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[정보통신기사] 디지털 신호 계위, 전송 계위(DSH,Digital Signal Hierachy) - PDH, SDH, OTH, SONET, 동기식 다중화 계위 및 비동기식 다중화 계위 비교

starterr 2025. 3. 26. 17:01
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1. 다중화 신호계위 표준


ㅇ 다중화 신호 계위 이란?
- 정해진 다중화 단계에 따라, 각 하위 계위신호(Tributary Signal)들이 상위 계위신호로, 체계적으로 다중화되는 단계별 형태

 


ㅇ 다중화 신호 계위의 표준들


- PDH (유사동기식디지털계위) : ITU-T 권고 G.703

 ㅇ 비동기식/유사동기식 디지털계위 (PDH, Plesiochronous Digital Hierarchy)
     - 각각의 디지털 다중화장치들이 자체 발진기 클럭을 사용하여, 
     - DS-n급 신호들을 만들어가는  유사동기식 다중화 전송 기반(체계)


- SDH (동기식디지털계위) : ITU-T 권고 G.707

1. SDH (Synchronous Digital Hierarchy)

  ㅇ `동기식 다중화` 기술의 `북미 표준인 SONET`을 기초로하여, 
     - 이를 확장 개발한 동기식 디지털 다중화 신호계위에 관한 `ITU 국제 표준`

  ㅇ 기존 북미 표준인 SONET을 기초로 하여, 유럽에서 개발되어 ITU에서 1988년 채택
     - SONET 구조로는, 유럽의 비동기식 계위신호인 DS-4(139.264Mbps)를 수용할 수 없음
     - 따라서, 동기식 디지털 기본 계위신호 STM-1 을 기본으로 권고             ☞ STM 참조
        . 9행x90열 SONET 구조를 3배로 확대한 9행x270열 정방형 프레임 구조
        . 프레임의 반복주기는 동일하게 125 ㎲
        . 전송속도가 155.520Mbps (8000 초-1 x 9 행 x 270 열 x 8 비트) 
        

2. 동기식 디지털 계위 기술(SDH)이 지향하는 바

  ㅇ 기존 PDH를 효과적으로 수용하며, 기술발전 
  ㅇ ATM 셀 등을 전달하는 전송체계 기반을 제공
   

3. SDH 기술상의 특징

  ㅇ 자체 복구(Self-Healing) 기능
     -  50ms 내에서 자체 복구(Self-Healing) 기능의 제공 (SHR)

  ㅇ SDH 프레임내에 충분한 오버헤드 확보
     -  신호 및 장치의 감시 및 유지보수 용이
     -  SDH 유지보수 경보 신호 例)
        . AIS (Alarm Indication Signal)
        . RDI (Remote Defect Indication)
        . RFI (Remote Failure Indication)

  ㅇ 토폴로지 구성 가능방식
     -  점대점 방식 (선형망),  Ring 형 (환형망)

  ㅇ 주요 표준
     -  ITU-T G.707, G.708, G.709 등

  ㅇ SDH는 주로 광전송에 적합하도록 다양하고 높은 속도의 신호를 대상으로 함
     - E1 이나 D1급 PDH 계열 신호들 뿐만 아니라, ATM 셀 신호 등도 가능

 


- OTH (광수송계위) : ITU-T 권고 G.709

1. 광 수송 계층 (OTH, Optical Transport Hierarchy)의 표준 

  ※ 관련 표준 
     - G.709 (Interfaces for the optical transport network) : 광 수송망의 정의
     - G.872 (Architecture of the optical transport network) : 광 수송망의 계층 구분


2. 광 수송 계층의 구조

  ※ 개별적인 각각의 광 채널 신호들을, 원활하게 운반,수송하도록, 계층형으로 구성

   


3. 광 수송 계층의 구분

  ㅇ OCh (Optical Channel Layer, 광 채널 계층)
     - 양끝 단대단 네트워킹(경로 망 구성)의 관점을 주는 계층
        . 광 네트워크에서 2개의 접속점 간의 점대점 연결(광 채널 트레일)을 제공

        . 여기서, 광 채널 또는 광 채널 트레일(trail)은,
           .. 양끝단 2개의 접속점 간을, 유연하게 점대점으로 연결 구성시킬 수 있는, 광 경로를 말함

     - 주요 기능
        . 어떤 형태의 페이로드 (SDH/SONET,PDH,ATM,IP 등) 도,
           .. 투명하게 전달하는 논리적 채널 제공
        . 광 경로 단위로 종단간 라우팅 수행

