기술사 시험 준비용 모범 답안: SDH (Synchronous Digital Hierarchy)
1. 등장 배경
SDH(Synchronous Digital Hierarchy)는 1980년대 후반, 기존 디지털 전송 체계인 PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy)의 한계를 해결하기 위해 개발되었습니다.
- PDH 문제점:
- 상호 운용성 부족: 제조사마다 전송 규격이 달라 장비 간 호환이 어려움.
- 다중화 복잡성: 신호 추가 및 제거 과정에서 복잡한 절차 필요.
- 낮은 효율성: 비동기 전송으로 자원 낭비 발생.
- 이러한 문제를 해결하기 위해 ITU-T는 1988년 광섬유 기반 동기 전송 표준인 SDH를 제정했습니다.
2. 목적
- 표준화: 글로벌 통신 네트워크의 규격 통일.
- 고속 전송: 광섬유를 통한 초고속 데이터 전송 실현.
- 효율성 향상: 다중화 및 신호 복구를 간소화하여 네트워크 자원 최적화.
- 유지보수 용이: 관리 및 장애 복구 기능 강화.
- 확장성 제공: 네트워크 트래픽 증가에 대비한 유연한 확장 구조 제공.
3. 역할
SDH는 다음과 같은 네트워크 핵심 역할을 수행합니다:
- 고속 백본 전송: 대규모 데이터 트래픽 처리.
- 다중화 지원: 저속 신호를 고속 신호로 통합.
- 데이터 통합 플랫폼: 음성, 영상, 데이터 등 다양한 서비스 통합.
- 망 관리: 네트워크 상태 모니터링 및 장애 발생 시 신속 복구 지원.
4. 개념
SDH는 동기식 방식으로 고정된 클럭 신호를 기준으로 데이터를 전송하며, 표준화된 프레임 구조를 사용합니다.
- 동기식(Synchronous): 네트워크 전체가 동일한 클럭 신호에 동기화.
- 프레임 구조: 데이터를 고정된 크기와 주기로 전송하여 효율성 극대화.
- 광섬유 기반: 고속, 장거리 데이터 전송을 위해 광섬유를 사용.
5. 구성 요소
- STM(Synchronous Transport Module):
- 기본 전송 단위로, SDH 프레임의 속도를 정의합니다.
- 주요 속도: STM-1(155.52 Mbps), STM-4(622.08 Mbps), STM-16(2.488 Gbps), STM-64(9.953 Gbps).
- ADM (Add-Drop Multiplexer): 특정 데이터 채널의 추가 및 제거 역할 수행.
- MUX/DEMUX: 다중화 및 역다중화 장비.
- Regenerator: 장거리 전송을 위한 신호 재생 장치.
- NE(Network Element): SDH 네트워크 장비 전체를 포괄하는 용어.
6. 시간순 작동 순서
- 입력 데이터 수집: 음성, 영상, 데이터 등 입력 신호 수집.
- 다중화(Multiplexing): 여러 신호를 SDH 프레임(STM-N)으로 통합.
- 동기화(Synchronization): 네트워크 전체에서 동기 클럭에 맞추어 데이터 전송.
- 광 신호 전송: 전기 신호를 광 신호로 변환하여 광섬유를 통해 전송.
- 신호 재생 및 복구: 장거리 전송 중 신호 손실 보정.
- 역다중화(Demultiplexing): 수신된 데이터를 개별 신호로 분리.
7. 종류
- STM-1: 155.52 Mbps의 기본 단위.
- STM-4: STM-1의 4배 속도(622.08 Mbps).
- STM-16: STM-1의 16배 속도(2.488 Gbps).
- STM-64: STM-1의 64배 속도(9.953 Gbps).
- STM-256: 차세대 고속 전송(39.813 Gbps).
8. 장단점
장점
- 표준화: 국제 표준으로 상호 운용성 보장.
- 고속 전송: 초고속 데이터 전송이 가능.
- 유연성: 다양한 데이터 형식 통합 지원.
- 효율적 관리: 네트워크 모니터링 및 장애 복구가 용이.
- 신뢰성: 동기화 기반으로 안정적인 데이터 전송 제공.
단점
- 설치 비용: 초기 투자 비용이 높음.
- 복잡성: 설계 및 운영이 복잡함.
- IP 통합 한계: 현대 네트워크의 요구사항에 대한 적응이 어려움.
- 대역폭 효율: 최신 패킷 기반 기술에 비해 낮은 효율성.
9. 전망 & 개선점
전망:
- SDH는 기존 광 네트워크의 대표적인 기술로 자리 잡았지만, 인터넷 트래픽의 증가로 인해 IP 기반 네트워크 및 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 기술로 점차 대체되고 있습니다.
- 여전히 안정성과 신뢰성이 중요한 네트워크(철도, 공공망, 금융)에서 꾸준히 사용될 전망입니다.
개선점:
- IP 통합 강화: SDH 기반 네트워크에 IP 트래픽 지원 기능 추가.
- 저비용 솔루션: 광섬유 및 SDH 장비의 경제적 설계.
- 차세대 기술 융합: SDH와 WDM, SDN(Software-Defined Networking) 통합으로 운영 효율성 강화.
요약
SDH(Synchronous Digital Hierarchy)는 고속, 동기화, 국제 표준화된 데이터 전송 기술로, 글로벌 네트워크에 필수적인 역할을 해왔습니다.
- 장점: 표준화, 고속 전송, 효율적 관리.
- 단점: 초기 비용, 현대 네트워크와의 통합 문제.
- 전망: 특정 분야에서 계속 사용되며, 차세대 기술과의 융합이 관건.
SDH는 오늘날 현대적인 기술로 대체되고 있지만, 안정성과 신뢰성을 요구하는 네트워크에서 여전히 중요한 역할을 수행합니다.
