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RF over Fiber 통신 시스템에서 N+1 중복성의 필수적 역할

Meir Bartur, CEO가 작성 Optical Zonu

장거리 통신 능력은 현대 문명의 시작 이래로 매우 중요했습니다. 그러나 오늘날의 통신은 그 어느 때보다 정교하고 혁신과 국가 안보에 중요합니다. 클라우드에서 엑사바이트 규모의 데이터를 정기적으로 전송하는 24/7 데이터 센터, 고주파(쉽게 중단되는) 군사 통신의 성장, 공공 안전 무선 시스템 사이에서 통신 인프라는 데이터와 운영을 심각한 위험에 빠뜨리지 않고는 나노초의 다운타임도 감당할 수 없습니다.

이것이 기업과 정부 기관이 RFoF(Radio Frequency Over Fiber) 시스템에서 어떤 유형의 네트워크 중복성만 구현할 수 있는 이유입니다. 단일 장애 지점에 대한 보호는 복제를 통해 달성할 수 있지만 비용이 많이 들고 복구가 반드시 자동이 아니며 운영상의 복잡성으로 인해 비실용적입니다. 대부분의 조직에서 전체 또는 절반 중복성이 경제적으로 실행 가능하지 않은 경우 N+1 중복성은 아마도 통신 시스템을 보호하는 가장 효율적이고 합리적인 방법일 것입니다.

RFoF란 무엇이고 조직이 중복을 피하는 이유는 무엇인가?

RFoF는 일반적으로 기존 통신 인프라가 지원할 수 없는 방식으로 장거리에 걸쳐 RF 신호를 고속, 탄력적으로 전송해야 하는 네트워크 운영자의 과제에 대한 해답입니다. 동축 케이블 대신 광섬유 케이블을 통해 RF 신호를 전송하는 기술입니다. 이 방법은 낮은 신호 손실, 높은 대역폭, 전자기 간섭에 대한 면역성과 같은 광섬유의 이점을 활용하여 최소한의 저하로 장거리에 걸쳐 RF 신호를 전송합니다.

그러나 직접 변조 레이저 다이오드, 광 검출기, 통합 증폭기, 파이버, 송신기, 수신기 및 광 스위치를 포함하는 이러한 하드웨어 구성 요소는 비용이 많이 들 수 있습니다. 이는 특히 Ku 및 Ka 대역과 기타 고주파 애플리케이션에 해당합니다. 대부분의 RFoF 링크가 개입 없이도 시간의 테스트를 견뎌낸다는 사실(즉, 매우 안정적임)은 대부분의 기관이 중복성에 투자하지 않는 이유입니다. 그러나 모든 미션 크리티컬 비즈니스는 최소한 하나의 백업을 보유해야 합니다. 발생할 수 있는 문제로 인한 다운타임이 상당하고 비용이 많이 들 수 있기 때문입니다. 신호 스위칭이 필요한 N+1 중복성은 시스템 백업을 제공하고 고주파 RFoF 하드웨어의 증가하는 비용을 적절히 관리하는 데 매우 매력적입니다.

N+1 중복성 및 다양한 구성

N+1 중복성은 여러 기본 구성 요소("N" 구성 요소)가 예비로 사용되는 단일 추가 구성 요소("+1" 구성 요소)에 의해 백업되는 시스템을 말합니다. 이 접근 방식은 기본 구성 요소 중 하나가 실패하더라도 백업이 서비스를 중단하지 않고 인계할 수 있도록 하여 시스템의 안정성과 가용성을 향상시킵니다. 이는 모든 링크와 구성 요소에 교체가 있도록 링크 네트워크의 미러 이미지 백업을 만드는 2N 중복성과 크게 다릅니다. 2N 중복성을 사용하면 본질적으로 두 개의 RFoF 네트워크에 투자하지만 하나만 사용합니다. 전체 중복성 스펙트럼의 예는 이 문서의 마지막에 있는 참조에서 찾을 수 있습니다.

다양한 비용으로 N+1 중복성을 구성하는 여러 가지 방법이 있으며, 각 구성은 다른 애플리케이션에 적합합니다. 운영자는 전체 통신 링크에 백업을 추가하거나 광 트랜시버, 스위치, 증폭기 및 추가 파이버와 같이 링크를 구성하는 특정 구성 요소에만 백업을 추가할 수 있습니다. N+1 중복성을 사용하려면 시스템 구성 요소가 먼저 누락된 광 신호, RF 전력 부족 또는 구성 요소 기능과 관련된 시스템 알람과 같은 특정 영역에서 오류를 감지할 수 있어야 합니다.

그 이유는 그 수준의 정밀도 없이는 고장 지점 주변에서 구성 요소를 다시 라우팅하는 것이 불가능하기 때문입니다. 고장 지점에서 다시 라우팅하는 기술을 바이패스 스위칭이라고 하며, 2×2 광 스위치를 사용하여 신호를 백업 채널의 예비 구성 요소로 전송하고 적절한 경로로 반환합니다. 다양한 구성은 아래에 설명되어 있습니다.

트랜시버 N+1 중복성: 이 구성에서는 (그림 1), 여러 RFoF 트랜시버(N)가 활성화되어 각각 RF 신호를 광섬유를 통한 전송을 위한 광 신호로 변환합니다. 기본 트랜시버 중 하나가 실패하면 단일 백업 트랜시버(+1)가 대기 상태가 되고 백업이 자동으로 인계합니다. 불량 송신기는 일반적으로 부적절한 레이저 바이어스, 전류 소비 등과 같은 시스템 전자 장치에 의해 감지됩니다. 이는 분산 안테나 시스템(DAS) 또는 방송과 같은 여러 RF 소스를 광섬유를 통해 전송해야 할 때 일반적으로 사용됩니다.

