광네트워크 (인터넷 기술의 진화 FTTH, G-PON) - 펌글

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1. 개요

 

인터넷의 확산과 더불어 VOD, IPTV 등 이용자들의 고속ㆍ고품질 데이터에 대한 요구가 폭증하면서 코어망은 물론 가입자망에서도 고속화와 저비용화를 기본 방향으로 기술 진화를 거듭하고 있다. 기존 동선을 활용한 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)을 넘어서는 차세대 가입자망 기술로 최근 주목 받고 있는 대표적 기술이 광네트워크(Optical Network)이다. 광네트워크는 이론적으로 무한대의 데이터를 송수신할 수 있는 광섬유를 이용하기 때문에 단일한 통합 네트워크 상에서 트리플 플레이 서비스(음성, 데이터, 비디오 서비스)를 지향하는 통신사업자들이 많은 관심을 가지고 있으며 점차 주류 기술로 편입되고 있다.

광네트워크 기술은 적용 영역에 따라 광접속망과 광코어망으로 분류되며, 광접속망은 교환기에서 가정까지를 광케이블화한 것이다. 이 영역에는 GE-PON이라는 대표적인 FTTH(Fiber To The Home) 기술이 있으며, 접속 속도를 100Mbps~1Gbps로 고속화하며 비용도 경제화하는 것이 광접속망의 목표이다.

광접속망에 의해 집약된 트래픽은 광코어망으로 전달된다. 광코어망은 WDM(Wavelength Division Multiplexing; 파장분할다중) 기술 등을 이용하여 수십 파장을 하나의 광섬유에 싣게 되며, IP층에서 WDM 등의 네트워크를 제어하는 GMPLS, 광신호 상태로 처리하는 광크로스커넥트(Optical Cross Connect: OXC), ROADM(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer) 등의 기술도 현재 실용화가 진행중이다.

광네트워크 기술은 코어망으로부터 시작되었으나 접속망에서도 대용량화가 시작되면서 FTTH 등 광접속 기술이 광네트워크 기술 발전을 견인해 나가고 있다. 광네트워크 기술은 단기적으로는 경제적인 부담으로 인해 기존 인프라를 활용하는 기술에 초점을 맞추고 있으나, 궁극적으로는 고용량의 완전 광화 실현을 기술 진화의 목표로 하고 있다.

 

2. 광네트워크 기술 동향

가. 광가입자망

 

광가입자망이란 음성전화용 동선, 케이블TV용 동축케이블, 무선주파수 등 전통적인 전송매체가 아닌 광섬유 케이블과 레이저 송수신 방법을 이용하여 각 가입자들에게 10Mbps 이상의 초고속 광대역 접속서비스를 제공할 수 있는 가입자망을 말한다.

(1) PON

PON(Passive Optical Network; 수동형 광네트워크)은 기업, SOHO(Small Office Home Office) 및 일반가정에까지 광섬유에 기반한 초고속 서비스를 제공하는 광가입자망 기술로 수동소자로 광통신망을 구성하는 방식을 택하였기 때문에 수동형(Passive) 광네트워크라고 한다. PON의 일반적인 구조는 CO(Central Office)에 OLT(Optical Line Termination)가 설치되고, 1:N의 광분기기(Optical Star Coupler)를 통하여 OLT에 다수의 가입자 장치인 ONU(Optical Network Unit)가 연결되는 형태이다. 예를 들면 32대의 ONU가 공유하는 경우 전송 속도가 1Gbps의 PON이라면 1 가입자 당 최저30Mbps 정도의 대역을 확보할 수 있다.

기존 광통신망이 백본망에서 가입자까지 일대일 연결방식인데 비해 PON은 일정 거리까지는 하나의 광선로를 깔고 그 이후부터는 분배기를 이용해 여러 개로 회선을 분배하기 때문에 구축 비용이 저렴한 장점이 있다. 1:N 연결방식이므로 OLT 사이트의 광 폭주를 줄여주며, 고가의 OLT 장비 비용을 많은 가입자들이 나누어 부담하는 효과를 낼 수 있다.

