브로드밴드의 한계를 극복한 ReachDSL

일반입력 :2002/07/12 00:00

안보양

우리 나라는 지난 3년간 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)을 이용한 브로드밴드 가입자 수가 폭발적으로 증가해 세계적인 브로드밴드 인프라를 갖춘 국가로 올라서게 됐고, 이를 기반으로 브로드밴드 서비스 업체들은 일반 고객과 기업 고객을 위한 다양한 애플리케이션과 서비스를 만들어 내고 있다. 업계 관계자라면 전화회선을 이용한 ADSL 서비스가 태생적인 한계를 갖고 있다는 사실을 모르는 이 없을 것이다. 예를 들어, 전화 국사에서 4Km 이상 위치한 가정의 경우 서비스 사각화 현상이 발생할 뿐 아니라, 전파 환경적인 요인으로 인한 잡음으로 통신 장애가 발생할 수 있다. 또한 노후한 회선에 의해 ADSL 품질 저하 문제가 야기되기도 한다. 하지만 고객들은 이런 여러 가지 기술적인 한계와는 상관없이 산간 지역에서건 대도시에 인접한 ADSL 사각지역에서건 브로드밴드 인터넷 서비스를 받고자 한다. 이런 상황을 고려한다면 충분한 대역폭도 보장하면서 비용 효율적인 대안이 필요한 시기가 도래했다. ADSL, 태생적 한계 내포실제로 ADSL 등의 브로드밴드 서비스는 장거리 회선, 브리지 탭, T1/E1 간섭, 잡음, 전파 간섭지역 등 여러 가지 문제로 인해 서비스 이용에 제한을 받고 있다. 이런 문제들이 해결되면 기존 서비스 영역 이외에 다음과 같은 신규 시장을 창출할 수 있다.·장거리 회선과 낮은 인구 밀도의 농어촌 지역 고객·대도시 인접한 사각지역의 고객·서비스 지역 범위가 넓은 국사의 원거리 고객·물리적 또는 전파적 환경으로 인한 ADSL 서비스 문제 다발 지역 고객·별장, 전원 주택 등 늘어나는 외곽지역 신 거주지한 통신업체의 조사에 의하면 전체 브로드밴드 서비스 지역 중에서 5%의 문제 지역이 80%의 유지 보수 비용을 소요한다. 따라서 설치 비용과 유지 비용의 절감은 장거리 가입자를 위한 서비스에서 더욱 필요한 요소다. 이런 거리문제 뿐만 아니라, 잡음과 간섭에 의한 서비스 제한 요소도 상당수 있다. 이 중 대표적인 것이 EMI(ElectroMagnetic Interference)다.회선은 24시간 통신을 위해 사용되고 있기 때문에 EMI 잡음 방출 또는 EMI 수신 안테나처럼 동작할 수도 있다. 차폐형 케이블 혹은 연선을 사용함으로써 이런 현상은 어느 정도 감소시킬 수도 있으나, EMI로 인한 회선의 성능저하와 통신 장애는 회선을 이용한 통신에 있어 중요한 문제다.EMI 잡음은 크게 크로스토크(Crosstalk)와 몇 가지 이유에 의해 발생한다. 크로스토크는 인접회선의 전기 또는 자기장에 의해 발생되는 교란이며, 근본적으로 회선 관로 내에서 발생한다. 근단 누화(Near End Cross Talk)는 같은 위치에 놓여있는 수신측과 송신측의 출력으로 인해 발생하며, 혼신 중에서 가장 복잡한 형태를 갖는다. 그 외의 EMI는 모터, 헤어 드라이기, 조명기기, AM 라디오 그리고 형광등과 같은 일반 가전기구들에 의해 발생되며, 어떤 주파수 대역을 사용하는 xDSL이냐에 따라 이런 영향을 많이 받을 수도, 적게 받을 수도 있다. 일반적으로 가정이나 작은 건물에서 연선이나 트위스티드 되지 않은 케이블을 사용하는 경우가 많이 있는데, 이는 각종 잡음에 더욱 쉽게 영향을 받을 수 있다. 심지어 AC 전원 주위에 전화회선을 같이 설치하는 경우, 회선은 ADSL 신호를 약화시키는 EMI 안테나처럼 동작하기도 한다.저주파 대역의 DSL이 해결책구리선에서 전송능력을 최대한 발휘하기 위해서는 회선 전체에 균일한 임피던스(impedance)가 있어야 한다. 