WDM (W Division Multiplexing## 개요

**WDM**(Wavelength Division Multiplexing 파장 분할 다중화)는 광통신 네트워크에서 하나의 광섬유를 통해 여러 개의 독립된 데이터 신호를 동시에 전송하기 위한 핵심 데이터 전송 기술이다. 이 기술은 서로 다른 파장(색상)의 빛을 사용하여 각각의 데이터 채널을 구분함으로써, 물리적으로 하나의 광섬유를 여러 채널로 나누어 고속 대용량 데이터 전송을 가능하게 한다. WDM은 현대의 고속 인터넷, 클라우드 서비스, 데이터 센터 간 연결 등에서 필수적인 역할을 하며, 네트워크의 대역폭을 획기적으로 증가시키는 기술로 평가받고 있다.

---

## 원리 및 작동 방식

WDM은 빛의 파장(주파수)을 기준으로 다중화를 수행한다. 광섬유를 통해 전송되는 빛은 전자기파의 일종이며, 서로 다른 파장은 겹치지 않고 동시에 전파될 수 있다. WDM 시스템은 다음과 같은 구성 요소로 이루어진다:

- **송신기**(Transmitter): 각 데이터 스트림을 특정 파장의 레이저 빛으로 변환한다.
- **멀티플렉서**(Multiplexer): 여러 파장의 광신호를 하나의 광섬유로 결합한다.
- **광섬유 케이블**(Optical Fiber): 결합된 다중 파장 신호를 전송한다.
- **디멀티플렉서**(Demultiplexer): 수신지에서 각 파장을 분리하여 개별 신호로 복원한다.
- **수신기**(Receiver): 분리된 광신호를 전기신호로 변환하여 데이터를 추출한다.

이 방식을 통해 단일 광섬유에서도 수십에서 수백 개의 채널을 동시에 운영할 수 있으며, 각 채널은 독립적으로 최대 100 Gbps 이상의 전송 속도를 지원할 수 있다.

---

## WDM의 주요 유형

WDM 기술은 파장 간격과 활용 목적에 따라 두 가지 주요 형태로 나뉜다.

### 1. CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing)

- **정의**: 파장 간격이 넓은(일반적으로 20 nm) 다중화 방식.
- **파장 범위**: 1270 nm ~ 1610 nm 사이에서 18개 채널 사용 가능.
- **장점**:
  - 저렴한 레이저 및 부품 사용 가능.
  - 전력 소모가 낮고 열 관리가 간단함.
  - 단거리 전송(최대 80 km 이하)에 적합.
- **단점**:
  - 대역폭 제한으로 고속 장거리 전송에 부적합.
- **주요 적용 분야**: 도시 내 망(MAN), 기지국 연결, 기업 네트워크.

### 2. DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)

- **정의**: 파장 간격이 매우 좁은(일반적으로 0.8 nm 또는 0.4 nm) 고밀도 다중화 방식.
- **파장 범위**: 주로 C밴드(1530~1565 nm)와 L밴드(1565~1625 nm) 사용.
- **장점**:
  - 하나의 광섬유로 수백 개의 채널 전송 가능.
  - 장거리(수천 km) 전송에 적합하며, EDFA(광증폭기)와 결합하여 신호 손실을 보완.
  - 초고속 데이터 전송(400 Gbps 이상) 지원 가능.
- **단점**:
  - 고정밀 레이저와 온도 제어 장치 필요 → 비용 증가.
- **주요 적용 분야**: 장거리 통신망, 해저 케이블, 데이터 센터 간 고속 연결.

---

## WDM의 장점

- **대역폭 효율성 향상**: 기존 광섬유 인프라를 그대로 활용하면서 전송 용량을 수십 배 이상 증가시킴.
- **비용 절감**: 새로운 광섬유를 추가하지 않고도 네트워크 용량을 확장 가능.
- **확장성**: 새로운 채널 추가가 비교적 용이함.
- **다양한 프로토콜 호환**: 이더넷, SDH, OTN 등 다양한 통신 프로토콜과 함께 사용 가능.

---

## 적용 사례 및 현대 네트워크에서의 역할

- **광대역 통신망**: KT, SK브로드밴드 등 국내 통신사업자들은 DWDM을 활용해 수도권과 지방 간 고속 링크를 구축.
- **데이터 센터 상호 연결**(DCI): 구글, 네이버, 카카오 등의 클라우드 서비스는 DWDM 기반의 고속 링크로 데이터 센터를 연결.
- **5G 백홀 네트워크**: 기지국과 코어 네트워크 간의 대용량 데이터 전송에 CWDM/DWDM 병행 사용.
- **해저 케이블**: 태평양을 가로지르는 해저 케이블은 DWDM 기술로 수 Tbps급 전송을 실현.

---

## 관련 기술 및 발전 방향

- **OTN**(Optical Transport Network): WDM 위에 데이터를 효율적으로 관리하고 전송하기 위한 계층 기술.
- **SDN 기반 WDM 제어**: 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN)을 적용해 WDM 채널의 동적 할당과 관리 가능.
- **광 증폭기 기술**: EDFA(Erbium-Doped Fiber Amplifier)는 DWDM의 장거리 전송을 가능하게 함.
- **향후 트렌드**: 800 Gbps 및 1.6 Tbps급 초고속 채널, 실리콘 포토닉스 기반 소형화, 인공지능 기반 링크 최적화.

---

## 참고 자료

- ITU-T G.694.1: DWDM 파장 격자 표준
- ITU-T G.694.2: CWDM 파장 격자 표준
- *Optical Fiber Communications* by Gerd Keiser (McGraw-Hill)
- 한국정보통신기술협회(TTA) 표준 문서: "광파장 분할 다중화 시스템 기술 기준"

---

WDM은 현대 정보 통신 인프라의 핵심 기술 중 하나로, 데이터 트래픽의 급격한 증가 속에서도 네트워크 성능을 유지하고 확장할 수 있도록 하는 기반을 제공한다. 앞으로도 6G, 메타버스, 초대용량 AI 모델 전송 등 차세대 기술 발전에 기여할 것으로 기대된다.