PON은 B-PON(Broadband PON), G-PON(Gigabit PON), GE-PON(Gigabit Ethernet PON)의 세가지 방식이 이용되고 있다. B-PON은 최초로 실용화된 국제 표준(ITU-T 제정) 사양으로 1999년 6월에 NTT가 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 전용선 서비스로 상용화하였다. B-PON은 기존의 모든 전기통신 서비스를 수용하는 것을 목적으로 하며, 전화의 음성이나 모든 이더넷 데이터 신호를 고정 길이인 ATM 셀에 분할하여 전송하는 구조이다. GE-PON이 등장할 때까지 FTTH에 적용되었으며, 현재도 사용중에 있다. 하지만, B-PON은 ATM 채용에 따른 몇가지 문제점을 내포하고 있으며, 이중 대표적인 것이 가변길이인 이더넷 프레임의 수용 효율 저하로 저비용화가 곤란하다는 점이다.



이를 해소하기 위해 ITU-T가 새로운 국제 표준화 규격으로 제정한 것이 G-PON이다. G-PON은 모든 전기통신 서비스를 수용한다는 B-PON의 목적은 그대로 살리되, 이더넷 프레임을 효율적으로 수용하기 위해 ATM 이외의 서비스를 GEM(G-PON Encapsulation Method)이라는 새로운 가변장 프레임에 수용하는 방식을 채택하였다. GEM 프레임은 종래의 전기 통신 서비스의 기본 시간 단위와 같은 주기로 정의하였기 때문에 전화나 전용선 같은 기존 서비스도 효율적으로 수용할 수 있는 장점을 지니고 있다.

GE-PON은 FTTH를 저가에 고속으로 실현할 수 있는 최신 기술로 2004년 6월 관련 표준인 IEEE 802.3ah가 고속 광접속 방식의 하나로 만들어졌으며, 일본에서는 2004년 후반부터 GE-PON을 채용한 상용 서비스가 시작되었다.

GE-PON은 고속성이 최대 장점이며 이를 이용한 고품질의 IP 영상 전송, IP 전화, 화상 전화 서비스가 가능하다. GE-PON의 특징은 크게 ① PON 기술의 채용, ② 1Gbps의 고속 전송, ③ 이더넷 프레임 상태로의 송수신을 꼽을 수 있다. PON 시스템을 채용하기 때문에 이용자 당 도입 비용을 절감할 수 있으며, 이더넷 프레임 상에서 송수신함으로써 장비의 단순화가 가능하고, 또한 기존 LAN 및 이더넷 부품 이용이 가능해져 저가 장비의 제작이 가능하다. GE-PON의 표준화 작업은 이더넷을 접속망에 적용한다는 목적으로 시작되었으며 정식 명칭은 EPON이지만 기가비트를 강조하기 위해서 GE-PON으로 부르는 것이 일반적이다. GE-PON은 표준 규격을 따르는 제품끼리의 상호 접속성의 확보가 용이하기 때문에 브로드밴드 라우터나 ADSL 모뎀에서와 같이 경쟁에 의한 제품의 다양화 및 저가격화가 이루어질 가능성이 높다.



세가지 방식을 비교해 보면, B-PON과 G-PON은 GE-PON에 비해 유연성이 높다. 예를 들어, B-PON과 G-PON은 업로드 속도와 다운로드 속도에 복수의 옵션을 준비, 각각 독립해 선택할 수 있어 트래픽의 수요에 따라 통신 사업자가 시스템을 최적화할 수 있는 반면 GE-PON은 업로드, 다운로드 모두 1.25Gbps로 고정되어 있다. PON 방식의 이러한 특징에 따라 앞으로도 통신 서비스의 유형에 따라 구분하여 적용될 것으로 전망된다.

PON 방식 중 기가비트를 지원하는 G-PON과 GE-PON은 표준 제정 주체가 다르다. G-PON은 통신망 사업자와 장비업자들이 초고속 멀티미디어 서비스를 지원하는 가입자망(Full Service Access Network: FSAN)인 ATM-PON 개발을 위해 공통된 규격 및 표준화된 솔루션을 FSAN 포럼에서 정의하고, ITU-T가 ITU-T G.983.1과 G.983.2 표준으로 제정한 것인데 반해 GE-PON은 IEEE에서 정의하였다.



