기가 인터넷 서비스 단말장치 기술기준 동향

Trends of Technical Regulations on Terminal Equipment for Giga-Class Internet Service

저자
최문환, 조평동, 이상무, 박주영, 김형준 / 기반표준연구실
권호
31권 2호 (통권 158)
논문구분
지능정보사회를 대비한 이머징 기술이슈 특집
페이지
63-72
발행일자
2016.04.01
DOI
10.22648/ETRI.2016.J.310207
초록
기가 코리아 실현을 위한 다양한 정부 시책에 따라 우수한 기술이 적용된 새로운 통신서비스 기술의 개발과 함께 네트워크 고도화를 위한 노력이 활발하다. 또한, 오래된 기축 건물에 설치된 낮은 전송 특성의 전화선을 이용하여 기가 급의 전송속도를 갖는 기가 인터넷 기술이 개발되어 상용 서비스를 제공하고 있다. 본고에서는 이러한 기가 인터넷 기술에 대한 국제 표준화 동향과 기술/시장동향을 분석하고, 신뢰성 있는 서비스의 제공과 이용자의 안전을 위한 기가 인터넷 서비스 단말장치의 세부 기술기준의 도입 현황을 알아본다. 최근 국내 통신사업자를 중심으로 다양한 국제 표준이 적용된 기가 인터넷 서비스 기술개발이 완료되거나 완료단계에 있어 향후 전화선 기반의 VDSL 서비스를 대체할 수 있는 서비스로 자리잡을 것으로 것으로 예상된다.
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Ⅰ. 서론

정보통신기술의 비약적인 발전과 함께 이용자의 요구 사항이 다양해지면서 더욱 고속의 높은 품질을 갖는 새로운 통신서비스 기술들이 시장에 출시되고 있으며 이러한 서비스를 제공하기 위한 단말장치와 그 부속 설비의 종류 또한 복잡해지고 있다. 유선 네트워크를 기반으로 하는 고속의 통신서비스를 제공하기 위해서는 단말장치의 성능뿐만 아니라 대용량의 데이터를 가입자에게 효율적으로 전달해 줄 수 있는 네트워크 설비의 고도화 또한 중요하다. 최근 통신사업자를 중심으로 스마트 TV나 Ultra High Definition Internet Protocol TV(UHD IPTV) 서비스를 제공하기 위해 전송 선로를 포함한 네트워크 설비의 고도화를 추진하고 있으며, 건축주(이용자)가 설치해야 하는 가입자 구내 선로설비 역시 낮은 성능의 전화선이나 꼬임케이블(twisted pair cable)이 아닌 고품질의 꼬임케이블이나 광섬유케이블, 동축케이블 등으로 교체되고 있어 초고속 정보통신서비스를 제공하기 위한 노력이 활발하다[1].

하지만, 가입자 구내 선로설비는 건축 구조의 특성상 최초 설치 후 구조의 변경이나 배관의 확장, 케이블과 같은 선로설비의 교체가 쉽지 않기 때문에 오래된 기축 건축물의 경우 통신 케이블의 교체는 물론 새로운 케이블의 추가 설치 또한 어려워 초고속 정보통신서비스의 제공이 현실적으로 불가능한 실정이다. 이를 위해 최근 통신사업자들은 Telephone Indoor Vinyl insulated(TIV) 케이블이나 City Pair Polyethylene insulated PVC sheathed cable(CPEV)과 같이 기존에 설치된 낡은 케이블을 통해 기가 급의 전송속도를 갖는 초고속 통신서비스를 제공하기 위한 기술을 개발하고 있으며, 2014년에 KT에서는 ITU-T G.hn(G.996x) 표준 규격을 적용한 기가 인터넷 서비스 기술(기술명 ‘기가와이어’)을 개발하였다. 이에 한국전자통신연구원에서는 KT의 기가 인터넷 서비스 단말장치를 위한 새로운 기술기준을 마련하고 이를 국립전파연구원에 제안하여 2015년 11월에 최종 고시된 바 있다.

본고에서는 오래된 기축 건축물의 낡은 통신 케이블을 이용하여 기가 급의 전송속도를 제공할 수 있는 기가 인터넷 서비스 기술 도입을 위한 기술 및 표준화 동향과 국가 기술기준 도입 현황에 대해 알아본다.

