정보통신공학과 통신학과, 정보처리기사 등 정보통신시스템 요약정리 64. SONET과 SDH

64. SONET과 SDH

 

가. SONET 시스템
SONET은 광섬유케이블의 전송 능력을 활용하기 위한 신호의 동기 다중화계층과
속도체계 및 인터페이스를 정의하고 있으며, 미국의 AT&T 벨연구소가 중심이 되어
범세계적이고 융통성 있는 전송 네트워크를 실현하기 위한 광통신 시스템의 접속 표준
안으로서 제안하였다. 그리고, OC-1(Optical Carrier-1)이라는 51.84Mbps의 전송
속도를 기본으로 여러 개의 표준적인 광 신호 속도로 규정하고 있다.
SONET의 프레임 구조는 [그림 5-24]와 같이 기본 전송단위인 STS-N(Synchronous Transport Signal at level N)은 125㎲ 동안에‘N×51.84Mbps’ 의 비트율
을 구성하게 되며, STS-1의 전체 프레임은 90행 9열이므로 810바이트(90×9바이트)
가 되고 125㎲ 동안에 전송된다. 810바이트 중에서 36바이트는 프레임의 올바른 전송
에 필요한 프로토콜 오버헤드로 사용되는데, 오버헤드 중 27바이트는 시스템 관리, 9
바이트는 SPE(Synchronous Payload Envelope)라 불리우는 페이로드에 포함된다.

 

[그림 5-25]는 SONET 시스템의 기본 구성을 나타낸 것이다. STS MUX와 STS
DEMUX는 상위계층의 사용자 페이로드를 SONET 형식으로 만들어 주는 장비이며,
가입자 구내장비(CPE : Customer Premise Equipment)를 위해 페이로드를 분기/
결합하는 모든 망 구성요소들에 포함된다. 즉, STS MUX와 STS DEMUX는 SONET
링크의 시작점과 끝점을 나타내며, 이들은 전기적인 종속망과 광 전송망 사이의 인터
페이스를 제공한다. 또한 STS MUX는 여러 개의 전기적인 발신지에서 온 신호를 다
중화하여 해당하는 OC 신호를 생성하며, STS DEMUX는 광 신호를 해당하는 전기신
호들로 역다중화하는 역할을 수행한다.

재생기(repeater)는 링크의 길이를 확장하는 역할뿐만 아니라, 재생중계 기능으로
서 수신된 광 신호를 받아서 전기 신호로 재생한 다음 이 전기 신호를 다시 해당 광 신
호로 변조하여 깨끗하게 복원한다. 이 과정에서 프레임 정렬, 스크램블링, 오류 검출,
모니터링 등의 기능을 수행한다.
추가/삭제 다중화기(ADM : Add Drop Multiplexer)은 망 구성요소들 사이에 위치
하는 일종의 허브로서, 다른 발신지에서 온 STS들을 주어진 경로에 추가할 수 있으
며, 또한 한 경로에서 필요한 신호를 제거하여 전체 신호를 역다중화하지 않고도 새로
운 방향으로 재설정할 수 있다. ADM은 STS에 대한 다중화, 동기화 및 백업 스위치
등의 서비스를 제공하는데, 타이밍이나 비트 위치에 의존하지 않고 각 스트림들을 구
별하기 위해 주소와 포인터 같은 헤더 정보를 이용한다.

나. SDH 시스템
SDH는 PDH와 SONET의 단점을 보완하고 B-ISDN의 NNI 국제 표준 기술에 부
응하도록 개발되었으며, 동기식 다중화는 각종 계위 신호들을 SONET의 STS와 유사
한 시스템 형태를 갖는 STM-n 신호로 다중화하는 과정으로 간단하게 이루어진다.
STM은 PDH와 SONET을 수용하도록 호환성을 제공하고 있으며, 이에 따라 가장 낮
은 다중화 레벨인 STM-1은 STS-3와 정확하게 일치하는 155.52Mbps로 정의되어있다.
SDH의 프레임 구조는 [그림 5-26]과 같이 270행 9열로 구성되어 있어 총 2,430
바이트를 125㎲ 동안에 전송되므로 전송속도는 155.52Mbps가 된다. 그리고 STM-
1 페이로드 용량은 2,340바이트(260×9바이트)로서 전송속도는 149.76Mbps가 된다.