(2) SS와 ADS

지금까지 실용화되어 온 PON 이외의 광접속 방식 중 대표적인 것이 SS(Single Star)와 ADS(Active Double Star)이다. SS 방식은 기존의 동선(전화망)과 마찬가지로 통신사업자의 교환국과 가입자를 광섬유로 1 대1로 묶는 광접속 방식으로 전체 망 형태가 별의 빛과 같이 하나의 방사원으로부터 몇 개의 광섬유가 늘어나는 모양이기 때문에 SS라는 명칭이 붙었다. SS 방식은 가입자마다 독립적인 광섬유를 사용하기 때문에 교환국과 가입자 사이에서 다른 가입자의 영향을 받는 일 없이 통신할 수 있고, 따라서 1:N의 PON 방식보다 단순한 장치 구성이 가능하다는 이점이 있다. SS 방식은 구성이 단순하고 대용량, 고속 요구에 충분히 대응할 수 있기 때문에 초기 FTTH 서비스에서부터 이용되었고, 특히 업무용 FTTH에도 이용되고 있다. 하지만, SS 방식은 가입자마다 1개의 광섬유를 필요로 하기 때문에 광섬유를 도중에 분기하여 복수의 가입자가 공유하는 PON에 비해 가입자당 도입 비용이 높다는 단점을 지닌다.

PON 방식에서 분기 역할을 하는 것이 광분기기(Splitter)이다. PON 방식의 망 형태는 교환국에서 한 번, 광분기기로부터 한 번, 도합 2개 장소에서 별 모양으로 광섬유가 퍼지는 형태가 되며, 이 때문에 PDS(Passive Double Star)라고 불린다.

PDS에 비해 ADS라고 불리우는 광접속 시스템은 PON 시스템의 광분기기를 능동적(Active)인 장치로 구성한 것이다. ADS는 구체적으로 L2 스위치를 이용한 방식 등이 있지만 설비비용이 고가이기 때문에 현재 FTTH에 사용되고 있는 것은 주로 PON 방식과 SS 방식의 두 가지이다.

SS 방식에서는 가입자가 교환국에서부터 가입자의 집까지 모든 광섬유를 전유하기는 하지만 SS 방식이 PON 방식보다 가입자 이용속도가 반드시 빠른 것은 아닌데, 접속 구간의 속도 그대로 코어망에 접속되는 경우는 보통 없기 때문이다. 복수 가입자를 수용하는 PON의 경우 교환국에서 집선한 후 코어망에 접속하는데 집선을 하는 것은 SS 방식도 PON 방식도 동일하고 차이는 다만 어디에서 이루어지는가 하는 것이다. 집선의 비율은 서비스 내용, 가입자 수, 설비 상황 등에 의해 바뀌기 때문에 가입자가 향유할 수 있는 속도는 단순하게 SS 방식이냐 PON 방식이냐 하는 광섬유망의 형태에 의해 정해지지 않으며, 통신사업자가 접속망과 코어망을 어떻게 구축하는가에 달려 있다.

 

나. 광코어망

가입자망의 광대역화를 통해 폭발적으로 증가한 트래픽을 처리하는 것이 광 기술을 이용한 코어망이다. 코어 전용의 광 기술은 시대와 함께 고속화와 대용량화가 진행되어 왔다. 코어망은 크게 메트로망과 백본망의 2단계로 구성된다. 접속회선의 교환국을 묶는 메트로망에 접속망의 트래픽이 모이고, 최종적으로는 복수의 메트로망을 집약하는 백본망으로 트래픽이 모이게 된다.

메트로망은 이전에는 600Mbps의 동기 디지털 계층(Synchronous Digital Hierarchy: SDH)으로 구성하였으나, 90년대 후반부터는 트래픽의 증가와 기술 진전으로 도시 사이를 링 상태로 접속해 대역을 유효하게 활용할 수 있는 10Gbps, 2.4Gbps의 SONET/SDH 도입이 진행되었다. 현재는 파장분할다중(WDM)이나 ROADM(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer) 방식의 도입이 이루어지고 있다. ROADM은 WDM 시스템에 의해 다중화된 광신호를 그대로 파장에 의해서 분기, 삽입할 수 있게 해주는 장치로 분기, 삽입하는 파장을 바꾸는 것만으로 네트워크를 재구성할 수 있어 편의성과 경제성을 동시에 만족시킬 수 있다.

백본망도 WDM 시스템을 기본으로 구축하며, 최근에는 약 1Tbps의 신호 전달이 가능한 WDM 시스템이 등장하였으며, 2.4Gbps나 10Gbps의 고속 신호의 경로를 교체하는 광크로스커넥트(OXC) 등의 개발도 진행되고 있다.



(1) OTN: 광코어망의 기본 플랫폼

광코어망에는 여러 가지 종류의 광대역 서비스가 흘러 들기 때문에 광코어망의 가장 중요한 과제는 이것들을 어떻게 전송하는가에 있다. 현재의 광코어망에서는 ITU-T가 2000년에 권고한 OTN(Optical Transport Network)이라는 광전송 규격을 기본 플랫폼으로 폭넓게 이용하고 있다. OTN은 1대1의 전송에 한정되어 있던 파장분할다중 기술(WDM)을 매쉬망에서 이용할 수 있도록 개발되었으며, 전화뿐만이 아니고 IP나 이더넷계 신호도 통합적으로 취급할 수 있도록 한다.

