SDH/SONET

• SDH(동기식 디지털 계층, Synchronous Digital Hierarchy)
  • SDH의 '동기'는 물리계층의 동기로서 다중화된 고속의 신호상에서 저속의 신호가 직접적으로 추출 가능함을 의미하며, 이는 PDH와 상반된 기능
  • ATM의 '비동기'는 일련의 셀의 흐름에서 한 채널이 점유하는 셀의 상대적 위치가 정해지지 않음을 의미하는 ATM 계층의 비동기를 의미
  • STM(동기식 전송 모듈, Synchronous Transfer Module)은 SDH의 전송 단위로, 기본 단위는 STM-1
  • STM의 기본 구조는 9행 * 270Byte로 하나의 프레임을 구성하며, 1초에 8000 프레임을 전송하므로 STM-1의 전송 용량은 8000 * (9*270Byte) * 8Bit = 155.52Mbps
       
• SDH 다중화 구조
  • 상자(Container)
    • 기존의 PDH신호를 수용하는 기본 단위로 5종류가 있음
    • C11(T1 수용), C12(E1 수용), C2(DS-3 수용), C3(DS-3 수용), C4(E4 수용)
  • 가상 상자(VCon; Virtual Container)
    상자에 목적지와 기타 관리 정보를 포함하는 오버헤드를 추가함
  • 고위 가상 상자로서 VCon3과 Vcon4가 존재하며, 저위 가상 상자로서 VCon2, VCon11, VCon12이 존재함
  • 관리 단위(AU; Administrative Unit)
    VCon3, VCon4에 포인터를 붙여 만들고, 자체적으로 관리할 수 있는 단위이며, 포인터로 바이트 단위를 동기화 함
  • 관리 단위 그룹(AUG)
    • STM 프레임에 실리기 위해 구성되는 관리 단위의 집합
    • VCon3는 3개가 모여서 AUG를 이루며, VCon4는 그 자체로 AUG가 됨(ATM 트래픽이 PDH를 거치지 않고 직접 SDH에 실리는 경우에는 VCon4만 사용)
         
• SDH 전달망의 필요 장비
  • 다중화/역다중화 기능
    TM(Terminal Mode Multiplexer) : 점 대 점 형식의 SDH망을 구성할 수 있음
  • 결합/분기 기능
    ADM(Add Drop Multiplexer) : 링 토플로지를 갖는 SDH망을 구성할 수 있음
  • 교차 연결(Cross-Connect) 기능
    DCS(Digital Cross Connector) : 메시 형태의 토플로지를 갖는 SDH망을 구성할 수 있음
     
• PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy)
  • 음성 채널은 나이퀘스트 이론에 의해 초 당 8000번 샘플링되고, 샘플링한 값은 8bit로 양자화 됨
  • 1채널은 8000 * 8 = 64000 64Kbps이고, TDM(시분할 변조 방식)이라는 동기 방식을 취하기 때문에 프레임은 125㎲임
  • 프레임의 구조를 결정짓는 음성 채널의 수에 따라 2가지 종류가 있음
    • T1
      • 미국과 일본에서 시작되었고, 24개의 음성 채널로 프레임을 구성
      • 이 24개의 음성 채널에 프레임의 정렬 최소의 신호 서비스를 위해 1bit가 추가됨
      • 전체적인 전송률 : (24 채널 * 8 bit/channel + 1bit) / 125㎲ = 1.544Mbps
    • E1
      • 유럽에서 시작되었으며, 30개의 음성 채널로 프레임을 구성
      • 30개의 음성 채널에 음성 채널과 같은 용량을 갖는 2개의 채널이 추가됨
      • 전체적인 전송률 : (32 채널 * 8 bit/channel + 1bit) / 125㎲ = 2.048Mbps
  • 문제점
    • 상위 계층으로 다중화될 수 있으나 역 다중화 시 문제가 발생
    • 각 채널이 정확한 타입슬롯을 할당받지 못하기 때문에 정확한 동기가 이루어지지 않음
    • 링크의 상태를 모니터링하기가 어려움
  • 해결책
    • Add & Drop 다중화기(AMDs)장비가 개발되어 어떠한 레벨에서든지 원하는 신호를 삽입하고 뽑아낼 수 있게 되었고, 네트워크의 전체적인 성능이 향상됨
         
• SONET(Synchronous Optical NETwork)
  • SONET은 T1 위원회에서 승인된 광 전송 표준으로 9 * 90Byte의 구조이므로 SDH를 수용하려면 배율 조정이 필요
  • STS-1을 기본 단위로 하여 3배수로 다중화 됨
  • SONET은 SDH와 마찬가지로 계층화 구조 개념, 일단계 다중화, 포인터에 의한 동기화, 체계적인 오버해드 사용 등의 공통점이 있음
  • 광 전송 단위(OC; Optical Carrier)

전송 단위	전송률(Mbps)	SONET	SDH
OC-1	51.84	STS-1
OC-3	155.52	STS-3	STM-1
OC-9	466.56	STS-9
OC-12	622.08	STS-12	STM-4
OC-48	2488.32	STS-48	STM-16

   

• 광 손실
  • 산란 손실
    직경이 파장 정도의 크기를 갖는 물체에 닿았을 때 여러 방향으로 산란하므로 생기는 손실
  • 흡수 손실
    불순물에 흡수되면서 일부가 열로 유실되는 현산
  • 구조 불안정 손실
    코어, 클래딩 경계면 등 구조의 불균일에 의해 생기는 손실
  • 마이크로벤딩 손실
    제고 과정에서 광섬유의 축이 미세하게 구부러져서 발생하는 손실
     
• 분산
  • 모드 분산
    다중 모드 광섬유에서만 발생하며, 파장 간의 전송 속도 차이에 따른 분산
  • 색 분산
    유리의 굴절률이 빛의 파장(스펙트럼)에 따라 변하기 때문에 파형이 벌어지는 현상
  • 구조 분산
    광섬유의 구조 불안정으로 인해 축과 이루는 각이 광선의 경로에 따라 변해 도착 시간에 차이가 생기는 현상