[전송망 입문] - TDM망의 이해 (1)

1. 전송과 다중화 개요
1.1 전송망이란?
음성/Data 등을 제공하는 모든 서비스를 전달하기 위한 물리적인 전달매체
- 전달하고 싶은 모든 정보는 장거리 전송을 위해 전송망에 수용
=> 저속 또는 고속의 신호를 Multiplexing하여 대용량의 광신호로 변환하여 원거리로 전달하고 이를 다시 Demultiplexing 하는 역할 수행

- 장거리/저손실 전송을 위해 빛을 이용하는 광통신이 전송망의 주요 방식
=> 전송망의 구성 요소로는 MUX장비류, 광장비류, DWDM장비류 및 다양한 전기 또는 광신호 전달 케이블

1.2 PCM (Pulse Code Modulation) 기술
음성같은 아날로그 신호를 디지털화 하는 기술 / 아날로그 신호를 그대로 전달하면 전력소모가 많고 대역폭 낭비가 심함

아날로그 신호->표본화(Sampling)_PAM펄스->양자화(Quantization)->부호화(Coding)_PCM 펄스
- 표본화: 아날로그 신호를 일정한 간격으로 추출하여 PAM(Pulse Amplitude Modulation) 신호를 발생. Sampling 주파수는 보내려는 신호의 최고 주파수의 2배 이상이어야 함(나이퀴스트-샤논 정리)
- 양자화: PAM신호를 양자라고 하는 단위량의 정수로 대표하여 표시하는 방식. 신호 진폭의 최대치와 최소치를 설정하여 어떤 범위내의 수치를 모두 설정값들 중 하나로 나타냄 (ex. 2.3 -> 2, 4.6->5)
- 부호화: 양자화 단계에서 결정된 PAM 진폭값을 펄스의 유무로 조합된 2진 부호로 코드화. PCM(Pulse Code Modulation) 신호 발생

1.3 전송망 계위 구성도 (속도를 기준으로 상위에서 하위)
WDM (DWDM, ROADM) -> 2.5G/10G (TDM, MSPP) -> 622M/155M (TDM, MSPP) -> 기타 (MUX)
화웨이, ZTE, CIENA, 코위버사의 ROADM 장비와 VF-180, DCMUX, C-MUX와 같은 MUX류들까지 다양한 전송장비를 이용해서 망구성을 하고 있음

 

2. 다중화
2.1 다중화의 원리
통신회선을 효율적으로 이용하기 위해 1회선에 몇 개의 회선을 모아서 전송하고 이를 수신측에서 원래의 형태로 나누어 주는 기술
- 주파수 분할 다중화 (FDM: Frequency Division Multiplexing): 주파수 영역에서 일정한 대역폭(Bandwidth)으로 분할하여 여러 채널을 구성
- 시분할 다중화 (TDM: Time Division Multiplexing): 시간 영역에서 일정한 시간 폭(time slot)으로 분할하여 여러 채널을 구성
- 파장 분할 다중화 (WDM: Wavelength Division Multiplexing): 광학적 효율의 극대화를 위해 서로 다른 파장을 갖는 다수의 광신호를 하나의 광섬유로 전송

2.2 다중화의 종류
주파수 분할 다중화(FDM) 특징
- 다중화된 신호로부터 각 채널의 신호를 수신하기 위해 해당하는 주파수만을 통과시키는 필터 사용
- 부 채널의 신호를 서로 다른 주파수 대역으로 변조 전송
- 상대 장비에서 필터를 통해 부채널 신호를 구분
- 부 채널간 혼선을 막는 보호대역(Guard Band) 사용
- 대역폭 낭비, 채널 이용 효율이 낮음
- 보통 아날로그 신호에서 사용되며, 마이크로웨이브 등에서 사용
- 주로 TV 방송, CATV방송, 위성통신, 이동 전화 시스템 등에서 이용

시분할 다중화(TDM) 특징
- 시간폭을 나눠 각 부 채널에 차례로 분배함으로써 몇 개의 저속부 채널이 한 개의 고속 전송선을 나누어 이용함(고속 전송)
- 각 부채널은 분배된 시간만 이용
- 상대적 저속의 여러 장비들이 고속으로 동작하는 하나의 통신선 이용
- 전송할 데이터가 없는 채널에도 타임슬럿 할당
- 대역폭 낭비로 전송시스템의 성능이 감소
- TDM장비류, MSPP장비류

광파장분할 다중화(WDM) 특징
- 광신호를 광합파기로 결합해서 한개의 광섬유로 전송하고 수신측은 광분파기를 통해 분리, 수광하는 방식
- 부 채널의 신호를 서로 다른 파장으로 변조 전송
- 여러 종류의 신호 전송
- 단일 코어로 대용량 회선을 전송