광대역 서비스는 IP계 서비스와 이더넷계 서비스로 크게 나눌 수 있는데, 양자의 차이를 흡수하기 위해 주로 3종류의 전송 방법을 사용하고 있다. 첫 번째 방식은 종래의 전화 등에서 사용된 SONET/SDH 시스템을 이용하는 것으로, 종래 서비스의 전달에는 적합하지만 광대역 서비스의 주역이 되고 있는 이더넷과 친화성이 낮은 문제점이 있다. 두 번째 방식은 첫 번째 방식의 약점을 해소해 이더넷과의 친화성을 높인 것으로 LAN과 이더넷을 사용하기 때문에 시스템 전체의 비용이 내려가는 장점이 있지만, 이더넷과 OTN 사이에 SONET/SDH를 경유하기 때문에 시스템 상의 비효율성이 존재한다. 세번째 방식은 두 번째 방식에서 비효율성을 제거한 가장 단순한 형태로 이더넷 프레임을 비트열로 간주하고 직접 OTN의 프레임에 매핑하는 방식으로 장비비 절감이 용이하다. 이 방식은 모든 바이트를 완전하게 전송하기 때문에 이용자가 어떤 종류의 바이트를 보내더라도 정보가 결손되지 않는 장점이 있는 반면 이더넷의 비트율 계열이 SDH와 달라 매핑 후의 비트율이 바뀌기 때문에 시스템 구축 상에 애로점이 있다.

(2) ROADM

ROADM 시스템은 그 이름처럼 재구성이 가능한(reconfigurable) 광신호의 분기, 삽입을 하는 다중화 시스템으로 광코어망의 유연하고 효율적인 운용을 가능하게 해준다. IP 라우터 등의 신호를 수용하는 ROADM 노드와 감시제어 시스템 OSS(Operation Support System)의 두 파트로 구성되어 있다. ROADM에서는 광전송 신호를 분기, 삽입할 때 광신호를 전기신호로 바꾸지 않고 처리하는 광스위치 기술을 채용하고 있으며, OTN을 이용하여 광전송 신호를 수용한다.

ROADM의 장점은 크게 세가지를 꼽을 수 있다. 첫째, 광전송의 개통, 폐지에 수반하는 작업량을 크게 줄일 수 있다는 점이다. 장거리 전송에 필요한 미디어 컨버터 등을 사용하는 종래 시스템에서는 전송 개통 시에 각 지점에서 작업이 필요하였으나, ROADM 시스템에서는 ROADM 노드를 원격 조정할 수 있기 때문에 광전송을 마음대로 설정할 수 있다. 두 번째는 비트율에 의존하지 않는 광코어망을 구성할 수 있다는 점이다. OTN을 광코어망에 이용할 때 이더넷 프레임을 OTN에 직접 매핑할 경우, 매핑 후의 이더넷과 SONET/SDH 비트율이 다른 문제가 발생하는데, ROADM 시스템을 사용해 광코어망을 구성하면 광전송 신호를 전기신호로 변환하는 일 없이 신호 처리하기 때문에 이러한 과제에 직면하지 않아도 된다. 세 번째는 WDM 장치나 광크로스커넥트 등의 기기를 통일적으로 관리 제어할 수 있는 GMPLS 지원이 가능하다는 점이다. 다른 장비와 통합적으로 관리할 수 있기 때문에 네트워크 운용이 용이하다.

(3) 광크로스커넥트(OCX)

고속, 대용량의 광중계망은 두 지점 사이를 묶는 WDM망으로부터 시작하였지만, 최근에는 인터넷 트래픽 증가에 따라 복수 지점간 대용량 신호를 효율적으로 전송하는 것이 필요해졌고, 따라서 링형이나 메쉬형의 네트워크가 요구되고 있다. 링형 네트워크에서는 ROADM 시스템이 주요 장치가 되며, 링형보다 풍부한 스위칭 기능이 요구되는 메쉬형 네트워크에서는 WDM으로 파장분할다중된 신호를 파장 단위로 스위칭 할 수 있는 광크로스커넥트(OXC) 기술이 이용된다.