물리학적으로 볼 때 임피던스에 변화가 생기면 신호 전달이 뒤로 반사돼 자기 간섭을 발생시키며, 회선의 임피던스가 너무 크면 신호 강도가 약해진다. 이것은 ADSL 수신측에 속도 저하뿐 아니라, 전송 거리가 짧아지는 문제도 발생시킨다.일반적으로 브리지 탭은 일정 간격으로 놓이게 되는데, 예를 들어 전화회선에 150m 간격으로 두 개의 브리지 놓으면 대략 277KHz에 위치한 주파수 전원 스펙트럼에 신호 공백을 발생시켜 대부분의 ADSL 통신 저하의 원인이 된다.이런 간섭을 줄일 수 있는 방법은 서비스 업체가 회선을 다시 설치하는 방법 이외에는 뚜렷한 해결책이 없다. 하지만 회선 재설치 역시 많은 투자가 이뤄져야 하기 때문에 현실적으로 어려움이 따르며, 문제 다발지역의 서비스 요원 파견은 업체에게 비용과 시간적으로 많은 손실을 가져올 수 있고 고객에게 큰 불편을 느끼게 할 수 있다.이런 문제를 해결하기 위한 가장 쉽고 효과적인 방법은 장거리 가입자 회선의 기술 문제, 간섭, 브리지 탭 그리고 열악한 가입자 회선 등에서 잘 동작할 수 있는 DSL 시스템을 설치하는 것이다. 문제 해결을 위한 주요 요소는 저주파 대역의 DSL을 설계해 회선의 성능을 증가시키는 것이다. 다음의 내용은 저주파 대역의 DSL 사용으로 얻을 수 있는 효과다.·크로스토크(Crosstalk) 감소, 루프 손실(감쇠량)의 감소. 브리지 탭 영향 제거 또는 감소·RFI(Radio Frequency Interference)의 감소 또는 소거·열악한 회선 구조에서 발생하는 문제의 뚜렷한 감소·장비 소요 전력 감소이런 문제에 영향을 받지 않는 저주파 대역의 DSL은 일반적인 ADSL 서비스에서 발생하는 장애를 해결해 서비스 업체는 보다 안정적인 브로드밴드 서비스를 제공할 수 있다. ReachDSL, 타 xDSL과 호환성 보장시장에서 요구하는 DSL 솔루션은 하나가 아니다. 고객의 형태에 따라 DSL 솔루션은 달라질 수밖에 없다. 한 예로 G.shdsl(G.Symmetric High-bitrate Digital Subscriber Line)은 양방향 같은 속도로 데이터 만을 서비스한다. 이는 기업에서 사용하기에 적합한 솔루션이며, ReachDSL의 경우는 음성과 데이터를 동시에 서비스할 수 있어 기업과 가정 영역에 모두 사용할 수 있다. ReachDSL의 최대 에너지 스펙트럼은 대략 25KHz에서 80KHz를 사용하며, G.shdsl은 0KHz에서 400KHz의 영역을, ADSL은 25KHz에서 1MHz의 영역을 사용한다. 실제 환경에서 볼 때 DSL의 성능에 영향을 주는 주파수 대역은 100KHz 이상의 대역에서 발생하므로 ReachDSL 아무런 영향을 받지 않는다. 또 다른 예로 종단되지 않은 브리지 탭은 76m의 회선연장 효과를 발생시키며, 300KHz에서 주파수 공백상태를 만들어 낸다. 하지만 이런 문제들 역시 ReachDSL에는 문제가 되지 않는다. ReachDSL은 CAP 변조방식, 1초 미만의 링크 업과 중단없는 자동 속도 조절 기술 등을 바탕으로 하고 있다. 또한 Reach DSL V2.2는 알카텔을 비롯한 주요 프로세서 업체들과의 기술 제휴를 통해 ADSL/R 이라는 새로운 국제 표준으로 거듭날 준비를 하고 있으며, 이는 ADSL 프로세서에 ReachDSL 기술을 통합한 새로운 DSL 솔루션의 등장을 예고하고 있다.현재 ReachDSL V2.2는 ADSL과 같은 셀 전송 방식을 채택해 ADSL 네트워크를 지원하며, 양방향 최대 2.2Mbps의 전송속도를 제공한다. ReachDSL의 주요 기능을 요약하면 다음과 같다.