수신기 N+1 중복성: 이 구성(그림 2)에는 목적지에서 광 신호를 RF 신호로 다시 변환하는 여러 개의 RFoF 수신기(N)가 포함되며, 실패한 수신기를 대체하기 위해 단일 백업 수신기(+1)가 제공됩니다. 트랜시버와 마찬가지로, 불량 수신기도 시스템 전자 장치에서 감지됩니다. 이러한 유형의 중복성은 대규모 통신 허브나 위성 지상국을 포함하여 여러 다른 위치에서 RF 신호를 수신할 때 가장 유용합니다.

링크 N+1 중복성: 이 경우, 여러 개의 광섬유 링크(N)가 각 광섬유를 통해 한 위치와 다른 위치 사이에 양방향 RF 신호를 전송하고(예: 여러 안테나로) 추가 광섬유 링크 하나를 백업으로 예약합니다. 이는 지속적인 작동이 필수적이고 광섬유 손상 가능성이 항공우주 및 방위 또는 공공 안전 네트워크와 같이 중요한 링크를 중단시킬 수 있는 중요한 통신 네트워크에서 일반적입니다. 광섬유는 다른 패스(묶이지 않음)를 통해 라우팅되고 단일 광섬유의 절단 또는 연결 해제가 감지됩니다. 2×2 광 스위칭은 신호를 예비 광섬유로 다시 라우팅합니다.

실제로, 위에서 언급한 N+1 구성의 모든 조합(각각 개별적으로가 아닌)을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 네트워크 운영자는 두 번째 파이버와 수신기를 배치하고 싶지만 트랜시버는 배치하지 않으려 할 수 있습니다. 그러나 운영자가 투자하는 중복성이 적을수록 치명적인 오류의 가능성이 커집니다. 스마트 광 스위치가 있는 특정 프리미엄 RFoF 하드웨어는 주파수를 전문적으로 재라우팅하여 단일 트랜시버, 증폭기 또는 스위치만 교체하는 복잡성에 맞게 조정할 수 있습니다. 이를 통해 모든 구성 요소에 중복성이 필요 없이 파이버가 절단되거나 구성 요소가 고장난 경우 이러한 시스템에 필요한 보호 기능을 제공합니다.

제품 개요

혁신과 국가 안보에 원활하고 중단 없는 통신이 필수적이므로 RFoF 시스템의 N+1 중복성은 엄청난 비용을 들이지 않고도 중요한 통신 인프라를 보호하는 실용적인 솔루션을 제공합니다. 전략적으로 배치된 백업 구성 요소를 제공함으로써 N+1 중복성은 네트워크 장애가 발생하더라도 필수적인 통신이 중단되지 않도록 보장합니다.

이 접근 방식은 전체 중복성의 높은 비용과 안정적이고 지속적인 서비스에 대한 필요성을 균형 있게 조정하여 다운타임을 감당할 수 없지만 리소스를 효율적으로 관리해야 하는 조직에 이상적인 선택입니다. 통신 하드웨어가 상품이며 최종 이익을 향한 경쟁이라는 믿음에도 불구하고, 광섬유 기반 시스템 관리자는 가장 숙련된 통합자와 최고의 RFoF 제품과 협력하여 비용 효율적인 N+1 중복성을 보장해야 합니다.

Optical Zonu 네트워크 관리 시스템을 강화합니다

Optical Zonu 자사의 클라우드뷰 네트워크 관리 시스템(NMS)에 ZONUConnect 기지국과 분산 안테나 시스템(DAS) 간 광섬유 전송 솔루션을 위한 광섬유 장애 감지 및 위치 파악 기능을 추가했습니다. 이번 업데이트를 통해 통신 사업자와 기업은 RF over Fiber(RFoF) 네트워크 성능에 대한 가시성을 높여 광섬유 장애를 더욱 신속하고 정확하게 감지할 수 있습니다. 이는 네트워크 문제를 보다 효과적으로 해결하고 가동 중단을 방지하는 데 도움이 됩니다.

ZONUConnect 플랫폼은 플러그형 모듈 내에 독점적인 마이크로 광 시간 영역 반사계(uOTDR)를 통합하여 몇 미터 이내에서 광섬유 오류를 감지할 수 있습니다. 그러나 이전 NMS에서는 네트워크 문제 해결을 위해 uOTDR 데이터에 액세스하고 활용하는 것이 완전히 실현되지 않았습니다. 최신 CloudView NMS 업그레이드를 통해 운영자는 이제 지형 맵에서 광섬유 경로의 시각적 표현을 볼 수 있으며, 관리 패널에 OTDR 데이터가 중첩되어 있습니다. 이를 통해 정확한 맵 위치로 광섬유 오류와 반사 이벤트를 정확히 찾을 수 있습니다.

NMS는 이제 단순한 파이버 파손이 아닌 커넥터나 패치 패널 결함과 같은 예방적 파이버 이벤트도 시각화합니다. 이러한 문제를 해결하는 것은 RFoF 네트워크 안정성을 보장하는 데 매우 중요합니다. 구성 요소의 사소한 결함조차도 1km 이상의 파이버에 해당하는 상당한 손실을 초래할 수 있기 때문입니다. 이러한 결함을 식별하고 수정하면 총 파이버 손실을 줄이고 BTS에서 DAS로의 링크 성능을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

자세한 내용은 다음 페이지를 참조 Optical Zonu at opticalzonu.COM.