CWDM으로 광섬유 대역폭을 확장하는 방법
CWDM의 파장 규격과 DFB 레이저·APD 구성, DWDM과의 차이, 메트로·기업 네트워크 활용 조건을 정리합니다.
2026-08-14 · 최초 발행 2025-08-10
하나의 광섬유에 여러 신호를 실어 보내는 CWDM
CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing)은 하나의 전송 매체로 여러 신호를 동시에 전달하는 파장 분할 다중화 방식이다. 파장 간격이 넓어 ‘성긴 파장 분할 다중화’라고도 부른다.
이 방식은 20-40nm 간격으로 파장을 배치하며, 일반적으로 8개 파장 채널을 지원한다. 광증폭기 없이 구성할 수 있고 단거리 전송에 맞으며, DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)보다 구조가 단순하고 구축 비용도 상대적으로 낮다.
CWDM과 DWDM이 갈리는 지점
CWDM은 DWDM과 마찬가지로 WDM 기술에 속하지만, 파장 간격과 운용 범위가 다르다. 넓은 간격 덕분에 온도 변화로 인한 레이저 파장 변동의 영향을 덜 받으며, 냉각장치가 없는 저렴한 레이저를 사용할 수 있다. 비용을 낮추는 대신 사용할 수 있는 채널 수에는 한계가 생긴다.
송신과 수신에서 쓰이는 소자
DFB 레이저 다이오드
CWDM의 광원으로는 DFB(Distributed Feedback) 레이저 다이오드가 주로 사용된다. 단일 주파수 광을 방출하고 온도 안정성이 상대적으로 우수하며, 비냉각 DFB 레이저로 구현하면 비용을 줄일 수 있다. 각 파장 채널에는 서로 다른 DFB 레이저를 사용한다.
DFB 레이저 내부의 회절격자 구조는 특정 파장의 빛을 선택적으로 증폭한다. 이 구조로 좁은 스펙트럼 폭의 광을 만들 수 있어 CWDM 파장 채널에 적합하다.
APD 애벌런치 광 다이오드
수신부에는 APD(Avalanche Photo Diode)를 주로 쓴다. APD는 빛을 전기 에너지로 바꾸는 광통신용 수광소자이며, 광 증배 효과(avalanche effect)를 통해 내부 이득을 제공한다. 일반 포토다이오드보다 감도가 높아 미약한 광신호도 검출할 수 있다.
역바이어스 전압이 인가된 APD 내부에서는 전자-정공 쌍이 연쇄적으로 생성되고 전류가 증폭된다. 이 과정이 눈사태와 닮아 애벌런치 광 다이오드라는 이름이 붙었다.
ITU-T G.694.2의 CWDM 파장 격자
ITU-T G.694.2는 1270nm부터 1610nm까지 18개 CWDM 파장을 정의하며, 인접 파장의 간격은 20nm다. 실제 구성에서는 주로 8개 파장을 사용하는 경우가 많다.
많이 쓰이는 8개 파장은 1470nm, 1490nm, 1510nm, 1530nm, 1550nm, 1570nm, 1590nm, 1610nm다. 이 영역은 광섬유에서 수분 흡수로 인한 손실이 적은 파장 범위에 해당한다.
대역폭 확장이 필요한 네트워크
도시 안의 메트로 네트워크는 CWDM의 대표적인 적용 대상이다. 80km 이내 전송에 적합하고, 이더넷·파이버 채널·SDH 등 다양한 프로토콜의 대역폭을 비용 효율적으로 확장할 수 있다.
데이터 센터 간 연결과 캠퍼스 네트워크에서도 스토리지 네트워크 연결, 서버 간 고속 데이터 전송, 백업 및 재해 복구 링크에 활용된다. 통신 사업자의 액세스 구간에서는 PON(Passive Optical Network) 백홀, 무선 기지국 연결, FTTX(Fiber To The x) 구현에 사용할 수 있다.
케이블 TV 사업자는 HFC(Hybrid Fiber-Coax) 네트워크 확장과 양방향 서비스용 대역폭 확보에 CWDM을 적용한다. 디지털 방송과 광대역 인터넷 서비스를 함께 지원하는 데도 쓰인다.
비용과 용량 사이의 선택
CWDM은 DWDM보다 설치·운영 비용이 낮고, 광증폭기 없이 구성할 수 있어 온도 제어 부담도 덜하다. 냉각장치가 없는 레이저를 쓰면 전력 소비를 줄일 수 있으며, 필요에 따라 채널을 추가하고 프로토콜과 무관하게 전송할 수 있다.
반면 최대 18개 채널로 제한되고, 광증폭기 없이 운용할 때 전송 거리는 보통 80km 이내다. 전체 전송 용량은 DWDM보다 작으며, 온도 변화에 따른 파장 변동 가능성도 고려해야 한다.
도시와 캠퍼스에서의 구성 사례
서울시의 한 통신사업자는 도심 여러 지점을 연결하는 네트워크에 CWDM을 도입해 8개 파장으로 10Gbps 이더넷 링크를 구성했다. 이를 통해 대역폭을 비용 효율적으로 확장했으며, 기존 DWDM 솔루션 대비 약 40%의 비용 절감 효과가 있었다.
대규모 대학 캠퍼스에서는 4개 파장을 이용해 캠퍼스 네트워크, 스토리지 네트워크, 관리 네트워크, 백업 링크를 단일 광섬유 쌍에 통합했다. 광케이블 인프라 비용을 줄이고 관리 효율성을 높이기 위한 구성이다.
확장되는 연결 구간에서의 역할
CWDM은 5G 네트워크의 프론트홀·미드홀·백홀 연결, 엣지 컴퓨팅 인프라, 소형 데이터 센터 간 연결에서 계속 중요한 역할을 할 전망이다. 중소규모 네트워크에서는 비용 효율적인 광대역 솔루션으로 채택될 가능성이 있다.
CWDM의 경제성과 DWDM의 높은 용량을 결합하는 하이브리드 솔루션도 등장하고 있다. 이 방식은 더 효율적인 네트워크 구성을 위한 선택지로 활용된다.