해저 광 네트워크
전 세계 데이터 통신 지원
전 세계적으로 400개 이상의 해저 케이블 네트워크가 있습니다.
계속해서 증가하는 데이터 전송량을 처리하기 위해 해저 케이블의 수는 계속 증가할 것입니다.
1990년대에는 광증폭기가 개발되면서 해저케이블의 전송거리가 획기적으로 늘어났다.
2000년대에 도입된 파장 분할 다중화(WDM)는 단일 광섬유가 한 번에 여러 신호를 보낼 수 있게 되면서 전송 용량이 크게 증가했습니다.
광섬유에 많은 코어를 묶어 전송 용량을 늘리는 공간분할다중화(SDM) 도입도 검토 중이다.
여러 코어를 단일 광섬유로 통합하는 멀티 코어 광섬유 기술을 사용하여 케이블이 더 많은 전송 용량을 수용할 수 있도록 연구 개발 노력이 진행 중입니다.
해저케이블의 수명은 25년 정도라고 하며, 노후된 해저케이블을 교체할 필요성이 있다.
출처: TeleGeography, https://www.submarinecablemap.com
백서:
Submarine Optical Network Testing
클라우드 서비스와 IoT, 생성 AI의 이용 확대에 의한 인터넷 트래픽의 급증으로 해저 케이블의 수요가 높아지고 있습니다.
이 백서에서는 해저 광케이블의 개요와 테스트 솔루션에 대해 설명합니다.
해저 케이블 시스템
해저 케이블 시스템은 다음과 같은 장비로 구성됩니다.
- 광케이블
- 연발총
- 광 증폭 기능
- 광분배 기능
- 고장 시점 모니터링 기능
- 해변맨홀(해저케이블과 육상케이블의 접속점)
- 케이블 육양국(전원 공급 장비, 모니터링 장비, 회선 종단 장비)
해변 맨홀의 해저 부분을 습식 플랜트, 육지 부분을 건식 플랜트라고 합니다.
해저 케이블은 일반적으로 25년 정도 서비스를 유지하지만 케이블 육양국의 장비는 기술 발전으로 인해 짧은 간격으로 업그레이드되는 경우가 많습니다.
최근에는 습식 플랜트와 건식 플랜트를 별도의 공급자가 운영하는 개방형 케이블 모델의 사용이 증가하고 있습니다.
개방형 케이블 모델의 사용이 증가함에 따라 해변 맨홀의 책임 경계 지점이 더욱 명확해졌으며, 해저 케이블의 운영 전 품질 평가가 더욱 중요해졌습니다.
해저 케이블 설치 및 유지 관리의 과제
도전 과제 1 설치 및 유지 관리 중 장애 지점을 정확하게 식별
케이블은 케이블 육양국과 케이블 부설 선박이 케이블 전송 손실 및 중계기 작동을 모니터링하기 위해 설치됩니다.
육지 쪽과 바다 쪽 모두에서 케이블 품질을 확인하면 장기적인 품질 보증이 제공됩니다.
설치된 해저 케이블은 어업, 선박 닻, 자연재해 등으로 인해 손상될 수 있습니다.
해저케이블의 유지보수 시에는 통신의 신속한 복구를 위해 장애지점을 파악하고 손상된 케이블을 신속하게 인출 및 수리하는 것이 필요하다.
케이블을 끌어올리는 데는 시간과 비용이 들기 때문에 장거리 케이블의 고장 지점을 정확하게 파악해야 한다.
도전 과제 2 전송 경로에서 서로 다른 파장의 신호
기술혁명으로 인해 해저 ROADM(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer) 장치를 통해 해저 케이블을 링 토폴로지로 연결하고 다중 파장의 광신호를 전송하는 것이 주류가 되었습니다.
서비스마다 사용하는 파장이 다르기 때문에 광원의 파장을 변경할 수 있는 테스트 솔루션이 필요합니다.
도전 과제 3 신호 레벨 확인
중계기의 이득과 손실, 광섬유의 손실은 파장에 따라 다릅니다.
여러 파장의 광신호를 전송하는 WDM 시스템에서는 신호의 파장에 따라 중계기나 케이블을 통과할 때 신호레벨의 변화가 달라진다.
광증폭기에서 특정 신호가 포화되면 신호 품질이 저하되므로 신호 레벨의 변화가 규정된 범위 내에 있는지 확인하는 것이 필요합니다.
솔루션
솔루션 1 10미터 분해능으로 식별 가능한 장애 지점
해저 케이블의 고장 지점을 정확하게 식별하려면 장거리에 걸친 고해상도 위치 감지가 필요합니다.
고해상도 코히어런트 OTDR MW90010B를 사용하면 최대 20,000km 거리에서 짧은 측정 시간 내에 오류 지점을 찾을 수 있습니다.
솔루션 2 각 전송 경로에 대해 테스트할 파장 변경
여러 파장의 광 신호가 해저 광 네트워크를 통해 전파됩니다.
파장에 따라 신호손실 및 지연시간이 다르기 때문에 파장별로 개별적으로 테스트를 진행해야 합니다.
코히어런트 OTDR MW90010B를 사용하면 1527.60nm에서 1567.13nm 범위의 파장을 전환하면서 손실을 테스트할 수 있습니다.
또한, 조정 가능한 광트랜시버를 Network Master Pro MT1040A에 부착할 수 있습니다.
이러한 트랜시버를 장착하면 테스터는 파장을 선택하면서 처리량과 지연 시간을 측정할 수 있습니다.
솔루션 3 OSA(광 스펙트럼 분석기)를 사용한 WDM 신호 분석
해저 케이블 포설 작업 중 신호 광전력, 광신호 대 잡음비(OSNR), 이득 기울기(각 채널 전력의 평탄도), 신호 광파장, 스펙트럼 폭 등을 테스트하기 위해 OSA가 사용됩니다.