Ⅱ. 시장동향 및 기술기준 현황

1. 초고속 인터넷 서비스 시장 현황

<표 1>은 2015년 12월 현재 국내 초고속 인터넷 기술 방식별 가입자 현황을 보여준다. Asymmetric Digital Subscriber Line(ADSL)이나 Very High-Data Rate Digital Subscriber Line(VDSL)과 같은 xDSL 방식과 Hybrid Fiber Coax(HFC) 방식의 초고속 인터넷 가입자는 1월 대비 각각 18만 6천 여명, 17만 8천 여명이 감소했지만 일반적으로 고성능의 꼬임케이블이나 광케이블 등을 사용하여 서비스를 제공하는 Local Area Network (LAN)이나 Fiber-To-The Home(FTTH) 방식은 각각 31만 4천 여명과 81만 9천 여명이 증가하였음을 알 수 있다.

<표 1>

초고속 인터넷 기술 방식별 가입자 현황 (단위: 명, 2015. 12. 현재)

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<출처> : 미래창조과학부 통계 자료 활용

이는 기존의 저 성능의 전화선이나 꼬임케이블을 사용하는 ADSL 또는 VDSL 서비스 가입자가 광통신 기술의 발전과 네트워크 고도화에 따라 LAN 방식이나 FTTH 방식의 초고속 인터넷 서비스로 전환된 것으로 볼 수 있으나 여전히 100Mbps 이하의 속도를 제공하는 xDSL 방식을 이용하는 가입자가 전체 대비 7.2%를 점유하고 있어 실질적인 의미에서의 기가 코리아 실현에 대한 걸림돌로 작용하고 있다. 최근 가입자 구내에서 사용되는 통신 선로로서 cat.5 등급 이상의 꼬임케이블이나 광케이블 등의 고성능의 케이블이 많이 사용되고 있으나, xDSL 방식을 이용하고 있는 가입자의 대부분은 여전히 TIV나 CPEV와 같은 저 성능 구내 통신 케이블을 사용하고 있어 기가 인터넷 서비스를 제공받지 못하고 있는 형편이다.

KT에서는 2014년 ITU-T G.hn(G.996x) 표준 규격을 적용하여 전화선과 같이 낡은 통신 케이블이 포설된 기축 건축물에 거주하는 가입자에게 최대 600Mbps(상향 300Mbps, 하향 300Mbps)의 서비스 속도를 제공하기 위한 기술을 개발하였다. 타 통신사업자 역시 ITU-T G.fast(G.970x) 표준 기반의 기가 인터넷 서비스 기술을 개발 중이며 2016년 하반기 상용화를 목표로 하고 있다.

정부에서도 기가 인터넷 도입을 위한 정책을 추진해오고 있다. 2009년 방송통신위원회에서는 ‘Giga 인터넷 서비스 기반 구축 및 활성화를 위한 Giga 인터넷 도입 추진 계획’을 발표하고 이의 일환으로 ‘Giga 인터넷 선도 시범 사업’을 추진해 오고 있으며, KT의 기가 인터넷 서비스 역시 이 시범 사업의 추진 결과라 할 수 있다. 정부에서 말하는 기가 인터넷이란 (그림 1)과 같이 초광대역 가입자망 기술인 FTTx, HFC 또는 LAN을 이용하여 가입자에게 100Mbps를 초과하여 최대 1Gbps의 속도를 제공하는 통신서비스를 말한다. 정부는 혁신적인 정보통신 생태계 조성을 위하여 기가 인터넷 인프라 구축을 확대하기로 하였으며, 2017년까지 기가 인터넷 전국 보급률 90% 이상을 달성하는 것을 목표로 하고 있다. 이러한 기가 인터넷의 보급을 확산시키기 위하여 시범 사업 컨소시엄은 2009년 2개사(KT, CJ헬로비전)로 시작하여 2013년에는 5개사(KT, CJ헬로비전, LGU+, SKB, 티브로드)로 확대되었으며 2014년에 씨앤엠이 추가적으로 참여하고 있다[2].

(그림 1)

기가 인터넷망 개념도[2]

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2. 기가 인터넷 기술 개요

(그림 2)

KT 기가 인터넷 서비스 개념도[3]

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상기한 바와 같이 KT에서는 오래된 기축 건축물의 낡은 전화선을 이용하여 기가 급의 초고속 인터넷 서비스를 제공하기 위해 ITU-T G.hn 표준을 적용한 새로운 기가 인터넷 기술을 개발하였다. (그림 2)와 같이 기존의 xDSL 가입자망을 이용하여 Digital Subscriber Line Access Multiplexer(DSLAM) 장비와 댁내 모뎀 장비를 각각 G.hn Access Multiplexer(GAM)과 G.hn Network Terminal(GNT)로 교체함으로써 기가 급 속도를 갖는 서비스를 제공하는 기술이다. GAM은 건물의 집중구내통신실 또는 동단자함에 위치하여 가입자 서비스 회선의 집선 기능을 제공하며, GNT는 기존의 모뎀과 같이 각 가입자 댁내에 위치하는 것으로 댁내로 인입되는 전화선 등의 통신 케이블을 통해 GAM과 연결된다. <표 2>에서 기존의 VDSL 기술과 기가 인터넷 기술의 주요 규격을 비교하였다.

