| OTN(ITU-T G.709) | ODU 컨테이너를 감싸는 OTU 프레임, FEC, 탠덤 모니터링 | 다중화, 성능 모니터링, 보호 절체 |
| 광 채널 | ITU 그리드 파장을 만들어 내는 트랜스폰더/먹스폰더 또는 코히어런트 플러거블 | 변조 방식, OSNR, 분산 |
| 라인 시스템/OMS | 다중화기/역다중화기, 증폭기, ROADM, OSC, DCM | 스팬 엔지니어링(증폭과 OSNR) |
| 광섬유/OTS | 광섬유 페어, 커넥터, 접속점 | 손실, 분산, PMD, OTDR |
라인 시스템 구성 블록
| 블록 | 기능 | 비고 |
|---|
| 다중화기/역다중화기(AWG 또는 TFF) | 40–96개 채널을 합치거나 분리 | 고정 채널 플랜; ITU 그리드 |
| ROADM(재구성 가능한 OADM) | 소프트웨어 제어로 임의의 채널을 애드/드롭하거나 통과; 방향 수 = 선로 방향의 개수(링 노드는 2, 메시 허브는 4–8) | WSS(파장 선택 스위치) 기반; 컬러리스/디렉션리스/컨텐션리스(CDC) 변형 |
| 증폭기 | 부스터, 인라인, 프리앰프 | 증폭과 OSNR |
| OSC — 광 감시 채널 | 1510 또는 1625 nm의 대역 외 관리 채널 | DCN, 증폭기 제어, 스팬 손실 모니터링을 전달 |
| DCM | 분산 보상(직접 검출 시스템) | 완전 코히어런트 설계에는 없음 |
| OCM/OPM | 채널별 파워 모니터 | 개통과 알람 |
| OLP — 광 선로 보호 | 광섬유 경로 두 개에 걸친 1+1 스플리터/스위치 | 약 50 ms 절체 |
그리드와 용량
| 그리드 | C-밴드 채널 수 | 채널당 | 총 용량 | 비고 |
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| 100 GHz 고정 | 40–48 | 10G/100G | 0.4–4.8 Tb/s | 레거시와 단순 메트로 |
| 50 GHz 고정 | 80–96 | 10G/100G/200G | 최대 19 Tb/s | 주류 구성 |
| 75 GHz | 약 64 | 400G(60 GBd) | 25 Tb/s | 400ZR/ZR+ 채널 폭 |
| 플렉스그리드(12.5 GHz 슬롯) | 가변 | 100G–800G 이상 | 30–40 Tb/s 이상 | 슈퍼채널; 플렉스그리드 ROADM 필요 |
| C + L 밴드 | ×2 | — | 60–80 Tb/s | L-밴드 증폭기 |
코히어런트 트랜스폰더는 파장마다 용량과 전송 거리를 맞바꿉니다 — 같은 하드웨어에서 메트로는 400G 16QAM, 지역망은 300G 8QAM, 장거리는 200G QPSK를 씁니다 — 그래서 설계 시 경로마다 포맷을 선택합니다(코히어런트와 장거리 전송).
OTN 요약
| 컨테이너 | 레이트 | 일반적인 클라이언트 |
|---|
| ODU0/ODU1/ODU2/ODU2e | 1.25/2.5/10.04/10.4 Gb/s | GbE/STM-16/STM-64/10GbE |
| ODU3/ODU4 | 40/104 Gb/s | 40GbE/100GbE |
| ODUflex | n × 1.25 Gb/s | FC, 임의 |
| OTU2/OTU4 | 10.7/112 Gb/s | FEC를 포함한 라인 프레임 |
| OTUCn/FlexO | n × 100G | 200G–800G 코히어런트 라인 |
OTN이 추가하는 것: FEC(GFEC RS(255,239) ≈ 6.2 dB 이득; 코히어런트 라인 카드의 벤더 SD-FEC ≈ 10–11 dB), 구간과 경로별 성능 모니터링(BIP-8, 탠덤 연결 모니터링), 클라이언트 여러 개를 파장 하나로 모으는 다중화(먹스폰더), 그리고 보호(SNCP, 약 50 ms)입니다. 클라이언트에게는 투명한 파이프로 보이지만, OTN 계층은 모든 비트 오류를 봅니다.
