전주까지 광케이블 인입 '안성맞춤'
특등급아파트용 신제품 출시 잇따라



저가격으로 FTTH(Fiber To The Home)를 구현할 수 있는 CWDM-PON 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 CWDM-PON은 일반주택에서 FTTH 전단계인 FTTP(Fiber To The Pole)를 실현하는 데 최적의 기술이라는 평가를 받고 있다.

유사 FTTH라고 불리는 FTTP는 전주(pole)까지 광케이블을 인입하고 그 이후 가정까지는 UTP케이블이나 xDSL 라인으로 구성하는 초고속인터넷망을 말한다. 아파트는 MDF실까지 광케이블을 끌어올 수 있지만 일반주택의 경우, 광케이블 인입에 따른 비용 문제가 발생해 FTTP 방식이 출현하게 됐다.

더욱이 국내 초고속인터넷 시장을 이끌고 있는 KT가 다음달 15일 CWDM-PON을 포함한 FTTP 장비성능테스트(BMT)를 가질 계획이어서 CWDM-PON은 본격적으로 상용화 길을 걷게 될 전망이다. CWDM-PON 기술은 또한 L2 스위치를 함께 구성해 특등급 아파트 시장을 겨냥한 제품도 개발되고 있어 점차 보급에 탄력이 붙을 것으로 기대된다.

현재 CWDM-PON은 KT를 통해 수도권 일부 지역에서 FTTP를 구현하는 형태로 시범서비스되고 있다. FTTH 기술 중 하나인 CWDM-PON에 대해 알아본다.

CWDM 기술
CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing, 저밀도 파장분할다중화) 기술은 WDM 기술의 한 방법으로 파장 분할의 단위를 보통 1nm를 기준으로 채널간격이 이보다 크면 CWDM 기술, 작으면 DWDM(Dense WDM, 고밀도 파장분할다중화) 기술로 분류한다.
현재 적용되는 의미에서는 0.8nm가 기준이 되는데 이는 주파수로 환산하면 100GHz이어서 계산이 쉬운 단위가 된다. 보통은 DWDM 기술이 0.8nm 또는 0.4nm 간격으로 진행되고 있으며 CWDM은 ITU에서 제안하는 20nm를 기준으로 현재 사용되고 있다. 정보용량의 증대와 더불어 10nm 간격의 발전 방향으로 진행되고 있다.
CWDM 기술은 처음에는 케이블TV에 사용됐으나 서비스 사업자들로부터는 큰 관심을 끌지 못했다. 그러나 1990년대 후반에 필터, 광원 등의 관련 기술의 발달로 CWDM 기술은 대도시 광네트워크의 대량 포설에 있어서 고속 TDM이나 DWDM에 비해 가입자측면에서 저가의 광네트워크를 제공, 급격한 성장의 실마리를 갖춰 나가고 있다.

WDM 기술과 비교
CWDM 기술 기반 시스템은 파장간격이 크기 때문에 uncooled DFB 레이저와 광대역 광필터를 사용한다. 이러한 기술들은 낮은 전력 소모, 작은 사이즈 및 저가의 장점을 가지고 있다.
이러한 장점을 제공하는 CWDM 시스템의 상용화 가능성은 많은 메트로 및 가입자망 분야에서 DWDM 기술의 대안으로 발전시켰다. 현재 진행중인 DWDM 기술은 1550nm를 중심으로 16채널 또는 32채널이 상용화되고 있다. 이에 맞서 CWDM 기술은 광섬유가 가지는 전파장 간격을 이용해 1270nm에서 1610nm까지 16채널을 사용하고 있다.
CWDM과 DWDM의 비용 차이는 하드웨어와 운용비용에 기인한다. DWDM 레이저는 CWDM 레이저에 비해 고가이지만 장거리 및 고속 전송용량을 필요로 하는 대규모 메트로 링에 있어서 경제적인 솔루션을 제공한다. 이 두 응용에서 DWDM의 비용은 이 시스템으로 제공받는 많은 고객으로 분산된다. 그러나 메트로 네트워크는 시장 요구를 충족시키기 위해 적은 비용과 낮은 용량을 필요로 하며 이는 대용량 서비스를 위해 고객이 기꺼이 지불할 수 있는 금액에 달려있다.
DWDM에서는 DFB 레이저가 광원으로 이용되는데 이 레이저는 온도에 대해 약 0.08nm/C의 천이가 발생한다. DWDM 시스템에서는 온도 변화에 따라 다중/역다중화 장치의 통과대역 밖으로 파장이 천이되는 것을 막기 위해 DFB 레이저는 냉각기능을 가지고 있다.
반면 CWDM 시스템은 냉각기능이 없는 DFB 레이저를 사용한다. 이 시스템은 일반적으로 0도씨에서 70도씨 정도 범위에서 동작하므로 파장 천이가 약 6nm정도 발생한다.