파장마다 경로를 변경할 수 있는 광크로스커넥트는 복수 지점에의 복잡한 스위칭 요구에도 유연하고 고속으로 대응할 수 있는 점이 특징이다. 광크로스커넥트는 크게 광신호를 내부에서 전기신호로 변환해 처리하는 Optical-Electro-Optical 형태와 광으로 처리하는 Optical-Optical -Optical 형태가 있음

(4) GMPLS

GMPLS(Generalized Multi-Protocol Label Switching)는 WDM 장치나 광크로스커넥트 같은 광전송 장치와 IP 라우터를 통합 관리하고, 신뢰성이 높은 네트워크 운용을 가능하게 하는 기술이다. 지금까지 IP 네트워크의 용도는 웹 사이트 열람이나 전자 메일의 송수신 등 실시간 요구가 낮은 것이었으나 최근 IP 전화나 TV 회의 시스템 등 실시간이 중시되는 통신 서비스 수요가 증가하면서 서비스 품질이 보증되는 네트워크의 필요성이 대두되고 있다. 여기서 등장한 것이 MPLS(Multi-Protocol Label Switching) 기술인데, MPLS는 IP-VPN 등의 네트워크 서비스에 이미 응용되고 있다. GMPLS(Generalized MPLS)는 이름대로 MPLS를 보다 일반화한 기술로 IP 라우터와 같은 패킷 스위치나 시분할다중 방식의 크로스커넥트(TDM-XC)와 OXC 등의 전송기기도 제어 대상으로 한 점이 특징이다.

GMPLS를 통해 통신 사업자는 대규모 네트워크 운용을 보다 용이하게 할 수 있다. 전세계적으로 많은 통신사업자들이 고객에게 서비스를 제공하는 서비스망과 전송 기능을 주로 담당하는 코어망의 2계층 구조를 채택하고 있으며, 서비스망에서는 주로 IP 라우터를, 코어망에서는 주로 광전송 기기를 이용하고 있다. 종래의 관리 방법에서는 서비스망과 코어망을 따로 관리하였기 때문에 양자의 연결에 시간과 비용을 투입해야 했지만 GMPLS를 통해 표준 인터페이스로 양자를 통합, 제어할 수 있게 된다. 서비스망의 장치에 문제가 생겨 통신 트래픽의 우회가 발생할 경우에도 GMPLS 기술은 특정의 경로에 트래픽을 집중하는 일 없이 자동으로 대체 경로를 제어할 수 있기 때문에 유용하다. GMPLS 기술은 서비스망과 코어망의 협업성을 높여 보다 신뢰성 높은 네트워크 운용을 가능하게 해준다.

 

다. 광대역 전송 기술

광네트워크를 실현하기 위해서는 광대역 전송 기술이 필요하다. 광대역 전송 기술은 서로 다른 곳에서 온 다양한 데이터를 하나의 광섬유에 함께 싣는 기술로서 파장분할다중화(WDM) 방식이 이용되고 있다.

(1) WDM

각 데이터들은 고유한 광파장으로 전송되는데 광섬유 하나에 최고 80개의 파장이나 데이터 채널을 실을 수 있으며, 특히 인터넷 데이터와 SONET 데이터, ATM 데이터 등과 같이 각기 다른 속도의 각기 다른 데이터들을 함께 전송할 수 있다. WDM은 가입자마다 상ㆍ하향 100Mbps의 속도를 보장하는 수동형 광네트워크 기술로 대규모 전송용량과 우수한 확장성, 가입자별 비밀보호 등의 장점을 지닌다.

(2) DWDM

WDM보다 향상된 기술을 고밀도 파장분할다중화(Dense WDM: DWDM)라고 하며 향후 DWDM 시스템이 광통신의 중심 기술이 될 것으로 전망되고 있다. 일반적으로 광섬유 하나에 8개 이하의 파장을 실으면 WDM, 8개 이상이면 DWDM으로 분류한다. 대량의 통신 트래픽이 흐르는 코어망에서는 수십 파 이상의 다중분할이 가능한 DWDM 기술이 이용되고 있다. DWDM은 그 구조상 고가의 장비가 요구되는데, 이는 취급하는 파장수가 많기 때문에 간격이 1nm 이하인 것도 있어 높은 수준의 제어 기술이 요구되기 때문이다. 또한 광원에 이용되는 반도체 레이저나 광필터는 온도에 의해 변하는 광학적 특성을 갖기 때문에 엄밀한 온도 제어도 필요하기 때문이다.