플러거블의 위치
| 아키텍처 | OTN/FEC 종단 주체 | 옵틱스 | 트레이드오프 |
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| 트랜스폰더/먹스폰더 섀시 | DWDM 벤더의 라인 카드 | 그레이 클라이언트 옵틱스 + 통합형 또는 CFP2-DCO 코히어런트 라인 측 | 전송 거리와 모니터링이 가장 우수; 장비 두 대, 벤더 관리 체계 두 개 |
| 라우터 내 코히어런트 플러거블(QSFP-DD/OSFP의 400ZR/ZR+) | 모듈 자체(CFEC/oFEC), 라우터가 호스트 | 모듈 하나, 클라이언트 옵틱스 없음 | 장비와 전력 소비가 줄어듦; 전송 거리는 메트로/지역망으로 제한; CMIS VDM으로 모니터링; 라인 시스템이 오픈이어야 함 |
| 에일리언 파장 | 서드파티 라인 시스템 위의 임의의 트랜스폰더 | 위와 동일 | 외부 채널을 수용하는 오픈 라인 시스템과 파워 관리 계약이 필요 |
| 고정/튜너블 10G SFP+를 쓰는 수동형 DWDM | 없음(클라이언트 FEC만) | 스위치에 직접 꽂는 튜너블 DWDM SFP+, 수동형 다중화기, EDFA 1대 정도 | 80 km 이하 10G × 40에는 가장 저렴; OTN 모니터링 없음(튜너블 트랜시버) |
보호와 복원력
| 메커니즘 | 계층 | 절체 시간 | 비고 |
|---|
| OLP 1+1 | 광 | 약 50 ms | 이중화된 광섬유 경로; 용량이 절반 |
| OTN SNCP | OTN | 약 50 ms | ODU 단위; OTN 종단 필요 |
| ROADM 복원 | 광 제어 평면 | 수 초–수 분 | 장애 후 파장을 재라우팅 |
| 클라이언트 계층(LAG, IP FRR, FC 멀티패스) | 클라이언트 | 수 ms–수 초 | 플러거블 코히어런트에서는 이것만으로 충분한 경우가 많음 |
설계 결정 체크리스트
- 트래픽 매트릭스와 성장 추이 → 채널 수, 그리드, C 또는 C+L.
- 토폴로지: 포인트투포인트, 링, 메시 → 노드별 ROADM 방향 수.
- 경로별 OSNR과 비선형 버짓 → 파장별 포맷과 전송 거리 등급.
- 사이트별 플러거블 코히어런트 대 트랜스폰더 선택, 오픈 라인 시스템 요구사항.
- OTN: 서브파장 다중화, 엄격한 SLA, 탠덤 모니터링이 필요한가? 그렇지 않다면 클라이언트 계층 보호로 충분할 수 있습니다.
- 모니터링: OSC, OCM, 채널별 pre-FEC BER, 알람 임계값(모니터링).
- 개통 기준값: 채널별 파워, OSNR, BER; 모듈 식별 정보와 함께 저장.
CodingBox에서
코히어런트와 DWDM 플러거블은 식별 정보, 채널 설정, VDM/DDM을 가진 모듈로서 이 네트워크에 들어갑니다. CodingBox는 이들의 식별 정보(튜너블 맵, 채널 그리드)를 읽고 코딩하며, 라인 시스템에서는 보이지 않는 모듈 쪽 모니터 값 — 레이저 주파수 오차, Tx/Rx 파워, pre-FEC BER — 을 DDM과 Check transceiver에서 보여줍니다.
이 네트워크를 설비 측에서 본 모습 — 포인트투포인트, 링, 메시, 구조화 배선, 심선 수 계획, 보호, 지연 시간: 광섬유 네트워크 토폴로지.