Optical Network Layers

광망의 계층 구조 (Optical Network Layers)

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1. 개념

광망(Optical Network)은 광섬유를 기반으로 데이터를 전송하는 네트워크로, 대규모 데이터 전송과 높은 대역폭을 제공합니다. 광망 계층 구조는 데이터 전송의 효율성과 관리 용이성을 높이기 위해 다양한 역할과 기능에 따라 구분됩니다.

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2. 등장배경 & 목적

• 등장배경:
  • 데이터 트래픽 증가, 초고속 인터넷, IoT, 5G, 클라우드 컴퓨팅 등의 확산으로 고속 및 안정적인 네트워크의 필요성이 대두되었습니다.
  • 기존 전기 신호 기반 네트워크의 한계를 극복하기 위해 등장.
• 목적:
  • 효율적 데이터 전송: 대용량 데이터 전송.
  • 투명성: 다양한 프로토콜과 서비스를 지원하는 범용 네트워크.
  • 확장성: 미래의 요구사항을 충족할 수 있는 구조.

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3. 역할

광망 계층은 각 계층이 특정 기능을 담당하여 안정적이고 효율적인 데이터 전송을 가능하게 합니다.

• 물리적 데이터 전송(하위 계층)부터 데이터 처리 및 관리(상위 계층)까지 담당.

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4. 구성요소

광망은 일반적으로 3계층으로 나뉩니다.

1. 물리 계층 (Physical Layer)

   • 역할:
     • 빛(광신호)을 매개로 데이터 전송.
     • 광섬유, 송수신 장비, 증폭기 구성.
   • 구성 요소:
     • 광섬유 케이블(Fiber Cable).
     • 광 송신기 및 수신기(Optical Transmitter/Receiver).
     • DWDM 장비(Dense Wavelength Division Multiplexing).

2. 링크 계층 (Data Link Layer)

   • 역할:
     • 데이터 프레임 처리.
     • 오류 감지 및 수정.
   • 구성 요소:
     • OTN(Optical Transport Network) 프레임.
     • MAC(Media Access Control) 프로토콜.

3. 네트워크 계층 (Network Layer)

   • 역할:
     • 데이터 라우팅 및 관리.
     • 연결 설정, 트래픽 제어.
   • 구성 요소:
     • SDN(Software Defined Network) 기술.
     • GMPLS(Generalized Multi-Protocol Label Switching).

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5. 시간순 작동 순서

1. 물리 계층:
   • 데이터가 빛의 형태로 변환되어 광섬유로 전송.
2. 링크 계층:
   • 전송된 데이터가 프레임으로 나뉘어 오류 검증 및 수정.
3. 네트워크 계층:
   • 데이터가 적절한 경로를 통해 목적지로 전달.

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6. 종류

1. PON (Passive Optical Network):
   • 액티브 장치 없이 데이터 분배.
   • 비용 절감 및 낮은 유지보수.
2. WDM (Wavelength Division Multiplexing):
   • 광파장별로 데이터 다중화.
   • DWDM, CWDM 등 세분화.
3. ROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer):
   • 동적으로 경로를 변경 가능.

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7. 장단점

장점

• 고속 대역폭 제공.
• 낮은 지연 시간.
• 장거리 데이터 전송 가능.

단점

• 초기 설치 비용이 높음.
• 네트워크 관리 및 유지보수 복잡.

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8. 전망 & 개선점

• 전망:
  • 6G 네트워크와의 연계, IoT 확대 등으로 수요 증가.
  • 전력 효율 개선과 초저지연 네트워크 발전.
• 개선점:
  • 광섬유 설치 비용 절감 기술 개발.
  • AI 기반 네트워크 관리 자동화.

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9. 쉽게 요약

광망 계층은 데이터를 전송하는 물리 계층, 데이터를 처리하는 링크 계층, 데이터를 효율적으로 라우팅하는 네트워크 계층으로 나뉩니다. 이는 대용량, 고속 데이터 전송을 가능하게 하며, 향후 더욱 진화하여 스마트 네트워크의 핵심이 될 것입니다.