PON

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PON(Passive Optical Network)은 광케이블 망을 통해 최종 사용자에게 신호를 전달하는 시스템이다. 이 시스템은 PON이 어느 위치에서 종말 처리되느냐에 따라 FTTC·FTTB 또는 FTTH 등으로 나뉜다.

　PON은 통신회사에 설치되어 있는 한 대의 OLT와 가입자 부근에 설치되어 있는 다수의 ONU로 구성되는데 최대 32개의 ONU가 한 대의 OLT에 연결될 수 있다. PON에서 ‘passive’란 일단 신호가 네트워크을 통해 지나가기 시작하면 광전송을 위해 전력 에너지 또는 활성 전자부품이 더는 필요 없다는 것을 의미한다.

　PON은 하나의 단독형 시스템에서 하향으로 622Mbps, 상향으로 155Mbps의 대역폭을 사용자에게 제공할 수 있으며 이 대역폭은 다수의 PON 사용자에게 할당될 수 있다.

　시분할다중 방식의 ATM-PON, 이더넷(E)-PON, 일반적인 프레임 프로토콜을 사용하는 G-PON과 파장분할다중 방식의 WDM-PON이 있다.

파장분할 수동형 광네트워크(WDM PON)는 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 기법을 도입, 상하향 채널을 위해 다수의 독립된 파장을 제공하는 PON의 궁극적 진화 구조라고 할 수 있다.

　WDM PON의 구조에서 ONT는 다중화된 WDM 신호를 각각의 파장으로 분리하여 가입자에게 제공하고, 이런 기능은 광분기의 일종인 AWG(Array Wavelength Granting)가 담당한다.

　ATM PON이 ATM 스위치의 622Mbps 용량을 분기 수만큼의 가입자가 공유하는 구조인 데 반해, DWDM 기반 시스템은 각 가입자에게 독립된 파장을 할당하여 FTTH 구조를 구현하는 게 특징이다.

　전송 기술에서 출발한 WDM 기술이 메트로에서 액세스 영역까지 확장되면서 등장한 WDM PON은 DWDM 기술의 발전과 방향을 함께하고 있다. 현재는 가입자당 기가급(Gbps)의 속도와 1024 이상의 분기율을 갖는 구조가 가능하다.

　일부에서는 WDM PON은 PON이 순수 패시브 소자를 사용, 전원이 필요 없는 구조인 데 반해 전원이 필요한 AWG를 사용해 다중화된 WDM 신호를 각각의 파장으로 분리, 가입자에게 제공하는 구조라는 점에서 순수한 PON은 아니라고 얘기하기도 한다. 전원이 필요한 AWG를 사용하면 복잡한 가정 내 환경에서 관리가 어렵다는 점 때문이다.

　그러나 최근 KT가 상용화에 성공한 WDM PON은 AWG를 없애고 순수 패시브 소자로 구성돼 관리와 운용, 투자에 메리트를 가져온 것이 특징이다.

IP트래픽 전송에 안성맞춤…오버헤드 감축 대역폭 극대화.비용절감 강점

가입자 접속망은 상대적으로 변화하지 않은 상태로 남아있으나, 장거리 망에서 대역은 WDM(Wavelength Division Multiplexing)과 같은 새로운 기술을 사용해 극적인 증가를 보이고 있다. 동시에 기업의 사내망(LAN)은 10Mbps에서 100Mbps로 대체되고 있고, 조만간 수 많은 LAN들이 기가빗(Gigabit) 이더넷으로 업그레이드 될 것이다. 이같은 결과는 광역망과 종단 사용자 요구 사이에 큰 격차를 주고, 종단 사용자에게는 `last mile' 구간에 있어 대역병목현상이 있게 된다.

이 현상을 타파하는 PON(Passive Optical Network) 기술의 두 가지 기본적 형태는 ATM PON(APON)과 이더넷 PON(EPON)이다. EPON의 개발은 APON 표준이 비디오 전달 능력이 없으며, 불충분한 대역과 비싼 가격으로 인해 가입자 루프에서는 부적절한 해결책이라는 생각 때문에 시작됐다.