(3) CWDM

가입자망에 가까운 메트로 접속망에서는 코어망만큼의 트래픽 양이 필요하지 않기 때문에 고가의 DWDM 기술을 쓰는 것이 비용 대비 효율 면에서 적합하지 않다. 따라서, 저비용으로 수개의 파장만을 다중화하여 전송할 수 있도록 하는 기술이 CWDM(Compact WDM)이다. CWDM 기술은 다중 가능한 파장 수를 10파 정도에 한정한 것으로 파장 간격을 20nm 정도로 넓고 엉성하게 구성하고, DWDM 기술에 필요한 파장 제어 기능을 생략함으로써 가격을 대폭적으로 낮출 수 있게 한다. 초기의 CWDM 시스템에서는 적용 영역이 제한되는 단점이 있었으나 2003년 들어 2.5Gbps에 80km 이상의 전송 거리를 실현한 광트랜시버(Optical Transceiver)가 상용화 되면서, 지방 자치단체나 대학 등 한정된 영역에서만 CWDM을 사용하던 것에서 발전해 최근에는 통신 사업자의 메트로망에 도입하는 방안이 진행되고 있다. CWDM 시스템의 송수신 기능 모듈화도 진행되고 있어, 모듈화에 따른 신속한 업그레이드나 서비스 종류의 변경, 파장의 변환 등이 가능해졌으며, SFP(Small Form factor Pluggable) 등 벤더 간에 결정한 공통 사양에 의해서 세부 모듈화가 확산되면 광부품의 가격이 보다 인하될 것으로 전망된다.

(4) WDM-PON

기가비트를 넘는 고속 광대역화를 가능하게 하는 차세대 PON 기술에는 크게 두 가지 접근방식이 있다. 하나는 시간 축에서 가입자 다중을 실시하는 시간분할다중(TDM) 방식 또 하나는 파장 축에서 가입자 다중을 실시하는 파장분할다중(WDM) 방식인데, 후자를 WDM-PON이라고 한다. 파장다중에 의한 WDM-PON까지 광접속망 시스템은 지난 5년 동안 약 100 배의 고속 광대역화가 진행되었다. WDM-PON은 한 명의 가입자에 하나의 파장을 할당함으로써 10Gbps를 넘는 고속화를 달성할 수 있다. WDM-PON의 물리적인 형태는 PDS 방식이지만, 가입자마다 다른 파장을 할당하기 위해 논리적인 형태는 SS방식을 따르고 있다. 이 때문에 전송로는 복수 가입자가 공유하지만 다른 가입자에게 영향을 주지 않고 독립적인 서비스 설정이 가능하여 타 방식의 PON 에 비해 보다 유연한 광접속망을 구축할 수 있는 이점이 있다.

 

3. 광네트워크 시장 동향

가. 주요국 통신사업자 동향

 

(1) 일본

일본은 100만 명 이상의 가입자를 대상으로 광접속 서비스를 제공하고 있는 FTTH 선진국이다. 고속광접속 PON 중에서 최초로 실용화된 국제 표준 사양이 B-PON인데, 1999년 6월에 NTT가 ATM 전용선 서비스로 세계에서 처음으로 상용화하였으며, 2002년 9월부터는 FTTH 서비스인 ‘B 후렛츠(FLET'S)’에도 사용하고 있으며, 2004년에는 기가비트 이더넷을 응용한 GE-PON을 사용하여 최대 1Gbps의 접속서비스를 개시하였다. 광코어망 기술과 관련해서는 현재 세계 각국에서 GMPLS 기술을 채용한 연구 네트워크의 구축이 활발하지만, 그 중에서도 NICT가 운용하는 연구 네트워크인 ‘JGN II’가 잘 알려져 있다.

(2) 북미 지역

일본 이외의 나라에서 PON 도입에 가장 적극적인 행보를 보이는 것은 미국이다. 미국에서 통신사업자는 CATV 사업자 및 위성사업자와 치열한 경쟁 구도 하에 있다. 특히 CATV 사업자는 널리 보급된 케이블 모뎀을 통해 VoIP 서비스를 추가하면 간단하게 음성, 데이터, 영상의 트리플 플레이 서비스를 제공하는 것이 가능하기 때문에 이에 대항하기 위해 통신사업자는 트리플 플레이 서비스 제공을 위한 광접속 시스템에 적극적 투자를 계획하고 있다. 북미의 통신사업자들은 차세대 브로드밴드 광접속 시스템으로서 G-PON에 관심을 나타내고 있으며, FSAN(Full Service Access Networks)이라는 컨소시엄을 통해 기기의 조달 사양을 작성하는 등 실용화에 박차를 가하고 있다.

