보다 넓은 대역폭에 대한 요구는 네트워크가 생긴 이래로 사용자들로부터 꾸준히 요구돼 온 사안이다. 최근에는 자체 용량이 기존 데이터 용량에 비해 10∼100배까지 큰 멀티미디어 데이터의 증가로, 관리자는 항상 기존 네트워크의 성능을 최적화시켜면서 새로운 네트워크 기술의 개발을 기다리게 됐다.
이런 네트워커들의 요구를 수용하는 방향으로 지금까지 네트워크 진화는 이뤄져 오고 있으나, 아직도 에지단의 병목 현상은 좀처럼 해결될 기미를 보이지 않고 있어 NSP (Network Service Provider) 서비스 확장의 장애요소로 작용하고 있다.
네트워크의 대역폭을 증가시키는 단순한 방법으로는 기존 네트워크 전용회선을 더 큰 대역폭을 지원하는 것으로 교체하거나, 이것도 모자라면 광섬유를 임차(lease)해 DWDM을 이용해서 MAN(Metropolitan Area Network)을 구성할 수도 있을 것이다. 하지만 이 방법들은 구축 비용이 높을 뿐만 아니라 구축 기간도 길다는 단점이 있다. 하지만 마이크로웨이브(Microwave)를 이용한 PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy)/SDH(Synchron ous Digital Hierarchy) 전송 방식을 적용하면 땅에 케이블을 묻어야하는 등의 번거로운 작업을 없애고 비용을 절감할 수 있다. 따라서 유럽을 비롯한 북미지역에서는 일찍이 이 기술에 대한 개발이 진행됐으며, 실제 적용도 늘고 있다. 마이크로웨이브 전송의 장점은 다음과 같다.
·광케이블 포설과 광전송 장비 설치에 비해 간단하고 신속한 설치 가능
·광케이블 포설이 어려운 산간이나 도서 지역에도 설치 가능해 서비스 사각지대 제거
·광케이블 포설 비용이 제외됨으로 전체 네트워크 설치 비용이 저렴
·광케이블 등 전송 매체의 손상에 대비해 훨씬 안정적인 성능 제공
·주파수 재사용
·트래픽 용량에 따라 자산 투자 비용의 효율적 사용이 가능
마이크로웨이브 전송방식은 쉽게 생각해 그동안 많이 거론됐던 무선 브로드밴드 서비스 형태와 유사하며, 특정 주파수 대역을 사용해 사용자에게 브로드밴드를 서비스하는 무선 LAN과 레이저 통신 서비스 등과 비슷하다. 하지만 무선 LAN보다 더 넓은 대역폭을 제공하며, 마이크로웨이브를 이용하기 때문에 레이저 통신에서 발생하는 신호 차단 문제도 없다.
마이크로웨이브를 이용한 PDH/SDH 전송방식은 NEC, 알카텔 등의 업체에서 개발, 생산돼 미국, 유럽시장에서 사용되고 있다. 이 업체들이 사용하는 마이크로웨이브 전송방식은 업체마다 각기 다른 체계를 갖고 있으나, 일반적으로 무선 PDH/SDH 링(ring)을 구성하는 방식으로 구현된다.
구현 방법을 살펴보면 도심 지역 건물을 서로 연결할 경우 주로 38GHz 대역폭을 이용하며, 10Km 정도의 전송 거리를 갖는 메트로 마이크로웨이브 안테나 시스템을 이용한다. 사무실 내 여러 대의 PC 들을 LAN 스위치나 라우터에 연결하고 스위치나 라우터를 안테나 시스템의 LAN 입력단에 연결한다. 또한 전화나 팩스는 PBX를 통해 E1 PDH 신호를 안테나 시스템에 연결한다. 안테나 시스템 간의 통신은 38GHz 대역의 마이크로웨이브이며, STM-1 단위의 신호를 SNCP(Sub-Network Connection Protection)를 이용해 보호하는 무선 전송 링 네트워크를 구축할 수 있다(그림 1).
만약 다도해 부근이나 시추선에서 브로드밴드 서비스를 이용하고자한다면 보통 6∼10GHz 대역을 사용하는 마이크로웨이브 안테나 시스템을 이용해 롱홀(longhaul) 전송을 할 수 있다. 이 때 포인트 투 포인트 방식으로 여러 개의 STM-1을 다른 대역폭으로 한 장비를 통해 보낼 수 있다. 만약 여러 가지 신호를 장거리로 보내고 싶을 때는 MSPP 장비를 사용해 STM-1 단위로 다중화한 후 전송하면 된다.
산간, 도서 지방에도 적합
따라서 마이크로웨이브 전송 시스템은 광케이블 포설이 어려운 경우에 매우 유리하다. 즉, 산간 지역이나 도서 지방은 실제로 광케이블 포설이 거의 불가능하며, 가능하다하더라도 비용이나 시간이 많이 소요된다. 예를 들어 남해안 도서 지방의 작은 섬들을 연결하는데 필요한 몇 개의 E1(2Mbps) 또는 E3/DS3(34/45Mbps) 회선을 위해 해저 광케이블을 포설할 수는 없는 일이기 때문이다.