◇EPON의 동작방식, 장점과 경제성=EPON과 APON의 주요 차이는, EPON에서 데이터는 이더넷을 위한 IEEE802.3 프로토콜에 따라 최대 1518바이트까지 가변길이 패킷으로 전송되나 APON에서의 데이터는 ATM 프로토콜에 따라 고정 길이의 53바이트로 전송된다. 이러한 패킷형식은 APON이 IP 트래픽을 전송하기 어렵고 부적절함을 의미한다. 데이터 전송을 위한 IP 메시지는 최대 6만5535 바이트 가변 길이의 패킷으로 분할돼야 한다. APON의 IP 트래픽을 전달하기 위한 셀처리 과정은 시간을 많이 소비하고 복잡하며, OLT(Optical Line Terminal)와 ONU(Optical Network Unit)에 추가적인 비용을 부담시킨다. 반면, 이더넷은 IP트래픽 전달에 적합해 ATM과 비교해 오버헤드를 상당히 줄인다는 점이 특징이다.

이에 따라 EPON은 어떤 다중서비스 액세스 해법 보다 더 간단하고, 더 효율적이고 경제적이라고 할 수 있다. EPON의 장점으로는 복잡하고 값비싼 ATM과 SONET(Synchronous Optical Network) 부품들을 제거하는 전송장비를 채택, 망을 대폭 단순화할 수 있다는 점을 우선 꼽을 수 있다. 또한 `높은 대역'도 장점의 하나다. 순방향 트래픽은 최대 600Mbps, 역방향 트래픽은 800Mbps를 능가하는 빠른 속도를 내게 된다. 또 저비용도 장점 가운데 하나다. 선행투자 장비와 유지보수 비용이 낮기 때문에 비용이 큰 ATM, SONET 부품들을 제거함으로써 간단한 망 구조를 획득하거나 옥외시설의 유지비를 절감할 수 있다는 것이다.

◇IEEE 802.2ah EFM 표준화 및 이슈=이더넷을 기반으로 하는 가입자 액세스망 표준 추진기구인 IEEE 802.3ah EFM(Ethernet in the First Mile)은 2000년 11월에 스터디그룹을 결성, 2002년 7월초 드래프트 0.9를 발표했다. 이어 오는 9월을 목표로 표준화를 위한 활동을 활발히 전개하고 있다. 10기가비트 이더넷 표준은 지난해 6월경 드래프트5.0의 발표와 승인 이후 표준이 확정됐다. IEEE 802.3ah EFM에서 제안되고 있는 포워드 에러 코렉션(Forward Error CorrectionㆍFEC)의 기술적 문서들은 스필리터 링크 버짓(Link Budget) 제한과 양단간 OLT와 ONU간 데이터 도달점 거리 제한 등 EPON 기반 액세스망 확장시, 제약요소들을 극복하기 위한 방안으로 프레임(Frame)기반과 스트림(Stream)기반의 두 가지 측면으로 문제 해결을 위한 접근을 시도하고 있다. 향후 어떤 방식을 채택하느냐에 따라 동적 대역폭 할당을 위한 스케줄링 방식 및 FEC 디바이스 구현에 영향을 미칠 것으로 예상된다.

◇EPON 동향 및 전망=올옵틱사는 PON 시스템에 적합한 기가비트 이더넷 기반의 GEAR(Gigabit Ethernet Access Routers) 제품군들을 지난 2001년 6월쯤 발표했다. 샐리라사는 지난해 5월 슈퍼컴 2002전시회에 자회사의 EPON 시스템 제품들을 전시함으로써, 향후 EPON 시스템 시장에서의 경쟁력을 보여줬다는 평가를 받았다.

APON이 시장에 먼저 진입했지만 데이터 트래픽의 급속한 성장과 고속 이더넷과 기가빗 이더넷 서비스의 중요성 증가로 인해 현재 추세는 EPON을 선호하고 있다. 표준화 노력은 이미 EFM 연구그룹의 창설로 상당히 진척되고 있다. 결과적으로 광파이버와 이더넷 기술의 광범위한 채택에 확고히 뿌리를 내리는 완전히 새로운 `장비 전개 사이클'을 시작하는 통신산업에서 패러다임의 변천을 가져오게 될 것이다. 이 광IP 이더넷 망 구조는 음성, 데이터 및 비디오 서비스를 하나의 망에 통합해서 전달 할 수 있는 유력한 수단이 될 것이다.

나아가 이 구조는 협력적ㆍ전략적 파트너십을 이뤄 낼 수 있어 콘텐츠 제공자, 서비스 제공자, 망운용자 및 장비 제조업체들을 조화시켜 과거에 제공된 어떤 다른 서비스와도 비교할 수 없는 새로운 오락 및 통신 패키지를 제공할 수 있게 될 것이다.