수도권 네트워크 소개
CAN(City Area Network)이라고도 알려진 수도권 네트워크는 도시 전역에 구축된 대규모 네트워크입니다. 수도권 네트워크의 가장 큰 특징은 속도가 빠르다는 점, 속도가 매우 빠르다는 점! 일반적인 상황에서 모뎀 액세스의 최고 속도는 56Kbps, ISDN 액세스의 최고 속도는 128Kbps(2B D), ADSL 액세스의 최고 속도는 업링크 800Kbps, 다운링크 8Mbps입니다. 기업은 DDN 접속을 이용해 수십 Mbps의 대역폭을 임대할 수 있지만, 개인에게 할당되는 실제 대역폭은 너무 적다. 그러나 수도권 네트워크 내에서는 각 개인에게 최소 20Mbps 대역폭을 할당하고 영구적으로 액세스할 수 있습니다. 뭐, 충분히 빠르지 않은데? 100M 이더넷만큼 빠르지 않습니까? 물론이죠. 하지만 이 정도면 도시 전체나 심지어 전국을 통틀어 통신하는 속도가 충분히 빠르지 않나요?
수도권 네트워크 구축에 대해 말씀드리겠습니다.
수도권 네트워크 구축 방법은 다양하다. 현재 중국에는 6개 시범 도시가 있으며, 구축 방법은 거의 동일하다. 수도권망은 인터넷 접속을 위한 새로운 매체로 기존의 속도가 느린 PSTN망(현 전화망)을 대체하는 것이다. 수도권 네트워크는 도시 내 사용자와 노드를 연결하기 위해 광섬유를 사용하며, 도시 간 연결에도 광섬유를 사용한다. 이는 네트워크 전체가 광섬유 네트워크이기 때문에 당연히 속도가 빠르다는 것을 의미한다. 외국으로의 연결 속도는 내보내기 대역폭이 그대로 유지된다면 속도는 더 빨라질 것입니다.
현재 수도권망은 ATM망이다. ATM(비동기 전송 모드) 스위칭은 비동기 시분할 다중화 기술을 사용합니다. 사용자 데이터는 셀이라고 불리는 고정 길이 패킷으로 결합되어 ATM 네트워크에서 시간에 맞춰 전송됩니다. ATM 스위칭은 연선, 동축 케이블, 단일 모드/다중 모드 광섬유와 같은 다양한 전송 매체를 지원하고 다양한 전송 속도를 제공합니다. LAN(근거리 통신망), WAN(광역 통신망) 등 다양한 규모의 네트워크를 구축할 수 있으며 데이터 및 디지털 음성/이미지 전송을 지원합니다. ATM은 셀을 기반으로 하며 폐기 가능한 식별자와 우선 순위를 셀에 추가하고 실시간 요구 사항이 있는 데이터가 먼저 전송될 수 있도록 대역폭 예약을 지원합니다. 동시에 ATM 스위치는 오류 제어 및 흐름 제어 기능을 단순화하고, 시분할 스위칭 구조와 다단계 매트릭스 스위칭 구조를 갖춘 하드웨어를 사용하여 정보를 저장 및 전달하고, 노드 처리 지연을 줄이고, 전송 속도가 1Gbps에 도달할 수 있도록 합니다.
광섬유는 수도권 네트워크의 백본입니다. 광섬유는 광선을 전파하는 데 사용되는 광섬유 그룹으로 구성된 작고 유연한 전송 매체입니다. 광섬유는 투과점 모듈러스 유형과 굴절률 분포 유형의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 전송점 모듈러스 범주는 단일 모드 광섬유와 다중 모드 광섬유의 두 가지 범주로 나뉩니다. 단일 모드 광섬유는 전송 속도가 빠르고 용량이 큽니다. 다중 모드 광섬유는 전송 속도가 느리고 용량이 작습니다. 굴절률 분포 유형은 점프 섬유와 경사 섬유의 두 가지 유형으로 구분됩니다. 점프 섬유의 굴절률은 일정하며, 구배 섬유의 굴절률은 섬유의 반경이 증가함에 따라 감소합니다. 다른 전송 매체와 비교하여 광섬유는 전자기 절연성이 우수하고 신호 감쇠가 작으며 주파수 대역이 넓고 전송 거리가 길다. 광섬유 통신은 실제로 광학 원리를 적용합니다. 광 송신기는 광원을 생성하고 전기 신호를 광 신호로 변환한 다음 광섬유의 다른 쪽 끝에서 광 신호를 수신합니다. 광섬유에서 전송되어 전기 신호로 변환되어 디코딩된 후 전송됩니다. 광섬유 통신 시스템의 주요 역할은 광원, 광섬유, 광 송신기 및 광 수신기입니다. 원칙적으로 하나의 광섬유는 양방향으로 정보를 전송할 수 없습니다. 양방향 통신이 필요한 경우 두 개 또는 이중 광섬유를 사용해야 합니다. 하나는 정보 전송용이고 다른 하나는 정보 수신용입니다. 광섬유는 극도로 순수한 실리카로 만들어지기 때문에 연선이나 동축 케이블에 비해 가격이 훨씬 비쌉니다. 따라서 동일한 대역폭을 유지하면서 어떻게 광섬유 수를 줄여 비용을 절감할 것인가가 매우 중요한 문제가 되었다. 이를 위해 현재 수도권 네트워크에서는 DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing) 기술을 사용하려고 노력하고 있습니다.
