정보통신의 기초지식

  ◉ 통신 케이블의 종류와 특성 

1. 동선 케이블

광섬유가 세상에 나오기 전의 통신 선로는 가운데가 금속 도체로 되어 있는 선로를 주로 사용 하였다. 예전의 선로는 피복이 입혀지지 않은 가공나선(Open wire)으로, 1개 전주에 많은 동선을 평행하게 가설하여 1대 1회선으로 전신이나 전화에 사용되었으나, 나선은 폭풍우나 눈 등 자연환경의 영향을 받기 쉽고 선로 손실이 큰 것이 큰 문제점이었다.

<그림 2> 다대 케이블

따라서 장거리 전송에 쓰이는 도선에는 폴리에틸렌 등 절연체로 피복하고 쌍으로 감싼 평형 케이블(Balanced cable)로 바꾸어 사용하게 되었다. 지면과 평형 상태가 되도록 1쌍의 선을 감싼 것을 하나의 단위로 하여 <그림 3>과 같이 여러 개를 집합한 형태로 되어 있다.

평형 케이블은 평형고가 좋으면 다른 선으로부터 누화나 전기적 잡음 등과 같은 영향을 덜 받는다. 평형 케이블은 구조가 간단하고 값이 싸기 때문에 주로 가입자 회선과 단거리 회선에 사용된다.

<그림 3> 평형 케이블의 배열

배열 방법으로는 <그림 3>과 같이 1 단위로 배열하는 쌍, 왕복 1회선을 구성단위로 하기 위한 쿼드(Quad)라 불리는 2쌍 단위로 배열하는 성형 배열방법이 있다.

2. 동축 케이블(Coaxial cable)

주파수가 높은 신호를 보내거나 장거리 전송에는 동축 케이블을 사용하고있다. 동축 케이블은 <그림 4>와같이 원통형 외부 도체와 그 중심에 놓인 내부 도체 및 이 둘을 일정한 간격으로 유지시키는 절연체로 이루어진다.

<그림 4> 동축 케이블의 구조

동축 케이블의 특징은 중심 도체에 흐르는 전류에 의한 전기장 및 자기장이 케이블 밖으로 나오지 않을 뿐 아니라 전류의 돌아가는 길이 되는 외부 도체가 차폐 작용을 하므로 외부로부터 방해를 적게 받는다. 따라서 평형 케이블과 달리 높은 주파수의 전송특성이 우수하여 전화신호 등 초 다중 전송이나 화상 전송에 적합해서 기간 전송로인 장거리 또는 대용량 시외 회선에 많이 사용되고 있다.

<그림 5> 동축 케이블의 구조

3. 광섬유 케이블(Optical fiber cable)

광섬유는 마치 머리카락보다 가는 석영 유리실인데, 광대역성이 특히 우수하고 초고속 전송을 할 수 있다. 또한 재질이 가벼워 케이블 속에 다수의 광섬유를 넣을 수 있다. 

광섬유 케이블은 음성 정보, 데이터 정보와 더불어 팩시밀리, 그래픽, 영상, 이미지 등의 화상 정보까지 모든 정보를 디지털 통신으로 보낼 수 있어 디지털 통신화를 실현하였다. 광섬유 통신의 특징과 광섬유를 통해 빛이 전달되는 구조에 대해서는 별도로 설명을 하기로 한다.

◉ 가입자 집까지의 선로 구성

전화국에서 가입자의 집까지 연결하는 케이블을 가입자선이라고 한다. 도시에서는 가입자선을 지하에 매설하지만, 주택가나 교외에서는 전주에 전화 케이블을 설치한다. 전화 가입자선은 전화국에서 각 가입자의 집까지 개별로 전화선을 끌어가고 있다. 전력선의 경우는 처음부터 개별 전력선이 집에까지 직접 가는 것이 아니라 공통선에서 분기되어 집집마다 배선하고 있으나, 전화 가입자선은 두 가닥의 구리선으로 된 한 쌍의 선이 각 가입자의 집까지 개별적으로 직접 배선 된다. 가입자 교환기가 설치되어 있는 전화국은 수용 구역내 모든 가입자에 대하서 전화국에서부터 가입자선이 설치되어 있다.

