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광 네트워크 기술은 급속도로 발전하여 데이터 전송 속도와 대역폭에 대한 수요 증가 문제를 해결하는 데 기여해 왔습니다. 광 네트워크에서 광섬유는 기본적인 전송 매체이지만, 스위칭, 신호 처리 및 기타 기능은 전자적으로 구현됩니다. 광 신호와 전기 신호 간의 변환을 위해 광 스위치가 개발되었습니다. 광 스위치란 무엇일까요? 이 글에서는 광 스위치에 대한 기본적인 정보를 제공합니다.
소개
통신 분야에서 광 스위치는 광섬유 또는 집적 광 회로(IOC) 내의 신호를 한 회로에서 다른 회로로 선택적으로 전환할 수 있도록 하는 스위치입니다. 광 스위치는 광섬유를 물리적으로 이동시켜 하나 이상의 다른 광섬유를 구동하는 것과 같은 기계적 방식이나 전기광학 효과, 자기광학 효과 또는 기타 방법을 통해 작동할 수 있습니다.
광 스위치의 종류
광 스위치 는 간단히 말해, 한 포트에서 광 신호를 입력받아 라우팅 결정에 따라 다른 포트로 출력하는 스위치입니다. 광 스위치에는 OEO(광-전기-광) 스위치와 OOO(광-광-광) 스위치, 또는 전광 스위치라고도 하는 두 가지 종류가 있습니다. OEO 스위치는 아날로그 광 신호를 먼저 디지털 신호로 변환한 후 처리 및 라우팅 과정을 거쳐 다시 아날로그 광 신호로 변환합니다. 반면 OOO 스위치는 순수하게 광자만을 이용하여 스위칭을 수행합니다.
광 스위치의 응용 분야
광 스위치는 고속 네트워크에서 대량의 트래픽을 처리하기 위해 높은 스위칭 속도와 대용량 스위치가 요구되는 환경에서 널리 사용됩니다. 광 스위치는 광 크로스 커넥트(OXC) 내에서 사용되며, 하나의 OXC는 여러 개의 광 스위치로 구성될 수 있습니다. OXC는 스위치를 이용하여 데이터를 전송하는 전자 라우터와 유사한 역할을 합니다. 광 스위치는 스위칭 보호에도 사용될 수 있습니다. 광섬유에 장애가 발생하면, 스위치는 문제가 발생하기 전에 신호를 다른 광섬유로 재라우팅할 수 있도록 합니다. 광 스위치는 장애를 감지하고 네트워크와 스위치에 알리는 데 수 밀리초밖에 걸리지 않습니다. 또한, 광 스위치는 외부 변조기, OADM(광 애드-드롭 멀티플렉서), 네트워크 모니터링 및 광섬유 부품 테스트에도 활용될 수 있습니다. 초기에는 이러한 스위치에 전용 광 트랜시버를 연결해야 했지만, 현재는 비용 절감을 위해 타사에서 생산한 광 트랜시버를 사용하고 있습니다. 아래 그림과 같이 Avago AFBR-79EIPZ 호환 QSFP+ 트랜시버, HP JD089B 호환 1000BASE-T SFP 트랜시버 또는 HP J4859C 호환 1000BASE-LX SFP 트랜시버와 같은 광섬유 트랜시버의 광 스위치 호환성을 테스트할 수 있습니다.
광 스위치의 장점
광 스위치는 전기 스위치에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있습니다. 공간과 전력 소비를 크게 절감할 수 있는데, 공간은 최대 92%, 전력은 최대 96%까지 절약할 수 있습니다. 전력 절감이 비용 절감으로 이어진다면, 랙당 3kW의 전력을 줄일 수 있어 통신 사업자는 고가의 디젤 발전기, 정류기, 배터리 등의 유지보수 비용을 절감하고, 이러한 장비의 월별 유지보수 비용과 냉각 장비 구매 및 유지보수 비용을 줄일 수 있습니다. 광 스위치는 전기 스위치보다 확장성이 뛰어나고 전송 속도가 빠릅니다. 또한, 모든 광 스위치는 프로토콜 및 비트 전송률에 독립적이므로, 전송 속도가 스위칭 장비의 비트 전송률 제한에 영향을 받지 않습니다.
광 스위치의 단점
광 스위치에는 몇 가지 단점도 있습니다. 현재 광 스위치는 전기 신호처럼 광 신호를 쉽게 저장하는 기술을 구현하지 못하고 있습니다. 하지만 광 지연선을 이용하여 신호를 저장할 수 있는데, 빛이 특정 길이의 광섬유를 통과하는 데 걸리는 시간(실리카 광섬유의 경우 초당 20만 km)을 고려한 것입니다. 즉, 10Gb/s의 속도로 전송되는 1만 비트 프레임을 저장하려면 200m의 광섬유가 필요합니다. 이는 비용이 많이 들고 비현실적입니다. 또한 신호가 지연선을 통과하면 다시 나올 때까지 처리할 수 없습니다. 이를 해결하기 위해 회선 내에 스위치를 추가하는 방법이 있지만, 비용이 증가합니다. 광 스위치는 특히 고속 전송 시 패킷의 헤더 정보를 처리할 수 없습니다. 현재 전자 라우터의 최대 작동 속도는 10Gb/s인 반면, 광 신호는 40/100Gb/s 또는 그 이상의 속도로 전송할 수 있습니다. 따라서 라우터는 전송 속도만큼 빠르게 신호를 처리할 수 없습니다.
결론
영상 및 오디오 수요 증가와 데이터 처리 용량 및 네트워크의 고대역폭 요구 사항으로 인해 광 네트워크는 점차 가장 비용 효율적인 솔루션으로 자리 잡고 있습니다. 광 스위치는 고객에게 상당한 전력, 공간 및 비용 절감 효과를 제공할 수 있습니다. 현재 광 스위치 시장은 시스코, HP, 아리스타, 주니퍼와 같은 몇몇 기업이 주도하고 있습니다. 사용자는 필요에 따라 광 스위치를 선택할 수 있습니다.
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