2002년까지는 요청이 있을 경우 포설한 광섬유 케이블을 다른 사업자에게 빌려줄 의무(언번들링 규제)가 있었기 때문에 통신 사업자는 광섬유의 포설에 소극적이었으나 연방통신위원회(Federal Communications Commission: FCC)가 2003년 2월에 언번들링 규제의 완화를 발표한 것을 계기로 통신사업자는 광섬유 포설에 적극적인 태도로 전향하였다. 2003년 5월에 Verizon Communication, SBC Communication, Bell South의 3사가 B-PON을 이용해 가입자 댁내까지 광섬유를 포설한 FTTP(Fiber To The Premises)를 제공하기 위해 공동으로 RFP를 발주한 바 있다.

그 중에서도 Verizon은 B-PON의 도입에 적극적이다. 기존 전화 서비스와 데이터 통신, 영상 서비스를 묶은 트리플 플레이 서비스인 FiOS를 발표하였으며, 2005년 말에는 B-PON을 이용하여 300만 가입자를 수용할 수 있는 설비를 도입할 계획을 발표, 발표 당시에는 영상 전송에 파장다중 기술을 이용할 계획이었지만 궁극적으로는 G-PON을 도입해 영상도 IP화 해서 전송할 계획이다. SBC 커뮤니케이션도 PON의 도입에 적극적이다. 2007년 말까지 100만 가입자에 FTTP를 제공한다는 ProjectLightspeed계획을 발표하였으며 음성, 데이터, 영상도 IP화 해서 전송할 계획으로 이미 샌프란시스코 교외의 미션 베이 등에서 도입이 진행중이다. (3) 유럽

유럽 각국의 주요 통신 사업자는 FTTH 도입에 일본이나 미국만큼 적극적이지 않다. 이는 도시 구조상 광섬유를 포설하기 어렵고, 미국과 같이 CATV 사업자와의 경쟁이 치열하지 않기 때문이다. 영국의 BT나 프랑스의 FT가 과거에 FTTH를 PON의 형태로 일부 지역에 도입하였으나 후속 프로젝트로 이어지지는 않고 있다. 그러나 최근 일본ㆍ미국의 움직임에 자극 받아 BT는 2004년부터 B-PON의 시범사업을 시작하였고, FT도 2005년에 B-PON의 시범사업을 개시하였으며, 양국 모두 장래에는 G-PON의 도입을 검토하고 있다. (4) 국내

DSL 보급률이 세계 최고 수준인 우리나라는 광대역화가 이미 한계점에 도달함에 따라 통신 사업자들이 새로운 멀티미디어 서비스용 광접속 도입을 모색하고 있는 상태이다. KT는 2003년 후반부터 서울, 부산, 광주에서 WDM-PON의 시범사업을 실시하였으며 2006년에 WDM-PON의 본격 도입을 추진하고 있다. 2006년 5월 KT 전남본부가 2,000 회선 규모의 FTTH용 WDM-PON 상용시스템(100Mbps×32채널)을 도입한 데 이어 하나로텔레콤도 6월부터 약 1만 가구를 대상으로 추진할 FTTH 상용시스템 구축에 WDM-PON 기술을 채택하고 있다.

우리나라가 원천 기술을 보유한 WDM-PON은 전용선 수준의 대역폭과 보안기능 등 뛰어난 기술적 장점을 지니고 있으나, GE-PON 장비에 비해 경제성이 떨어지기 때문에 통신사업자들은 일반적으로 초기 광접속망 구축에 WDM-PON 채택하지 않고 있는 상황이다. 그러나 우리나라의 경우 노베라옵틱스, 빛과 전자, 아진전자 등의 장비업체들이 WDM 광송수신 모듈을 잇달아 개발하고, 핵심 부품인 수직 공진 표면 발광 레이저 다이오드(VSCEL) 기술이 국제 표준으로까지 제안되는 등 상용화 기반을 갖추게 되었다. 특히 고밀도 파장분할(DWDM) 방식보다 저밀도(1,310nm) 파장을 사용하는 저밀도 파장분할(CWDM)-PON 장비의 경우 HFC(Hybrid Fiber Coaxial cable) 설비를 그대로 활용할 수 있어 GE-PON 장비에 비해 훨씬 저렴한 비용으로 FTTH 구현이 가능하다는 장점이 있다. 우리나라 통신사업자들은 WDM-PON과 GE-PON 혼합에서 궁극적으로는 WDM 방식의 기술적 장점을 적극 수용한 PON 장비가 대세를 이룰 것으로 전망되고 있다.