건축물에 포설된 동일한 케이블 번들 내의 회선을 이용하여 서로 다른 서비스를 제공하는 국내 현실에서는 일반적으로 근단누화(Near-End Cross Talk: NEXT) 또는 원단누화(Far-End Cross Talk: FEXT)와 같은 간섭 영향에 취약하다. <표 2>에서 보는 바와 같이 KT의 기가 인터넷 서비스는 기존의 VDSL 기술과 주파수를 일부 공유하고 있으므로 이러한 간섭 영향을 해소하기 위해 Time Division Duplex(TDD) 방식의 데이터 전송에서 제어신호를 삽입하여 타이밍을 강제화하거나 챔프 커넥터의 포트 재배열을 통한 인접 채널 간섭을 완화하고 있다. 또한, GAM 간 클럭 정보를 공유함으로써 동일 전화선 번들을 통한 동일 서비스를 제공하는 타 사와의 공존이 가능하다[3].

<표 2>

VDSL2와 기가 인터넷 서비스 주요 규격 비교 [3]

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KT는 이러한 기가 인터넷 서비스 기술을 이용한 시범 서비스를 제공하였으며, 기존의 VDSL 가입자 일부를 대상으로 기가 인터넷 서비스로 전환한 후 서비스가 혼합된 환경에서의 성능시험을 수행한 바 있다. VDSL 서비스 38 가입자와 기가 인터넷 서비스 24 가입자가 존재하는 환경에서 VDSL 서비스 가입자에게 제공되는 평균 전송속도가 각각 56Mbps(상향), 64Mbps(하향)로 전환 전과 비교하여 상향 대역에서 5.7%의 속도가 증가했지만 하향 대역에서는 약 4%의 속도 저하가 발생하였다. VDSL 서비스와 기가 인터넷 서비스의 중복 주파수 대역에서의 VDSL 단말장치의 PSD 레벨은 –56.5dBm/Hz 이하, 기가 인터넷 단말장치는 –70dBm/Hz 이하의 표준 규격을 적용하기 때문에 기가 인터넷 서비스와 VDSL 서비스 간 상호간섭 영향이 미미한 것으로 나타났다[4].

3. 관련 기술기준 현황

「방송통신설비의 기술기준에 관한 규정」제14조에따라 방송통신설비의 운용자와 이용자의 안전 및 서비스의 품질 향상을 위하여 방송통신서비스를 제공하는 사업자 설비 및 가입자 단말장치에 대한 기술기준을 정하도록 하고 있다. 주요 규정사항은 다음과 같다[5].

- 방송통신망 및 망 운용자에 대한 위해 방지 규정

- 방송통신망의 오용 및 요금 산정 기기의 고장 방지

- 방송통신망 및 서비스의 장애인 접근 용이성

- 비상방송통신서비스를 위한 망 접속 규정

- 방송통신망과 단말장치 간, 단말장치와 단말장치 간 상호작동 규정

- 전송 품질 유지 규정

- 전화 역무 간 상호운용 규정

- 기타 방송통신망 보호 규정

또한, 「방송통신발전기본법」제28조 및 상기「방송통신설비의 기술기준에 관한 규정」제14조에 근거하여 (그림 3)과 같이 유선 기반의 통신서비스 기술 종류에 따라 이에 접속되는 단말장치가 준수해야 할 일반적 조건과 물리적/전기적 기술 규격을 정하고 이를 국립전파연구원의「단말장치 기술기준」으로 고시하고 있다.