DWDM(고밀도 파장 분할 다중화)은 일반적으로 ATM 백본 네트워크에 사용되는 새로운 유형의 광 기술로 기존 광섬유 백본 네트워크의 용량과 성능을 저렴한 비용으로 효과적으로 높일 수 있습니다.
기존 ATM 백본 네트워크의 대부분은 2.5Gbps 이하의 광섬유 링크에서 작동합니다. WDM(파장분할다중화)은 동일한 광섬유에서 서로 다른 파장(또는 색상)의 여러 신호를 동시에 전송하여 광섬유의 정보 전송 능력을 향상시키는 기술입니다. 실제로 파장 분할 다중화는 단일 광섬유를 여러 개의 "가상" 광섬유로 변환하며, 각 광섬유는 서로 다른 파장에서 독립적으로 작동합니다. 작은 채널 집합(2개 또는 3개)보다 많은 시스템을 DWDM(밀집 WDM) 시스템이라고 합니다. 거의 모든 DWDM 시스템은 1550nm의 저손실 파장 범위에서 작동합니다. 이제 ATM 백본 네트워크 대역폭은 400Gbps에 도달할 수 있으며 각 채널은 10Gbps입니다. 비용 절감을 위해 광섬유 수를 줄이는 것이 특히 중요해졌습니다.
광섬유를 10Gbps로 실행하려면 어떻게 해야 합니까? 세 가지 옵션이 있습니다.
공간 분할 다중화 기술의 비용이 너무 높아 적용할 수 없습니다.
시분할 다중화(TDM)는 "더 높은 비트 전송률" 방법이라고 하며, 신호를 전기적으로 다중화한 다음 전송을 위해 새로운 더 높은 비트 전송률로 다중화해야 합니다.
시분할 다중화 기술에는 4가지 단점이 있습니다.
첫째, 전체 네트워크를 새로운 속도로 업그레이드하려면 네트워크 인터페이스를 용량의 4배에 해당하는 장치로 교체해야 합니다. 향후 업그레이드에 불편을 끼칠 수 있습니다.
둘째, 비트 전송률이 증가함에 따라 신호 왜곡(분산 및 광섬유 비선형성으로 인해)이 전송 거리를 제한하는 요소가 됩니다. 신호 펄스의 "오염"을 유발하는 분산 효과는 2.5Gbps 표준 단일 모드 광섬유보다 10Gbps 표준 단일 모드 광섬유에서 몇 배 더 큽니다.
셋째, 현재 전자기기의 최대 전송 속도는 10Gbps인데, 광섬유의 용량은 이 속도보다 몇 배나 높다.
넷째, 운영 및 유지관리 비용이 매우 비싸다.
이에 비해 고밀도 파장 분할 다중화 기술은 포괄적인 업그레이드가 필요하지 않으며 2.5Gbps의 분산 한계는 일반적으로 1,000km인 반면 10Gbps의 분산 한계는 200km입니다. 따라서 조밀한 파장 분할 다중화 기술은 시분할 다중화 기술보다 더 멀리 전송할 수 있습니다. 현재 고밀도 파장 분할 다중화 기술을 사용하면 하나의 광섬유에서 40개 이상의 채널을 전송할 수 있으며 각 채널 속도는 100Gbps 이상입니다.
요약하면, 조밀한 파장 분할 다중화 기술이 제공하는 이점은 다음과 같습니다.
1. 각 광섬유를 여러 개의 가상 광섬유로 변환하여 광섬유 사용량을 최소화합니다.
2. 동일한 용량의 단일 레이저 솔루션에 비해 비재생 거리 제한을 확장합니다.
3. 증분 서비스, 용량 업그레이드 및 단축된 배포 시간을 통해 더 큰 확장성을 제공합니다.
4. 단일 채널에서 하나의 광섬유의 40개 이상의 채널로 확장합니다.
5. 또한, 현재 하나의 광섬유로 10Gbps 이상의 대역폭을 전달할 수 있는 상용 기술은 밀도파장분할다중화 기술이 유일하다.
6． DWDM 시스템은 비트 전송률 및 해당 시스템에서 실행되는 프로토콜의 변경 사항에 투명합니다.
요약하자면, ATM 네트워크를 사용하고 백본 네트워크에 밀집된 파장 분할 다중화 기술을 사용하는 것은 수도권 네트워크를 구축하는 데 가장 적합한 솔루션입니다.
이전의 전화 접속 인터넷이 소가 끄는 수레만큼 느렸다면, 수도권 네트워크는 정말로 우리가 온라인으로 비행하고 빠른 속도가 가져다주는 편리함을 경험할 수 있게 해 줄 것입니다. 수도권 네트워크의 미래를 대중화합니다.