·120KHz 이하의 주파수 대역에서 동작 : ReachDSL은 ADSL의 1/8 수준의 저전력을 사용하며, 저주파수 대역을 사용하므로 다른 통신로부터의 영향을 받지 않고 가정내의 연선 혹은 꼬이지 않은 전화선에서도 영향을 받지 않는다. 따라서 크로스토크가 감소하고 가입자 회선이 잡음으로부터 독립적이다. 또한 회선 손실률을 감소시키면서 RFI의 감소 혹은 제거 효과를 가져온다. ·장거리 지역 서비스 : 고주파대역을 사용하지 않으므로 신호 감쇠나 저하를 피할 수 있으며, 기존 ADSL 서비스 거리 한계 영역인 3.5Km 지역을 넘어 12Km 이상의 지역에서도 동작한다. 또한 브리지 탭의 영향, 인접 T1/E1 서비스로부터의 간섭, 일반 가정에서 발생하는 주파수 간섭 등의 제한을 받지 않는다. ·현재의 모든 DSL 서비스와 호환 보장 : ReachDSL은 기존에 서비스되고 있는 POTS, ISDN, T1/E1, ADSL과 같은 서비스의 간섭을 받지 않는다. ·스펙트럼 관리 호환성 : ReachDSL은 ANSI T1.417 스펙트럼 관리 표준을 준수해 ETSI TR101 830-1 유럽 신호와 영국의 오프텔(Oftel) ANFP 스펙트럼 관리 표준을 준수한다. 또한 FCC 파트 68 호환과 일본의 JATE에 인증돼 있다. 이런 내용들은 ReachDSL이 회선 상태나 브리지 탭, 장거리 지역, 타 DSL 전송시에 발생하는 간섭 등으로부터 영향을 받지 않는다는 것을 입증한다.·환경변화에 빠르게 적응 : ReachDSL은 SNR(Signal to Noise Ratio)을 끊임없이 감시해 최상의 서비스를 가입자에게 제공한다. ReachDSL은 세 개의 주파수 대역을 이용해 2.2Mbps의 속도를 제공하며, 각 대역별 제공 속도는 69KHz 대역에서는 최대 1.104Mbps, 92KHz 대역에서는 최대 1.472Mbps, 138KHz 대역에서는 최대 2.176Mbps 속도까지 제공한다. 이런 전송기술은 회선의 상태에 따라 자동적으로 주파수 대역이 결정된다.·ATDD 방식을 이용한 데이터 전송 : ReachDSL V2.2는 ATDD 기술을 이용해 2.2Mbps의 상하향 속도를 제공한다. 전송속도는 자동 조절되며 업로드, 다운로드 또는 혼합된 애플리케이션을 사용함에 따라 효과적으로 제공된다. ATDD 사용의 가장 큰 이점은 모뎀 송신단이 수신단으로부터 받는 간섭을 제거할 수 있다는 것이다. 또한 상하향 모두 대역폭 전체를 사용할 수 있으며, 사용자의 트래픽과 서비스의 거리에 따라 유연한 전송능력을 제공한다. 일반적으로 ADSL은 FDM(Frequency-Division Multiplexing) 방식을 사용하며, ISDN과 HDSL은 반향 제거 방식을 사용한다. 반향제거 방식이 장거리 회선에 효과적으로 대처할 수 없는 것과는 달리 ReachDSL은 수신능력 감소없이 전송 능력을 최대화 할 수 있다. 게다가 ReachDSL의 대역폭 효율은 FDM을 40%로 볼 때 100%의 성능을 발휘할 수 있다. 한편 ATDD 기술은 무선 통신을 위해 IEEE 802.16에서 채택될 정도로 널리 알려져 있다. ·저전력 설계 : ReachDSL V2.2는 포트당 250mW의 전력만을 필요로 한다. 이것은 여러 DSL 기술 중 가장 적은 전력소모하는 것이다. 원거리 지역에 장비 설치시 보통은 백업 전원을 사용하지만, 백업 전원의 용량에는 한계가 있어 전원 장애 발생시에도 적은 전력만을 사용하는 ReachDSL은 보다 안정적인 서비스를 제공할 수 있다.
ADSL와 연동해 신뢰성 제고 낮은 주파수 대역을 사용함으로써 ReachDSL은 장거리는 물론 열악한 회선에서도 브로드밴드 서비스를 제공하며, 장거리에서 중계장치 혹은 증폭기없이 모든 전화 가입자 영역에 서비스를 구현한다. ReachDSL은 세계적으로 지금까지 50만 포트 이상 설치됐으며, ADSL 또는 다른 형태의 DSL과 전략적으로 함께 사용되기도 했다. 실제 일본의 야후 BB에서는 약 3.5Km 이내의 거리는 ADSL 서비스를 제공하며, 3.5Km 이상의 거리나 짧은 거리지만 열악한 회선품질과 간섭이 발생하는 지역은 ReachDSL을 이용해 서비스를 제공하고 있다. 이는 ADSL과 Reach DSL 기술의 절묘한 만남으로 인해 모든 가입자에게 안정적이며 신뢰성있는 브로드밴드 서비스를 제공하고 있는 좋은 예이기도 하다. @