 

나. 시장 동향

Infonetics Research에 따르면, 광네트워크 하드웨어 시장 규모가 2005년 108억 달러에서 연평균 성장률 약 4%로 꾸준히 증가하여 2009년에 123억 달러 규모에 이를 전망이다. 특히, 전체 광네트워크 시장에서 종래의 레거시형 하드웨어가 차지하는 시장점유율이 2004년 약 12%에서 2008년 약 4%로 계속 줄어들 것으로 전망하였으며, 지능형 하드웨어가 향후 거의 대부분을 차지할 것으로 예측하고 있다.



WDM 등의 광대역 전송 기술은 광접속망과 광코어망 양쪽 모두에 적용되기는 하지만, 주로 광코어망에서 필요한 기술이기 때문에 광대역 전송 기술 관련 시장과 광코어망을 포함해 시장 규모를 산출하며, WDM과 ROADM을 포함한 시장은 2003년 7억 달러 규모에서 연평균 성장률 20% 가까운 성장세를 보이며 2010년에는 24억 달러 규모에 이를 것으로 예상되고 있다. 특히, 고정형 OADM은 점차 비중이 줄어드는 대신, 가변형의 RODAM 성장세가 두드러질 전망이다.

 

4. 결론

 

2006년부터 국내 인터넷 포털 사이트들을 중심으로 동영상 콘텐츠 서비스 경쟁이 본격화되고 있으며 메신저와 VoIP를 연동하는 서비스도 선을 보이고 있다. 통신사업자들은 IPTV 서비스를 본격적으로 시행하며 트리플 플레이 서비스에 박차를 가하고 있는 실정이다. 이러한 광대역 서비스의 증가와 인터넷의 수요를 가입자에게 원활하게 제공하기 위해서는 이론적으로 무제한의 데이터를 처리할 수 있는 광 가입자 접속망과 코어망 시스템의 구축이 필수적이다. 광네트워크 기술의 진화는 광스위치­PON­광터미널로 이어지는 코어망에서 가입자망까지 모두 완전광화(All Optical Network: AON)를 추구하는 방향으로 나아갈 것이다.

PON을 이용한 광가입자망 구축은 초고속화/대용량화 및 실시간화라는 시장 욕구를 만족시켜줄 뚜렷한 대안으로, PON의 진화 경로는 기존 동선의 활용에서부터 완전광화까지 비용 및 기술 측면에서 자연스럽게 이어질 수 있기 때문에 PON 기술의 진화는 기술적 안정성과 경제적 측면에서 가능성이 상당히 높은 시나리오로 볼 수 있다. PON의 경우 ATM­PON에서 WDM­PON의 진화가 단순히 순차적으로만 진행되지 않을 수도 있다. 이들 간의 경제성을 비교한 여러 분석들을 종합하여 보면, 기술 대안간 뚜렷한 비용 우위를 보이는 것은 아니라는 결과가 도출되기 때문이다. 따라서 다양한 PON 기술이 기술적으로는 진화재일지라도 경제적으로는 진화재가 아닌 경쟁재로서 혼재할 가능성도 높다.

해외 통신사업자의 경우 단기적으로 경제적 효과가 높은 G-PON, E-PON 중심의 투자를 하고 있는 반면, 국내 통신사업자들은 단기적으로는 비용 부담이 있으나 완전 광화를 실현할 수 있는 WDM-PON 기술에 상대적으로 과감한 투자를 하고 있으며, 기술적으로도 앞선 것으로 평가받고 있다. 특히, 우리나라의 경우 초고속 통신 서비스에 대한 소비자들의 인지도가 높고 고품질 서비스에 대한 요구도 상당히 높기 때문에 VDSL 및 PON에 기반한 FTTH 구조의 풀 서비스(full service) 시장의 잠재력은 충분하다와 적극적인 투자로 고속통신에 대한 환경이 갖추어진다면 광가입자망 구축의 도입이 조기에 활성화될 수 있을 것이다. 풀 서비스에 대한 수요가 어느 정도 될 것인가와 함께 이에 대응하여 얼마나 경제적인 비용으로 가입자 서비스가 가능한가가 광가입자망의 시장도입과 그 진화속도를 결정할 것으로 보인다. 

 

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제공 : DB포탈사이트 DBguide.net