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by ecstory Dec 01. 2023

통신산업 #1

고정광대역(유선) 통신

통신 산업은 공간적 제약을 극복하고 정보의 교류를 가능하게 하는 산업으로, 통신망 구축을 위한 대규모 설비투자가 요구되는 자본 집약적 산업이다. 통신 산업은 크게 (1) 케이블을 기반으로 빠르고 안정적인 정보처리가 가능한 고정 광대역 통신(Fixed Broadband)과 (2) 전파를 이용하여 통신망 접근에 제약이 적은 이동통신(Mobile)으로 구성된다. 두 통신 기술은 상호 보완적인 기능을 수행한다. 이번 글은 고정 광대역 통신에 대해 다룰 예정이며, 다음 편에는 이동통신 관련 내용을 다룰 예정이다.

고정 광대역(Fixed Broadband)은 건물 등 고정된 위치의 단말기 사이를 (주로) 유선 통신망으로 연결하여 데이터를 고속으로 송수신하는 기술이다. 초기 유선 통신기술은 구리로 제작된 전화선을 컴퓨터에 연결하는 전화선 모뎀을 이용하였다. 전화선 모뎀은 디지털 신호로 된 데이터를 통신에 적합한 아날로그 신호로 변환한 뒤, 전화선을 통해 송수신하고 전달된 아날로그 신호를 다시 디지털 신호로 변환하여 컴퓨터가 처리할 수 있도록 하는 기술이다.

이후 동일 전화선 케이블을 이용하되, 음성 정보를 전달하는 주파수 외의 대역을 이용하여 통신 속도를 향상시킨 DSL(Digital Subscriber Line) 기술이 도입되었다. DSL 기술은 기존 설치된 전화선 케이블을 이용하므로 별도의 케이블 설치 없이 네트워크 접근이 가능하다는 장점이 있으며, 기술 도입 초기부터 널리사용되었다. 초기에는 정보를 생산하여 온라인상에 업로드(송신) 하는 이용자보다 이를 이용하기 위해 다운로드(수신) 하는 이용자가 많았으므로, 정보 처리 속도가 비대칭적(Asymmetric, 하향(=다운로드) 전송 속도가 상향(=업로드) 속도보다 빠름)인 ADSL기술이 더 많이 이용되었다.

이후 광섬유(Optical Fiber)를 활용하여 음성 또는 영상의 데이터를 빛 신호로 변환한 뒤 빛의 전반사를 이용하여 광섬유를 통해 데이터를 전달하는 광케이블(Optical Fiber Cable) 기술이 도입되었다. 광케이블은 구리선과 비교할 때 전송 속도가 훨씬 빠르며(광속) 전반사 특성상 신호 전달 오류가 거의 없는 초고속 통신 기술로서 주목을 받았다. 이에 가정 근처까지 광케이블이 도달하고 가정 인입 부분만을 기존 구리선을 이용하여 전송 속도를 향상시킨 VDSL 기술이 도입되었으며, 더 나아가 집까지 광케이블이 도달한 FTTH(Fiber to the Home)를 기반으로 최대 전송속도 10Gbps에 달하는 초고속 인터넷이 보급되었다.

한편, PC와 휴대전화, 서버 등 인터넷에 연결된 모든 장치는 IP 주소로 알려진 일련의 고유 번호를 갖고 있으며, IP주소는 데이터(또는 신호)가 목표 장치에 도달할 수 있게 하는 배송주소와 같은 역할을 한다. 여기서 서버란 네트워크를 통해 데이터 전달 등의 서비스를 다른 컴퓨터(이용자)에게 제공하는 컴퓨터(또는 소프트웨어)이며, 주로 데이터 센터에 설치되어 관리된다. 서버는 IP주소를 문자 형태로 변환한 도메인 이름(**.com과 같은 인터넷 주소)을 추가로 부여받게 되며, 인터넷 이용자는 기억하기 쉬운 형태인 도메인 이름을 입력하여 서버에 데이터 요청을 전송할 수 있게 된다.

고정 광대역 통신이 이루어지는 방식을 PC(데스크탑)의 인터넷 통신 과정을 통해 요약하면 다음과 같다.

1) 이용자가 특정 데이터를 얻기 위해 동 데이터를 관리하는 서버의 도메인 이름을 입력하면(데이터 요청 신호를 브라우저로 전송), 브라우저는 DNS(Domain Name System)를 통해 도메인 이름에 대응하는 IP주소를 찾은 뒤 해당 서버로 데이터 요청 신호를 전달한다.

2) 이후 서버가 신호를 수신하면 데이터는 케이블을 통해 라우터(Router, 네트워크간 연결장치)로 전송되며,

3) 라우터와 연결된 이더넷(Ethernet, 가장 많이 활용되는 네트워크 규격) 케이블이 PC로 데이터를 전달한다. 참고로, 흔히 Wi-Fi로 알려진 통신 방법은 라우터가 수신한 데이터를 케이블이 아닌 주파수를 통해 무선으로 전송하는 기술로서, 유선 및 무선 통신 기술을 모두 활용한 네트워크 서비스 중 하나이다(라우터 이전까지 유선->이후 무선).

이번에 알게 된 사실이지만 전 세계는 400개 이상의 해저 케이블(주로 광케이블)로 연결되어 있다. 이러한 유선 케이블을 통해 우리나라에 위치한 PC에서 유투브 영상이 저장된 미국 내 데이터센터까지 초고속 통신이 가능하게 된 것이다.

- 글로벌 해저 케이블 지도