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초장거리 DCI: 코히어런트 광학 기술이 2,600km 전송을 가능하게 하는 방식
클라우드 컴퓨팅, 인공지능 워크로드, 분산 스토리지가 지속적으로 확장됨에 따라 DCI 서비스 수요는 새로운 정점을 향해 치솟고 있습니다. 데이터센터 네트워크 설계자들은 고비용의 전자식 재생 장치를 여러 차례 사용하지 않고도 수천 킬로미터에 이르는 극장거리 간 통신을 지원할 수 있는 솔루션을 요구하고 있습니다. 바로 이러한 맥락에서 코히어런트 광학 기술의 중요성이 부각됩니다. Sino-Telecom Technology Co., Inc. 200G 전송을 2,600km 거리에서 실현한 바 있으며, 이는 이론이 아니라 실제 적용 사례입니다.
장거리 전송을 어렵게 만드는 요인은 무엇인가?
수백에서 수천 킬로미터에 이르는 광섬유를 통해 신호를 전송하는 것은 여러 가지 물리적 제약을 받는다. 신호가 수백에서 수천 킬로미터에 달하는 광섬유를 통과할 때, CD(색분산), PMD(편광 모드 분산), 전체 OSNR(광신호 대 잡음비)의 저하 등 다양한 신호 왜곡이 발생한다. IM-DD(강도 변조 및 직접 검출) 트랜스시버는 기본적으로 어떤 형태의 신호 레벨을 식별하려는 장치이며, 분산 및 잡음에 대응하기 위한 내재적 기능을 갖추지 않는다.
이들은 종종 신호 재생을 위해 OEO(광-전기-광) 변환에 의존한다. 이 방식은 처리량 측면에서는 효과적이었으나, 지연 시간과 전력 소모 증가라는 오버헤드를 동반하며, 특정 라우터 시스템에 구현하기도 복잡하다. 비교해 보면, 2,600 km 구간은 IM-DD 방식으로는 35개의 광 재생기를 필요로 하므로 실용적인 해결책이 아니다.
장거리 전송을 위한 일관된 기술 — 차이나텔레콤의 성공 사례
일관 광학은 광 신호의 세기뿐 아니라 위상까지 감지하는 보다 고도화된 전송 기술이다. 이 기술은 종종 이중 편광 다중화와 DSP 알고리즘을 추가로 활용한다. 단순히 세기만 측정하는 직접 검출 방식과 달리, 일관 검출 방식은 입사 광 신호와 혼합하기 위한 로컬 오실레이터 레이저를 추가로 필요로 하며, 이를 통해 위상과 편광(그리고 신호의 세기)을 모두 감지할 수 있다. 싱노텔레콤은 항상 더 먼 거리의 데이터 전송을 실현하기 위해 노력해 왔으며, 최근 가장 주목받는 프로젝트 중 하나는 최첨단 저감쇠 G.654E 광섬유와 강력한 EDFA 광 증폭기들을 조합하여 신호를 허용 가능한 수준까지 증폭하는 방식이다. 그러나 이 솔루션의 핵심은 디지털 신호 처리(DSP) 엔진으로, CD, PMD 및 주파수 이동을 실시간으로 디지털 방식으로 보상할 수 있게 해 준다. 이러한 디지털 보상 기능은 인라인 분산 보상 모듈을 대폭 줄이고, 광 증폭기 간 간격을 획기적으로 늘린다. 이는 장거리 전송을 경제적으로 실현할 수 있게 하며, 당사의 G.654E 광섬유 프로젝트에서 그 사례가 입증되었다.
200G, 2,600km 이상 — 실제 구축 사례
신오텔레콤의 혁신은 이 시험 프로젝트를 통해 입증되었다. 우리는 G.654E 광섬유와 EDFA 증폭기를 활용해 장거리 전송을 위한 개방형 광 네트워크 모델을 수립하고자 하였다. 이를 통해 신호 이득을 향상시키고 충분한 전송 성능을 달성하였다. 본 프로젝트에서는 G.654E 광섬유 기반 200G 시스템을 구축·시험하였으며, 단일 파장 신호를 2,600km 거리로 전송할 수 있었다. 이때 광계전 구간은 단지 35개에 불과했고, 전기적 재생 없이도 가능하였다. 이는 OEO 재생 기술 대비 획기적인 개선이며, 대륙 간 데이터센터 상호연결 분야에서 큰 도약을 의미한다.