(그림 3)

단말장치 기술기준 주요 규정 내용

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한국전자통신연구원에서는 2015년 국립전파연구원과 관련 산-학-연 전문가들로 구성된 ‘단말장치 기술기준 검토위원회’를 운용하고, KT에서 개발한 기가 인터넷 서비스 단말장치의 기술기준의 도입을 위한 연구를 추진하여 2015년 11월에 최종적으로 기술기준에 반영하였다. KT의 기가 인터넷 서비스 기술은 기본적으로 망 구조의 유사성을 고려하여 xDSL 서비스 기술로 분류될 수 있으며 기존 저속의 ADSL이나 VDSL과의 차별성을 부여하기 위해 ‘기가급 초고속 디지털 가입자 회선(Giga-class Digital Subscriber Line: GDSL)’ 이란 기술명으로 기술기준에 도입되었다[6]. 세부 기술기준 규정사항에 대해서는 Ⅲ장에서 다룬다.

또한, 앞서 말한 바와 같이 기가 인터넷의 전송속도를 보장하기 위해서는 우수한 기술을 적용한 새로운 통신서비스의 개발뿐만 아니라 정확하고 효율적으로 대용량의 데이터를 전송하기 위한 통신 케이블의 품질 역시 간과할 수 없다. 통신사업자 설비로부터 각 가입자가 주거하는 건축물에 이르는 가입자망 케이블의 경우 통신사업자 중심의 고도화가 상당히 진전되어 있으나 일부 가입자 구내 영역에서는 여전히 실질적인 기가 인터넷 서비스 제공이 어려운 것이 현실이다.

국립전파연구원 고시「접지설비·구내통신설비·선로설비 및 통신공동구 등에 대한 기술기준」에서는 초고속 정보통신서비스 전송 과정에서의 병목 현상을 해소하기 위하여 2012년 개정을 통해 가입자 구내에서 사용할 수 있는 통신 케이블의 종류로서 기존의 16MHz 이상의 전송 특성을 갖는 꼬임케이블(cat.3 등급 이상)을 대신하여 100MHz 이상의 전송 특성을 갖는 꼬임케이블(cat.5e 등급 이상)을 의무적으로 사용하도록 하고 규정하고 있으며 이외에도 광섬유케이블, 동축케이블 역시 사용할 수 있도록 하고 있다[7]. 하지만 이는 옥내 구간을 위한 꼬임케이블의 성능 기준으로 현행 기술기준에서는 옥외 구간에 대한 명확한 케이블 성능 기준을 마련하고 있지 않아 일부 아파트와 같은 공동 주택의 구내간선계에서 여전히 16MHz 이하의 전송 특성을 갖는 저 성능의 꼬임케이블이나 CPEV 케이블을 사용하고 있어 데이터 병목 현상을 회피하기 어려운 실정이다.

이에 한국전자통신연구원에서는 2017년 하반기를 목표로 공동 주택뿐만 아니라 업무용 건축물의 옥내와 옥외에서 모두 최소한 cat.5e 등급 이상의 꼬임케이블이나 광섬유 케이블의 사용을 의무화 할 수 있도록 기술기준 개정을 추진 중이다. 다만 이러한 노력에도 불구하고 오래된 기축 건축물에 설치된 낡은 통신 케이블은 기술기준의 개정이나 건축주(이용자)의 의지만으로 고성능의 통신케이블로 교체될 수 있는 것은 아니므로 ITU-T G.hn 표준 기반 기가 인터넷 기술과 함께 ITU-T G.fast 표준 기반의 기가 인터넷 서비스 기술과 같은 새로운 가입자망 기술의 개발이 요구되고 있다.

4. 국제 표준화 동향

KT의 기가 인터넷 기술은 ITU-T SG15에서 제정한 G.hn(G.996x 계열 권고) 표준 규격을 적용한 가입자망 기술로, G.hn 표준에서는 기존의 전화선뿐만 아니라 동축케이블, UTP 케이블, 전력선 등의 매체를 이용하여 고속의 유선 기반 통합 홈네트워킹 송수신기(Unified high-speed wireline-based home networking transceiver)에 대한 종합적인 규격을 제시하고 있는데, 이 중에서 전화선을 이용한 100MHz의 bandplan의 경우에 대한 세부 규격을 준용하고 있다. G.hn 계열 표준 규격 별 주요 내용은 다음과 같다[8][9].

- G.9960: 시스템 구조와 물리 계층 규격

- G.9961: 데이터 링크 계층 규격

- G.9962: 관리 규격

- G.9963: Multiple-Input Multiple Output(MIMO) 세부 규격

- G.9964: Power Spectrum Density(PSD) 규격

기가 인터넷 기술은 ITU-T G.hn 계열 표준을 응용하여 새롭게 도입된 기술이지만, 준용하고 있는 G.hn 계열 표준 규격은 태생이 홈네트워크 서비스를 위해 개발된 표준 규격이다. 이에 KT에서는 이웃 도메인이 존재하는 상황에서 전화선 인프라를 이용한 G.hn 기반의 송수신기의 사용에 대한 정의 및 네트워크의 구성과 배치, 네트워크 장비 등에 대한 가이드 라인을 제시하고 있는 기술문서(전화선을 이용한 엑세스망 및 구내에서의 G.hn 기술 운용)를 ITU-T SG15에 제출하여 검토를 진행하여 왔다[10].