     - SDH/SONET에서의 경로계층과 기능적으로 유사

  ㅇ OMS (Optical Multiplex Section Layer, 광 다중화 구간 계층)
     - 다중 파장으로 광 채널 신호들을 네트워킹시키는 기능을 하는 계층
        . 개개의 광 채널을 파장 단위와 연결시켜 줌

     - 주요 기능
        . WDM 광 링크들의 파장별 다중화,보호 및 복구,분기결합,교차연결,교환 기능 등
        . 다중 파장 광 신호의 네트워킹 기능을 제공

     - SDH/SONET에서의 다중화기구간계층과 기능 유사

  ㅇ OTS (Optical Transmission Section Layer, 광 전송 구간 계층)
     - 여러 다양한 형태의 광 매체 상에서 광 신호의 증폭,전송을 담당

     - 주요 기능 : 물리 광 신호의 증폭,전송

     - SDH/SONET에서의 재생기구간계층과 기능 유사

  ※ 한편, Physical Media Layer 은,
     - 위 3개 계층 신호들을 실제로 운반하는 물리 계층을 말함

 

2. 비동기식 다중화 (PDH) 및 동기식 다중화 (SDH) 계위 비교

 

비동기식 다중화 (PDH) 및 동기식 다중화 (SDH) 계위 비교
비동기식 다중화 (PDH) 및 동기식 다중화 (SDH) 계위 비교

 

 

 

3. 비동기식 다중화 계위 (PDH) = PCM 방식

비동기식 다중화 계위 (PDH) = PCM 방식
비동기식 다중화 계위 (PDH) = PCM 방식

 

※ 북미방식 PCM 다중화 계위 例

 

북미방식 PCM 다중화 계위 例
북미방식 PCM 다중화 계위 例

 

 

4. 동기식 다중화 계위 (OC, SONET, SDH)

 

동기식 다중화 계위 (OC, SONET, SDH)
동기식 다중화 계위 (OC, SONET, SDH)

 

1. SONET
ㅇ 광 전송용 동기식 다중화 방식에 의한 디지털신호계위의 북미 표준
- 미국의 벨 통신 연구소(Bellcore, Bell communications research)에서 1984년 제안하여,
  . 당시, 표준화된 광 인터페이스를 사용하여, RBOC 간의 상호 연결 필요성에서 탄생
- T1 committee(T1 위원회)가 북미 표준으로 채택, 발전시킴

 

2. SONET 및 SDH의 `표준의 비교`
ㅇ SONET은, 미국 ANSI와 ECSA(Exchange Carriers Standards Association)의 지원하에 표준 개발
ㅇ SDH는, ITU-T에 의해 SONET을 근간으로 하여 국제 SDH 표준으로 개발
 - ITU-T에서는 SDH(Synchronous Digital Hierarchy)라고 부르며,
 - 북미표준 SONET과는 프레임 구조 및 용어상에서 약간의 차이가 존재

 

 

3. SONET `Layering(계층화)`

SONET `Layering(계층화)`
SONET `Layering(계층화)`

ㅇ Path Layer (경로 계층)
ㅇ Line Layer (라인 계층)
ㅇ Section Layer (구간 계층)
ㅇ Photonic Layer (광 계층/물리 계층)


4. SONET `기본 전송 단위` : STS-1

ㅇ STS-1 : 9행 x 90열 (810 바이트)의 2차원 논리적 배열 구조를 갖는 정방형 프레임

SONET `기본 전송 단위` : STS-1
SONET `기본 전송 단위` : STS-1


- 오버헤드 : 전체 810 바이트 중 36 바이트는 올바른 전송을 위한 제어정보
. 9행 x 3열 = 27 바이트 : Section Overhead 및 Line Overhead
. 9행 x 1열 = 9 바이트 : Path Overhead
- 페이로드 : 9행 x 86열 = 774 바이트


5. SONET `기본 전송 속도` : STS-1

ㅇ 프레임 반복 주기 : 125 ㎲ 간격 (초당 8000번, 8 kHz)
ㅇ 전송속도 : 51.84 Mbps (8000 초-1 x 810 바이트 x 8 비트)

 

 

 

5. 광채널단위 다중화 계위 (OTH)

광채널단위 다중화 계위 (OTH)
광채널단위 다중화 계위 (OTH)

 


 

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