400G, 1,000km 및 그 다음 단계
고속(400G 이상)을 장거리에서 달성하는 것은 때때로 더 복잡할 수 있는데, 이는 높은 속도가 일반적으로 더 높은 심볼 전송률 또는 변조 방식을 의미하므로 추가적인 OSNR 저하를 유발할 수 있기 때문이다. 동일한 시험 시나리오에서 시노텔레콤은 G.654E 광섬유를 통해 1,000km를 전송하면서 단일 파장 400G 시스템을 시험 및 구현하였으며, 이때 광계전 구간은 단지 15개에 불과하였다(다시 말해, 전기적 재생 없이 구현됨). 용량이 증가함에 따라 링크 상의 추가적인 왜곡으로 인해 전송 거리는 감소한다. 향후에는 향상된 오류 정정(FEC) 기능과 확률적 별자리 성형(probabilistic constellation shaping)을 갖춘 디지털 신호 처리(DSP) 알고리즘의 발전, 그리고 200Gbaud에 달하는 초고속 보드율(baud rate)이 400G뿐 아니라 차차 800G 및 1.6T 초장거리 DCI 네트워크의 전송 거리 한계를 계속해서 확장시킬 것이다.
초장거리 경로 계획: 설치 위치 선정 및 여유량 설계
초장거리 시스템 도입 DCI 링크는 단순히 플러그 앤 플레이 방식으로 작동하지 않으며, 신중한 계획 수립이 필수적이다. 광섬유 종류는 현장 설계 시 중요한 고려 사항이다. 본 사례에서는 G.654E를 사용하면 손실이 매우 낮아지지만, 이전 세대인 G.652로 동일 회로를 구축할 경우 분산 관리 시스템을 별도로 설계해야 한다. 증폭기 설치 위치와 밀도 역시 정밀하게 산정해야 하며, 신호 전력 증가와 불필요한 잡음 추가 사이에서 균형을 맞춰야 한다. 여유량 설계 또한 핵심 요소이다. 전송 품질(QoT) 분석 모델은 커넥터 손실, 증폭기 이득 변동, 광섬유 종류 차이 등 미지의 변수를 보상하기 위해 여유량을 반드시 포함해야 한다. 더욱 진화된 네트워크에서는 일부 운영사가 머신러닝 모델을 활용해 축적된 데이터에 따라 점진적으로 이러한 여유량을 줄여나가기도 한다.
테스트에서 실서비스까지: 운영자가 반드시 알아야 할 사항
모델이 검증되어 양산 배포 준비가 완료되면 운영자는 다음 단계를 수행해야 한다. 모든 작동 조건에서 모든 증폭기의 특성을 완전히 분석하는 것을 포함한 엄격한 광선로 시스템 테스트를 실시한다. SNMP 및 NETCONF와 같은 개방형 네트워크 인터페이스를 구현하고, B/S 아키텍처 기반의 강력한 NMS(네트워크 관리 시스템)를 도입하여 타사 통합 네트워크 관리 시스템과의 원활한 연동을 보장하고 동적 프로비저닝을 가능하게 한다. 어두운 광섬유 쌍으로 시작해 테스트 및 모니터링을 거친 후 네트워크를 점진적으로 확장하는 단계적 배포 계획을 수립한다. 광케이블 파손 시 빠른 장애 복구를 제공하는 OCH 보호와 같은 강력한 보호 메커니즘을 확보한다. 이러한 계획이 수립되면 초장거리 DCI는 개념 검증 단계에서 양산 단계까지 원활하게 이행될 것이다.
결론
지금까지 10만 대 이상을 출하한 글로벌 선도 DCI 공급업체로서 신오텔레콤의 성공적인 시연 2,600km 구간에서 200G, 1,000km 구간에서 400G 전송—초저손실 G.654E 광섬유, EDFA 증폭기 및 고급 코히어런트 광학 기술을 활용한—성과는 광 네트워킹 분야의 놀라운 진전을 보여줍니다. OEO 재생 없이 초장거리 DCI를 구현할 수 있게 되면서, 이제 데이터센터를 훨씬 더 먼 거리에 걸쳐 연결할 수 있으며, 진정한 분산형 클라우드 배포와 대규모 인공지능 연산 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다. 당사의 포괄적인 코히어런트 광 전송 솔루션 라인업은, 최대 12.8T의 초고용량 전송 성능을 제공하는 매우 소형화된 2U STN6800-D16-2U 플랫폼과 같은 강력한 DCI 솔루션에서부터 다양한 광 트랜스시버까지 아우르며, 신오텔레콤은 귀사의 초장거리 DCI 요구 사항을 완벽히 지원합니다. 자세한 내용은 문의하기 오늘 바로 문의하시어 초장거리 DCI 네트워크 구축 계획을 상의하고, 견적을 받아보며, 상세한 사양을 확인하고, 당사의 2,600km 전송 시연을 포함한 실제 적용 사례도 살펴보십시오. 이를 통해 귀사의 네트워크를 이전보다 훨씬 더 멀리 확장할 수 있습니다.