KT에서 제출한 기술문서의 논의 과정에서 기존 VDSL의 대체 서비스로서의 VDSL PLUS와 G.fast 표준 개발을 주도하고 있는 Q4 진영에서는 이에 대한 지속적인 반대 입장을 표명하였다. 특히 Orange Telecom 사에서는 제출된 기술문서로 인한 관련 산업계에 야기될 혼란을 우려하여 마지막 전체 회의에서도 반대 의견을 굽히지 않았다. Orange Telecom에서는 이 기술문서로 인해 Q4에서 개발되거나 개발이 진행 중인 동일 목적의 유사 기술 간 상호 호환성을 보장할 수가 없으며 이미 시장에서 서비스되고 있는 VDSL 시스템과 케이블을 공유하는 경우 관련 산업계의 심각한 분열을 야기하고 서비스 제공업자와 사용자에게 중대한 간섭 문제를 발생시킬 수 있다는 반대 의견을 제시하였으나, 제출된 기술문서 상의 세부 기술 규격에 대한 검토가 이미 이전의 소회의를 통해 검증되었고 또한 이는 표준 규격이 아닌 가이드라인 차원의 기술문서로서의 지위를 고려하여 최종적으로 승인이 완료되었다.

ITU-T SG15에서는 이외에도 기존의 VDSL 서비스를 대체할 수 있는 새로운 표준 규격을 개발해 오고 있는데, 기존 VDSL 서비스 주파수를 확장하여 더욱 장거리의 서비스를 제공하고자 하는 VDSL PLUS 기술과 간섭 영향 요인을 사전에 계산하여 제거하는 vectoring 기술에 기반을 둔 G.fast 표준이 대표적이다. G.fast 기반 기술은 기존의 VDSL 서비스 기술의 자연스러운 대체 효과를 위해 VDSL 시스템과 공존하는 경우 중복되는 주파수 대역을 notching하여 간섭 영향을 회피하고, 독립적인 서비스 제공 시 전 대역을 사용할 수 있도록 하는 기술이다[11]. 하지만 G.fast 기반 기술에 적용되는 vectoring 기능은 방대한 계산량을 요구하는 것으로 아직 시스템 내부에서의 vectoring은 가능하나 시스템 간 vectoring의 완벽한 구현이 어려운 형편이다. 세계 시장에서도 이러한 사정을 고려하여 아직까지 차세대 기가 인터넷 서비스 기술로서 G.hn 응용 기술과 G.fast 기반 기술 그리고 VDSL PLUS 기술의 도입에 신중을 기하는 한편 각 기술 진영에서는 시장의 선점을 위한 물밑 경쟁이 치열한 상황이다.

Ⅲ. 기가 인터넷 기술기준 도입 현황

기가 인터넷 서비스 단말장치의 기술기준을 마련하기 위해 검토된 주요 규정 대상은 다음과 같다.

- 서비스 기술명 및 준용 국제 표준의 명기

- 사용 주파수와 전송 방식

- 송신 신호 전력 스펙트럼 밀도

- 송신 신호 전력

- 송신 신호의 종전압 및 평형도

- 타 시스템과의 간섭 영향 조건

국제 표준과의 부합성을 위하여 가급적 준용 국제 표준에서 제시한 규격에 대한 도입 타당성을 검토하여 큰 틀에서의 변화 없이 도입하였으나 필요한 경우 국내 시장 환경과 기술적 조건을 고려하여 보다 현실에 적합한 기준을 마련하고자 하였다. 이전 연구에서 기가 인터넷 서비스를 위한 단말장치 기술기준의 도입 현황에 대하 간략히 소개한 바 있으나[1], 본고에서 각 기술기준 항목의 도입 현황에 대하여 자세하게 소개한다.