CWDM-PON
CWDM 시스템은 Ring 형태와 point-to-point 형태로 네트워크 구성이 가능하다. 따라서 네트워크의 형태에 따라 적절한 구성방안을 적용할 수 있으므로 효율적인 시스템을 구성할 수 있다.
CWDM 시스템은 △10Mbps에서 2.5Gbps 채널 수용 △신호의 프로토콜에 무관(SDH, ATM, IP 수용) △최대 전송거리: 40 Km(SMF 사용시) △광케이블의 효율적 사용을 위한 광회선 증대 장치 △기존 n회선 광케이블을 1회선으로 수용가능 △가격인하 추세 등 장점을 갖고 있다.

CWDM-PON 구성
전화국에 CWDM OLT를 설치하고 채널당 1.25Gbps로 16채널을 전송하며 광 스위치를 거쳐 가입자에게는 100Mbps로 전송된다. 특히 이 구성은 현재 주요 현안으로 떠오르는 초고속 특등급 아파트에 구성한 것으로서 다른 방식에 비해 비교적 쉬운 구성을 가지며 저가의 시스템 구성 비용을 얻을 수 있는 장점이 있다
CWDM 시스템은 현재 상용시스템에서 2개에서 8개 파장을 지원한다. 이러한 시스템은 곧 1290~1610nm 영역에서 16 파장을 지원할 수 있게 될 것이다.
대부분의 CWDM 시스템은 1470~1610nm 범위에서 20nm 채널 간격을 기반으로 하고 있다. 1400nm 영역에서 파장은 대부분의 기포설된 광섬유에 존재하는 잔존 수분에 의한 손실 피크 때문에 높은 광신호 손실을 겪는다.
장거리 네트워크에서는 이러한 추가적인 손실이 비록 시스템 성능을 제한할 수 있지만 CWDM이 포설되는 대부분의 metro access spans에서는 장애가 되지 않는다.

시장 규모
가트너 그룹 등에 따르면 세계의 메트로액세스네트워크의 세계시장 규모는 2005년에 4억5000만달러 정도로 예상되며, 그중에 CWDM의 시장이 20~30%를 차지하게 될 것이라고 보고했다.
그리고 IDC에 따르면 세계의 CWDM 시장은 2002년에 19만달러였고 2003년에 63만달러로 증가했다. 2007년에는 240만달러까지 증가할 것이라고 전망했다.
이와 함께 CWDM을 가입자망 기술인 PON에 적용할 경우에 그 시장은 FTTH와 홈네트워크가 만나서 급격히 요구되는 대역폭에 대처하기 위해서 2007년에는 PON의 세계 시장 규모는 478억달러, 국내 시장 규모는 6억9000만달러 정도로 예상하고 있다.


CWDM-PON 어떻게 설치하나
파이버피아의 사례

CWDM 광전송장치는 1개의 광케이블에 개별적인 16개의 광 신호를 WDM 방식으로 다중화해 최대 40km까지 전송할 수 있는 장치이다. 따라서, 통신 사업자는 이 장치를 사용함으로써 광케이블의 사용율을 기존의 16배로 증가 시킬 수 있다.

운용중인 광케이블 및 예비 광케이블을 모두 수용할 수 있도록 CWDM 광전송장치는 운용 유니트와 예비 유니트로 구성돼 있어 운용중인 광케이블에 장애가 발생시 예비 광케이블을 운용 광케이블로 전환해 정상적인 서비스를 제공할 수 있다.

또한 라우터와 같이 운용 유니트만 실장되는 장치를 연결시에는 CWDM 광전송장치의 예비 유니트를 운용 유니트로 사용해 16대의 장비를 연결할 수 있다.

이 장치는 100Mbps~2.5Gbps 속도의 광 신호를 16채널까지 혼용 수용할 수 있다. 또한 점대점 구성이 가능하며 보호 절체를 위한 별도 라인을 지원한다. 뿐만 아니라 1650nm 감시 채널을 사용해 장치의 상태를 감시하고 대국 장비의 상태를 자국 터미널을 통해 감시 및 제어할 수 있으므로 신뢰성이 매우 우수하다.

김영길 기자 young@koit.co.kr
자료참조 : 한국광산업진흥회(KAPID)