정보통신기사, 정보통신학과, 통신직 등 정보통신일반 요점 정리 113. 초고속 유선 가입자망

113. 초고속 유선 가입자망

 

초고속 가입자망이란 동영상, 데이터, 음성을 동시에 전달할 수 있는 2Mbps 이상
의 전송속도를 가지는 가입자망을 말한다. 초고속 유선 가입자망은 [그림 7-53]과 같
이 기존의 구리동선을 사용한 xDSL(x-Digital Subscriber Line) 방식과 전화국에서부
터 업무용 건물 또는 집단지역까지 광케이블을 이용한 FTTx(Fiber To The-x) 방식,
유선 CATV에 사용되는 동축케이블과 광케이블을 혼합한 HFC(Hybrid Fiber Coaxial)
방식이 있다.

 

가. xDSL
디지털 가입자회선(DSL, Digital Subscriber Line)은 동선 쌍을 사용하여 수 Mbps의
전송속도로 동영상, 고밀도 그래픽, 데이터 등의 사용을 자유롭게 할 수 있도록 고안
된 개념이다. 반면 xDSL은 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line), HDSL(High
bit-rate Digital Subscriber Line), VDSL(Very high bit-rate DSL) 등 DSL의 여러 가지
다른 변종들을 총칭하며, 매우 넓은 주파수 영역을 사용하여 수 Mbps에서 수십 Mbps
까지의 전송속도를 제공한다. xDSL은 [그림 7-54]와 같이 통신망 사업자가 가입자
회선인 동선에 증폭기를 사용하지 않고 광대역 서비스를 제공하는 기술을 말한다.

[그림 7-54]에서 T1/E1 방식은 음성신호인 아날로그를 PCM 방식을 사용하여 디
지털로 변환하여 디지털 신호를 직접 전화국과 전화국간의 전송에 사용하는 방식
이다. 비대칭 디지털가입자회선(ADSL)은 비대칭적인 데이터 전송속도를 제공하는
데, 하향은 1~8Mbps로 가입자에게 전송하고, 상향은 64Kbps~1Mbps의 전송속도
를 제공한다. 고속 디지털가입자회선(HDSL)은 1.5~2.048Mbps를 양방향으로 3.5km
까지 중계기 없이 제공하는 방식을 말한다. 초고속 디지털가입자회선(VDSL)은 약
300m~1.5km정도의 전송거리에서 대칭 서비스의 경우 최대 13Mbps의 전송속도가
가능하고, 비대칭 서비스의 경우 하향으로 최대 52Mbps의 데이터 전송속도를 제공한
다. xDSL은 기존의 선로를 이용하여 전화 서비스와 초고속 인터넷 접속, 주문형 비
디오(VOD) 서비스, 화상전화, 원격강의, 화상회의, 상업용 광고 등 다양한 멀티미
디어 서비스를 가입자에게 제공한다.
① 비대칭 디지털가입자회선(ADSL, Asymmetric Digital Subscriber Line)
ADSL은 기존의 공중전화 교환망(PSTN)을 이용하여 소규모 사무실이나 가정에 고
속의 인터넷을 제공하고 광대역 멀티미디어 서비스를 전달하는 기술이다. ADSL은
가입자 전화선로 상에 전송할 아날로그 주파수 신호의 대역을 확장하고, 확장된 아
날로그 주파수 대역에 송신측에서 실어 나를 디지털 신호를 변조하여 전송하면 수신
측에서는 이를 복조하는 전송 원리이다. ADSL 시스템의 구성은 [그림 7-55]과 같다.

② 고속 디지털가입자회선(HDSL, High bit-rate Digital Subscriber Line)
일반가정용 ADSL에서의 통신 속도는 비대칭으로 상향은 매우 저속이고, 하향은 고
속화하여 사용하고 있다. 그러나 기업이나 고밀도 지역에서의 비대칭 통신 속도는 적
합하지 않다. HDSL은 ADSL에서와 같이 비대칭 방식이 아닌 대칭방식으로 상향 및
하향 통신 속도가 동일한 방식을 말한다. HDSL은 중계기가 필요 없이 3.5km까지 전
송이 가능하므로 이동교환기에서 기지국까지 중계회선, 인터넷 서버 연결, 사설 데
이터 망으로 많이 사용되고 있다.
③ 초고속 디지털가입자회선(VDSL, Very high bit-rate DSL)
VDSL은 약 300m~1.5km정도의 전송거리에서 대칭 서비스의 경우 최대 13Mbps
의 전송속도가 가능하고, 비대칭 서비스의 경우 하향으로 최대 52Mbps의 데이터 전
송속도를 제공한다. VDSL은 저렴하면서도 대용량 데이터 처리가 필요한 정부기관의
소규모 네트워크 또는 기업용 데이터 서비스와 같은 장소에 적합하며, 소규모 캠퍼스
및 사무실, 빌딩 네트워크 등 기존 LAN 시설을 교체하지 않으면서도 확장을 통해 성
능 개선이 요구되는 장소에 적합하다.
나. FTTx(Fiber To The-x)
인터넷 이용자의 지속적인 증가와 더불어 통신 속도의 고속화 추세에 따라 광가입
자망 기술이 본격적으로 요구되었다. 즉, 인터넷 통신 서비스 형태가 단순 인터넷 접
속에서 콘텐츠 전달망(CDN, Contents Delivery Network), 멀티미디어 웹호스팅 등
의 출현으로 트래픽 이용자의 급증과 통신 속도의 고속화를 요구했다. 이러한 요구를
충족하기 위해 광가입자 망인 FTTx가 출현하였으며, [그림 7-56]과 같이 FTTO(FTT Office), FTTC(FTT Curb), FTTH(FTT Home)로 구분된다.