1. 서비스 기술명 및 준용 국제 표준의 명기

KT에서 개발한 ‘기가와이어’는 자체 기술명으로 이를 기술기준에서 사용하는 것은 바람직하지 않을 뿐만 아니라 향후 유사한 기술의 도입을 위해서도 보다 일반적인 서비스 기술명을 사용해야 한다. 이에 기존의 xDSL 시스템과의 유사한 가입자망 구조를 고려하여 ‘기가 급 초고속 디지털 가입자 회선’으로 명기하여 기술 발전의 연속성을 부여하였다. 또한, World Trade Organization (WTO)의 무역 기술 장벽 협정(Agreement on Technical Barriers to Trade: TBT) 규정에 근거하여 국제 표준과의 부합화가 중요한 단말장치 기술기준의 특성 상 해당 기술에서 준용하는 국제 표준명을 가급적 변형 없이 명기하였다.

2. 사용 주파수 및 전송 방식

현재 국내에 도입된 기가 인터넷 서비스 기술은 G.9964 표준 규격의 전화선 기반의 100MHz band plan을 적용하고 있어 3.5~100MHz의 주파수를 사용하고 있으나 향후 확장 가능성을 고려하여 사용 주파수 대역을 2~100MHz로 규정하였다. 또한, 전송 방식으로는 Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM)을 사용하는 TDD 방식을 사용하도록 하였다.

3. 송신 신호 전력 및 전력 스펙트럼 밀도(PSD)

송신 신호 전력 기준은 G.9964 표준 규격을 준용하여 0.005~150MHz의 측정 주파수에서 4.5dBm 이하를 준수하도록 하였다.

(그림 4)

전화선 기반 송신을 위한 PSD 마스크[9]

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PSD 레벨 기준은 G.9964 표준 규격의 PSD 마스크와 100MHz bandplan에 대한 PSD 마스크 파라미터[(그림 4), <표 3> 참조]를 근간으로 도입하였으나 국내 시장 환경 및 기술적인 적용 가능성을 고려하여 이를 일부 수정하여 기술기준에 반영하였다. 도입된 기가 인터넷 서비스 단말장치는 데이터뿐만 아니라 음성(전화)까지 서비스하고 있기 때문에 음성 서비스의 품질 저하 방지를 위하여 4kHz 이하 주파수 대역에 대한 PSD 레벨 기준과 최대 전력(15dBrn)을 별도로 구분하여 추가로 규정하였다.

<표 3>

전화선 기반의 100MHz bandplan을 위한 PSD 마스트 파라미터[9]

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G.9964에서는 3.5MHz 이하 대역을 서비스를 위한 용도로 사용하지 않지만 고조파에 의한 대역 외 PSD 영향으로부터 splitter-less ADSL 서비스를 보호하기 위한 기준으로 제시된 1.7MHz 이하 대역의 PSD 레벨(–140dBm/Hz 이하)은 통상적인 잡음 레벨보다 낮은 것으로, 이를 확인하기 위해서는 별도의 필터 등을 이용하여 외부 잡음원을 원천적으로 차단한 후 측정해야 하는 어려움이 있다. 이에 ADSL/VDSL 서비스에 대한 간섭 영향이 없는 수준인 –100dBm/Hz로 수정하여 반영하였다. 또한,<표 3>의 ∆ʄ 는 시스템 제조업체의 기술 역량과 필요성에 따라 적절한 값을 적용할 수 있다. 다만 ∆ʄ 의 값이 커지면 그만큼의 성능 손실이 발생하게 된다. 이러한 이유로 G.9964 표준에서는 특정 값을 명시하지 않았으나 기술기준 관점에서 이런 명확하지 않은 값을 기술할 경우 기준 적용상의 혼란이 예상되기 때문에 최소한의 적절한 범위를 제시해야 한다. 현재 VDSL2 표준 규격과 G.fast 표준 규격에서 ∆ʄ 를 0.175MHz로 정의하고 있기 때문에 이를 반영하여 0.175MHz보다 작거나 같은 ∆ʄ 값을 사용하도록 기술기준에 규정하였다.

4. 송신 신호 종전압 및 평형도

G.9964는 기본적으로 홈네트워크 서비스를 위한 송수신기에 대한 표준으로 송신 신호의 종전압과 평형도에 대한 규격을 제시하고 있지 않다. 이에 망 구조와 서비스 제공 형태가 유사한 기존의 VDSL 시스템에 대한 적합성평가 시험 방법을 토대로 기가 인터넷 서비스 단말장치의 종전압과 평형도에 대한 시험을 수행하여 도출된 값을 기술기준에 반영하였다.