한편 광케이블 네트워크를 갖고 있지 않은 기업이 도시 내에서 여러 건물을 연결, 네트워크를 묶고자 할 경우 건물과 건물 간을 마이크로웨이브 전송 장비를 이용해 연결하고, PDH 신호를 이용해 PBX와 연결하면 IP 서비스까지 이용할 수 있다. 기간 네트워크나 간선망까지는 광전송을 이용해 구축한 경우에도, 도심 지역 광케이블, 광전송 장비의 설치가 어려운 에지단에서는 마이크로웨이브 전송 장비를 이용해 최종 사용자까지 연결할 수 있다.
마이크로웨이브 전송장비는 도심 밀리미터 전파 기반(Metro politan-area millimeter-wave based) 장비로 ISP와 사용자에게 다음과 같은 이점을 제공한다.
·파격적인 대역폭 : 1㎡ 당 수 Gbps
·광케이블 포설보다 현격히 낮은 설치 비용과 이로 인한 빠른 ROI(Return of Investment)
·음성, 영상 등의 서비스에 대한 확장성
대부분의 기업이나 대학교의 기간 네트워크는 기가비트 이더넷을 목표로 설계된다. 각 링크 간의 거리는 주로 광케이블이 연결돼 있는 건물이나 캠퍼스 백본의 지리적 구성에 따라 결정된다. 다른 형태의 기가비트 이더넷의 응용 서비스는 메트로폴리탄 지역의 네트워크다.
전용회선이나 광케이블을 직접 소유하고 있는 기업은 기가비트 이더넷으로 두 개의 다른 사이트 간에 매우 많은 양의 데이터를 저렴한 비용으로 주고받을 수 있다. 이 경우 도심 지역의 네트워크는 PSN(Public Switched Network)을 대체할 수 있다. 기가비트 이더넷이 기존의 PSN과 비교해 갖는 장점은 필요에 따른 업그레이드가 용이하며, 기존 네트워크에 대한 침해가 적다는 것이다.
원활한 네트워크 업그레이드에서 가장 중요 문제로 떠오르는 것이 대역폭과 배선에 대한 설치, 운영이다. 이 문제에 대한 해결 방안으로도 마이크로웨이브 전송이 적합하다. 마이크로웨이브 전송 방식은 18∼38GHz 주파수를 사용하는 고정된 마이크로웨이브 전송 장비가 높은 스펙트럼 효율을 갖는 56MHz 대역폭 상의 채널 하나를 이용해 기가비트 이더넷을 LAN 투 LAN 서비스에 할당, 사용하는 것이다.
마이크로웨이브 전송 핵심 기술
이런 마이크로웨이브 안테나 시스템을 구성하는 기술 중에 가장 핵심적인 부분을 다음과 같이 설명할 수 있다.
알카텔의 마이크로웨이브 전송 시스템인 9600USY
통신업체 ROI에 효과적인 솔루션
마이크로웨이브 전송방식은 중심 기술인 디지털 시그널 프로세싱과 VLSI, ASIC 기술의 발달로 많은 진보가 있었다. 마이크웨이브 전송은 지형적인 제약이나 광케이블 포설 비용이 문제가 되는 통신업체에게 저렴하고 또한 신속한 ROI(Return of Investment)를 보장하기 때문에 중소기업의 인트라넷이나 도심 지역의 ISP들에게 적절한 솔루션이 될 수 있다.
현재 국내 시장에 출시된 마이크로웨이브 메트로 전송 시스템으로는 알카텔의 9600USY/E 제품군이 있다. 이 솔루션은 PDH의 E1과 100Mbps의 고속 이더넷 인터페이스를 갖고 있으며, 2×STM1의 무선 전송 용량을 제공한다. 특히 실내기와 실외기로 나눠져 물리적 설치 공간이 적으므로 도심지역 내의 빌딩간 전송에도 유용하게 적용될 수 있다. 다른 제품으로는 중소용량 중소거리 SDH 제품군으로 9600USY가 있으며 장거리 대용량 SDH로 9600LH 제품이 있다. PDH 마이크로웨이브 전송 시스템으로는 9400LH, 9400UH가 있으며, SONET을 지원하는 제품군으로는 MDR4000/7000/8000/9000 등이 있다. 또한 SDH/PDH 지원 제품군은 알카텔 기존의 광전송 시스템군인 OMSN (Optical Multi-Service Node)과 연계해 다양한 솔루션을 제공할 수 있으며, 모든 SDH/PDH 제품군은 하나의 EMS(Element Manager System)인 알카텔 1353SH와 NMS(Network Management System)인 1354RM으로 모두 제어될 수 있다. 지난 5년 동안 약 150개국에서 30만 이상의 마이크로웨이브 시스템이 설치됐다. @