여기서, SOH(Section Over Head)는 STM-n 신호가 구성될 마지막 단계에 삽입
되며, STM-n 신호의 전송 성능 표시, 운용 및 유지보수 등을 목적으로 재생기와 다
중화기 구간의 OAM 기능을 제공한다. 포인터는 동기 기능으로서 신호를 다중화 시
정확한 시작 위치와 차이를 통보해주는데 사용된다. 그리고 POH(Path Over Head)
는 감시 신호의 전송에 이용되며, 전송하고자 하는 내용을 실은 가상 컨테이너(VC :
Virtual Container) 신호가 구성될 때마다 삽입되어, 해당 VC가 조성되는 점과 해제
되는 점 사이의 종단 간 통신을 위해 사용된다. 즉, STM-1 페이로드는 POH와 VC가
합쳐진 것이다.
SDH는 계층화의 구조를 도입하여 오버헤드를 체계화함으로써, 통신망의 운용 관리
를 효율적으로 할 수 있다. SDH 계층의 오버헤드와 전송기능은 [그림 5-27]과 같이
4단계로 구분된다.

SDH 계층의 오버헤드와 전송기능의 구분

여기서, 경로(path)는 두 단국에 있는 다중화 장비 사이의 서비스를 전송하며, 회선
(line)은 물리매체를 통하여 VC-3, VC-4 페이로드를 전송한다. 그리고 섹션
(section)은 물리계층을 통하여 STM-n 프레임을 전송하며, 물리(physical)는 물리적
인 전송매체를 통해 광 신호 또는 전기신호를 비트 단위로 전송한다.

SDH는 기존의 북미식과 유럽식의 디지털 계위를 대부분 수용해서 STM-n 신호로
디지털 계위의 통합이 이루어지며, 통신망을 크게 경로(path)와 섹션(section)으로 계
층화하여 섹션에서는 경로에서 필요한 오버헤드를 처리하지 않고 투명하게 통과시킨
다. 오버헤드의 체계적인 활용으로 통신망의 운용관리 및 유지보수 업무를 원활하게
수행할 수 있게 해주며, 통신망의 발전에 대비해서 풍부한 여분의 오버헤드를 남겨두
었다. 그리고 포인터를 몇 차례 삽입(byte stuffing)하여 범세계적인 통신망의 동기화
를 꾀했다. 특히, 한 단계의 다중화와 풍부한 오버헤드의 체계적 활용으로, 기존의 전
송시스템이 점대점 전송개념에서 설계된 데 비해, SDH 표준은 통신망에 입각해서 정
립되었기 때문에 분기/결합 또는 교차 등에 매우 효율적이다.

다. SONET과 SDH의 특성 비교
SONET과 SDH 모두 각 계위신호가 중간 다중화 단계를 거치지 않고 상위레벨로 직
접 다중화 가능하고, 향상된 네트워크 관리와 유지보수 능력이 있으며, 장치들 간의 비
호환성 문제도 해결되었다. 또한, 두 통신지점 사이에 존재하는 설비가 간단하므로 매
우높은 신뢰도를 제공하고, 모든 계위신호들이 기존의 네트워크 내에서도 전송이 가능
하다. 이러한 특성으로 인해 백본 망, 액세스 망 및 가입자 망 등에 활용이 가능하다.

 

<SDH와 SONET의 전송속도 비교>

전송속도 [Mbps]	SDH	SONET
51.84	-	OC-1
155.52	STM-1	OC-3
466.56	STM-3	OC-9
622.08	STM-4	OC-12
933.12	STM-6	OC-18
1,244.16	STM-8	OC-24
1,866.24	STM-12	OC-36
2,488.32	STM-16	OC-48
9,953.28	STM-64	OC-192

이와 같이 SDH와 SONET은 매우 유사한 구조와 특징을 갖고 있지만, 전송속도와
전송 매체의 범위 등에서 차이가 있다. <표 5-12>는 SDH와 SONET의 주요 전송속
도 계층을 비교한 것이며, 여기서 SONET의 경우 가장 낮은 레벨이 51.84Mbps이지만, SDH는 155.52Mbps가 가장 낮은 속도이다. 전송매체에 있어서도 SONET이
광섬유케이블에 국한된 반면, SDH는 동축케이블이나 무선의 경우에도 적용될 수있다.
SONET은 미국의 벨연구소가 제안한 북미 표준이며, SDH는 SONET을 바탕으
로 한 ITU-T 표준이다. 이 때문에 SONET은 북미식, SDH는 유럽식 표준으로 구
분되어 있기는 하지만, 두 표준은 세부적인 부분에서만 약간의 차이가 있을 뿐 거의
동일한 방식이기 때문에 함께 묶어서 SONET/SDH 또는 SDH/SONET으로 표기한다.