<그림 1> 전화국에서 가정까지의 선로 구성도

◉ 가정까지 광 케이블은 어떻게 부설하는가?

정보화사회에서 필요로 하는 다양한 형태의 멀티미디어 서비스를 불편 없이 자유롭게 이용하기 위해서는 궁극적으로 모든 가정에까지 광 케이블이 가설되어야 한다. 네트워크내의 중계 전송로에는 예전부터 광 케이블을 사용하였기 때문에 문제가 없지만 교환기에서 전화기까지의 가입자선은 앞으로 광 케이블로 바꾸지 않으면 안 된다. 각 가정에까지 직접 광케이블을 연결하는 것을 FTTH(Fiber to the home)라 하는데, FTTH는 광파이버 외에 각 사용자마다 광전기 변환장치가 필요하며, 이는 많은 예산이 소요된다.

이와 같이 전화국과 각 가정을 연결하는 통신망을 새로 변경, 설치하는 데는 막대한 비용과 시간이 소요된다. 따라서 통신 네트워크의 구조도 기술의 진보에 따라 경제성을 고려한 효율적인 방법을 생각하여야 한다.

종래의 전화선 네트워크는 교환기가 있는 전화국에서 각 가정까지 한 가닥씩 동선으로 연결되어 있다. 이는 미래의 수요를 예상하고 몇 천, 몇 만회선의 케이블 가닥을 미리 설치해 놓고, 수요에 따라서 하나씩 가정까지 분기하도록 되어 있는 구조이다.

광 케이블은 음성급 신호만 보낼 수 있는 구리선에 비해 광대역 신호인 데이터 영상신호 등 비음성급 신호를 보낼 수 있으며 누화, 잡음 등을 방지할 수 있다.

21세기 정보화 사회에서 통신 서비스는 현재의 듣는 서비스에서 보는 서비스위주로 변화할 것이다. 집안에서 광대역 화상전화를 이용하여 백화점에 진열된 상품을 생생한 고해상도의 영상으로 쇼핑하고, 병원에 갈 필요가 없이 가정에서 의료 서비스를 받을 수 있는 원격진료 서비스와 고속의 데이터통신 서비스를 받을 수 있다.

전화선을 광 케이블로 대체하는 경우에도 단순히 동선을 일시에 광 케이블로 바꾸어 각 가정에 연결하는 방식을 생각할 수 있으나, 이 방식은 건설 비용이 엄청나게 들기 때문에 좀 더 경제적인 방법들이 강구되고 있다. 즉, ATM교환기로부터 아파트 단지 등 주택이 밀집해 있는 지점까지만 광 케이블을 깔고, 여기서부터 각 가입자까지는 구리선으로 연결하는 FTTC(Fiber to the curb)방식이 채택되고 있다. 일본에서는 FTTZ(Fiber to the zone)라는 별칭으로 연구 중이다.

<그림 2> 광 파이버 가입자선 구성

FTTO(Fiber to the office)는 사무실 빌딩이 집중되어 있는 도심의 업무지역을 대상으로 한 광 케이블 네트워크로서, 교환국과 사무실이 있는 각 빌딩까지 1대1로 광 케이블을 직접 연결시키는 형태이다. 수요자가 많으면 다중 전송에 따라 광 케이블 설치 비용을 흡수할 수 있어 대도시 업무지역의 빌딩과 사무실에는 광 케이블 가입자선을 적은 비용으로 도입할 수 있고, 도심지역 등 지하 관로의 용량이 부족해지고 있는 지역에서는 특히 효과적인 수단이다.

현재까지는 통신량을 비약적으로 확대할 수 있는 다중화된 전화 회선과 N-ISDN서비스, 고속 디지털 전용선 등이 주가 되고 있으나, 앞으로는 TV회의 등 B-ISDN서비스에도 활용될 수 있을 것이다.

※ 출처 - http://www.bazi.pe.kr