시험 결과, 송신 신호의 종전압의 경우 기존의 VDSL 서비스 단말장치의 종전압 기준인 –50dBV 기준을 만족하고 있으며 평형도 역시 VDSL 서비스 단말장치의 평형도 기준인 35dB 이상을 만족하는 것으로 나타났다. 다만, 시험을 수행하는 과정에서 평형도 기준을 다소 벗어나는 경우가 있었으며 이는 잡음 환경과 종전압 기준이 동일한 상태에서 실제로 표준 규격보다 낮은 송신 전력을 사용하기 때문에 나타나는 현상으로 이러한 점을 고려하여 30dB 이상의 평형도 기준을 마련하였다. 현재 이와 관련하여 ITU-T SG15에서 논의가 진행되고 있으며 논의 결과에 따라 필요 시 기술기준의 개정이 필요할 것이다.

5. 타 시스템과의 간섭 제한 기준

현재 기가 인터넷 서비스 단말장치는 기존의 VDSL 서비스와 30MHz 이하 대역을 공유하고 있어 동일 번들(bundle) 내 전화선을 이용하는 VDSL 시스템과의 간섭에 대한 영향을 고려해야만 한다. 상용 단말장치에서는 이 대역의 표준 PSD 레벨 규격보다 낮은 레벨을 사용하고 있어 VDSL 서비스와의 간섭 영향은 미미하다고 할 수 있으나 간섭 영향으로 인한 두 시스템의 성능 저하를 야기해서는 안 되며 이를 위한 적절한 보호 기준이 필요하다. G.9964 표준 규격에서도 역시 VDSL 시스템과의 간섭 문제를 해결하기 위해 두 시스템 간 중복 대역에서 기가 인터넷 서비스 주파수의 노칭(notching) 규정에 대하여 언급하고, 추가적인 검토를 통해 Annex E에 구체적인 간섭 회피 기준을 마련하기로 하였으나 아직까지 명확한 값이 마련되지 않은 실정이다.

이에 기술기준 연구위원회에서는 통신사업자 및 제조업체의 협조를 통해 시스템 간 간섭 영향을 평가하기 위한 시험을 수행하였다. 운용 통신 사업자가 다른 두 VDSL 시스템 간 간섭 시험 결과 일부 화선에서 전송속도의 저하 현상과 함께 On Line Reconfiguration(OLR) 기능이 동작되는 것을 확인하였다. 또한, VDSL 시스템과 기가 인터넷 시스템 간의 간섭 시험에서는 기가 인터넷 시스템이 상용 PSD 레벨을 사용하는 경우에는 간섭 영향이 미미하게 나타났으나, 기가 인터넷 시스템이 표준 규격상의 최대 PSD 레벨(-70dBm/Hz)을 사용했을 때는 VDSL 시스템의 다운링크보다는 업링크의 전송속도가 저하되는 현상이 나타났다. 이와 같이 가입자가 서비스 품질을 체감할 수 있는 다운링크에서의 간섭은 미미하게 나타났으나, 서비스를 제공받는 가입자의 환경에 따라 상용레벨이 아닌 최대 레벨을 사용한다면 기가 인터넷 서비스로부터 VDSL 시스템에 미치는 간섭 영향은 반드시 고려되어야 한다. 이에 기가 인터넷 시스템으로부터 VDSL 시스템에 미치는 간섭 영향의 제한 기준을 마련하기로 하였으며 두 시스템이 공존하는 경우 기가 인터넷 단말의 PSD 레벨을 -80dBm/Hz 이하로 제한하도록 하였다.

Ⅳ. 결론

최근 일반 전화선을 이용하여 기가 급의 전송속도를 목표로 하는 기가 인터넷 서비스에 대한 국제 표준 개발이 활발히 진행 중이며 일부 개발이 완료되어 상용 서비스를 개시하고 있다. 본고에서는 이러한 기가 인터넷 서비스 단말장치에 대한 국제 표준화 동향과 시장동향에 대하여 분석하고 국내에서 개발된 ITU-T G.hn 표준 기반의 기가 인터넷 서비스 단말장치의 기술기준 도입 현황을 알아보았다.