다. HFC(Hybrid Fiber Coaxial)
HFC는 광케이블과 동축케이블을 함께 사용하는 혼합 망으로써 10Mbps 이하의
전송속도를 제공한다. 우리나라에 구축된 케이블 TV망은 대부분 [그림 7-57]와 같은
HFC 구조로 되어 있으며, 케이블 TV 전송망은 하나의 유선방송 지역을 여러 단위의
셀로 나누고 케이블 TV 방송국(SO)에서 셀 단위까지 광케이블을 포설한다. 셀 단위
에서 각 가입자 댁내까지는 동축케이블을 사용한다. HFC망은 하향 27~36Mbps, 상
향 0.5~10Mbps의 속도를 제공한다. 하이엔드에는 IP 트래픽을 처리하는 서버나 라
우터와 같은 장비, 케이블모뎀과 WAN 또는 지역서버 사이에서 데이터를 라우팅해
주는 스위치, 상향채널 및 하향채널의 대역폭 등을 관리하는 채널 제어기, WAN과
의 접속장치, 망과 가입자를 관리할 수 있는 시스템, 그리고 헤드엔드 모뎀 등을 포
함하고 있다.

라. RFoG(Radio Frequency over Glass)
보통 케이블업체는 유휴 방송대역(TVWS, TV White Spaces)을 활용한 IP 서비스를
제공하지만, 스마트 단말의 증가로 IP 기반 방송통신융합서비스 수요가 늘어 IP 대역
폭이 부족하게 되어 서비스 제공에 어려움이 있다. 이에 광동축 혼합망(HFC, Hybrid
Fiber Coaxial)의 광대역화를 위한 광 네트워크의 도입의 필요성이 제기되었으나, 기
존 장비의 일부를 교체해야 하는 부담이 발생한다.
RFoG(Radio Frequency over Glass)는 네트워크 광대역화를 위한 방법으로 HFC에
서 FTTH(Fiber To The Home)로 진화하는 과도기적 솔루션이다. 기존의 HFC(Hybrid
Fiber Coaxial) 네트워크의 헤드엔드와 셋톱박스 교체 없이 고객의 가정까지 광통신을
이용해 방송 및 통신신호를 전송할 수 있는 네트워크를 구성한다. 즉, 기존의 광동축
혼합망(HFC, Hybrid Fiber Coaxial)이 아닌 광케이블망(FTTH)을 통해 방송/통신 신
호를 전달해 방송 및 통신 서비스의 안정성과 품질을 유지하면서, 1Gpbs급 초고속 인
터넷 속도를 동시에 확보한 기술이다.
RFoG는 HFC 네트워크의 야외 전송구간의 교체만으로 네트워크를 구성할 수 있으
며, 장거리 전송 시 증폭기와 같은 능동소자가 필요 없어 야외 전송구간에서 전원의
인가 없이 장거리 전송이 가능하다. 그 결과 네트워크 구조가 단순화 되며 광전송으
로 인해 상향대역과 하향대역의 비대칭성이 해결되며, 전기적 특성을 지닌 노이즈는
광 신호에 간섭을 거의 주지 않기 때문에 서비스품질도 향상된다.
RFoG 네트워크는 [그림 7-58]과 같이 광케이블을 사용하여 전송함으로써 HFC 네
트워크에 비하여 많은 부분에서 장점을 가지며 물리적 측면과 논리적 측면의 장점으로 나눌 수 있다. RFoG 네트워크의 물리적 장점은 다음과 같다.
• 기존의 HFC 네트워크의 헤드엔드와 가입자 장비를 그대로 사용가능 하다.
• 입력된 광신호를 장거리전송 가능한 레벨까지 증폭하는 장비인 EDFA(ErbiumDoped Fiber Amplifier)를 사용해 신호를 송신하여 하나의 광선로를 한번에 32~64
개까지 분배가 가능하다.
• ONU, 분기기, 분배기 사용 감소에 따라 네트워크의 구조가 단순화된다.
• 파장분할다중화(WDM)를 사용함으로써 하나의 광케이블을 이용하여 방송 서비스
에 사용되는 MPEG 신호와 통신서비스에 사용되는 IP신호를 모두 전송할 수 있다.
• 광케이블 사용으로 계절에 따른 온도변화 영향을 거의 받지 않는다.
논리적 장점은 물리적인 장점에 의해 얻어지는 구체적인 네트워크 성능향상을 들
수 있으며 논리적 장점은 다음과 같다.
• 광 신호를 사용하여 HFC 네트워크에서 문제가 되는 주파수 할당 문제를 해결 가
능하며, 추후 신규 서비스를 추가하기가 용이해진다.
• 네트워크구조가 단순화됨에 따라 ONU, 분배기, 분기기 등의 장비를 거치면서 손
실되는 신호를 줄일 수 있다.
• 네트워크에 전원 인가가 필요 없으며 이로 인하여 전원인가로 인한 잡음유입 및
외부환경으로부터 유입되는 잡음이 줄어들어 서비스 품질을 향상 시킬 수 있다.
• 광케이블 구간의 확대로 기존 HFC 네트워크보다 고속으로 신호를 전송 가능하다.
• 계절에 따른 온도변화 영향을 적게 받아 HFC 네트워크에서 이루어지던 계절 간
네트워크 테스트가 불필요하여 네트워크 유지 및 보수비용을 줄일 수 있다.