현재 국내에서는 G.hn 표준 기반의 기가 인터넷 서비스의 100MHz bandplan을 200MHz까지 확장하여 최대 1Gbps 이상의 전송속도를 제공하기 위한 기술개발이 완료 단계에 있으며, 또한 VDSL 대체 기술로서 G.fast 표준 기반의 기가 인터넷 서비스가 상용화를 앞두고 있다. 한국전자통신연구원에서는 ‘방송통신설비의 기술기준 연구’를 통해 이러한 다양한 기가 인터넷 서비스 단말장치의 세부 기술기준을 마련하기 위한 연구를 수행하고 있으며, 이를 위해 G.hn 표준뿐만 아니라 G.fast 표준 기반의 기가 인터넷 서비스 단말장치 기술기준 도입을 위한 검토가 진행되고 있다. 서비스 주파수의 일부 또는 전 대역을 공유하고 있는 상기의 다양한 기가 인터넷 서비스 기술의 원활한 시장 진입을 위한 상호간섭 영향 기준과 함께 각각의 기가 인터넷 서비스 단말장치의 자체 성능 기준을 마련하여 2016년도 하반기 최종 기술기준 도입을 목표로 하고 있다.

용어해설

기가 인터넷(Giga Internet) 1초마다 데이터 10억 비트를 전송하는 인터넷. 데이터 전송속도가 1Gbps 정도로 이미 대중화한 100Mbps급 초고속 인터넷보다 약 10배 빠른 기술

집중구내통신실 국선이나 국선단자함 또는 국선배선반과 초고속 통신망 장비, 이동통신망장비 등 각종 구내통신선로설비를 설치하기 위한 공간

구내간선계 건축물의 국선단자함(집중구내통신실)에서 동단자함 또는 동단자함에서 동단자함까지의 구간

근단누화(NEXT) 임의의 회선(또는 케이블 쌍)에 신호가 전송되고 있을 때, 송신단 측에 본래 의도하지 않은 신호가 발생하는 누화

원단누화(FEXT) 서로 평행하게 배치된 신호선 사이에 발생하는 누화에서 유도 신호선의 수신단과 같은 단의 피유도 신호선상에 발생하는 누화

약어 정리

ADSL

Asymmetric Digital Subscriber Line

CPEV

City Pair Polyethylene insulated PVC sheathed cable

DSLAM

Digital Subscriber Line Access Multiplexer

FEXT

Far-End Cross Talk

FTTH

Fiber-To-The Home

GAM

G.hn Access Multiplexer

GDSL

Giga-class Digital Subscriber Line

GGSN

gateway node, wireless access network

GNT

G.hn Network Terminal

HFC

Hybrid Fiber Coax

LAN

Local Area Network

MIMO

Multiple-Input Multiple Output

NEXT

Near-End Cross Talk

OFDM

Orthogonal Frequency Division Multiplexing

OLR

On Line Reconfiguration

PSD

Power Spectrum Density

TBT

Agreement on Technical Barriers to Trade

TDD

Time Division Duplex

TIV

Telephone Indoor Vinyl insulated

UHD IPTV

Ultra High Definition Internet Protocol TV

VDSL

Very High-Data Rate Digital Subscriber Line

WTO

World Trade Organization

[1] 

최문환, “기가인터넷 서비스 단말장치 기술기준 도입 연구,” 한국통신학회 동계종합학술발표회, 2016, pp. 545-546.

[2] 

방송통신위원회, 한국정보화진흥원, “Giga 인터넷 서비스기반 구축 및 활성화를 위한 Giga 인터넷 도입 추진 계획(안),” 2009. 9.

[3] 

KT, “GiGA Wire 기술 설명 자료,” 단말장치 기술기준 검토위원회 발표 자료, 2015년.

[4] 

KT, “ITU-T G.hn 기반 동선을 활용한 기가인터넷 서비스 제공 기술(GiGA Wire 기술 중심)”, 한국정보통신기술협회 TC2 워크숍, 2015.

[5] 

대통령령 제24445호, “방송통신설비의 기술기준에 관한 규정,” 2013. 3. 23.

[6] 

국립전파연구원 고시 제2015-24호, “단말장치 기술기준,” 2015. 11. 24.

[7] 

국립전파연구원 고시 제2015-19호, “접지설비·구내통신설비·선로설비 및 통신공동구 등에 대한 기술기준,” 2015. 9. 24.

[8] 

ITU-T G.9960 Amendment 1, “Unified High-Speed Wireline-Based Home Networking Trans-ceivers-System Architecture and Physical Layer Specification,” 2014.

[9] 

ITU-T G.9964, “Unified High-Speed Wireline-Based Home Networking Trans-ceivers-Power Spectral Density Specification,” 2011.

[10] 

ITU-T Technical Paper, “TPLS.G-HN Operation of G.hn Technology Over Access and In-Premises Phone Line Medium,” 2015.

[11] 

ITU-T G.9700, “Fast Access to Subscriber Terminals (FAST)-Power Spectral Density Specification,” 2014.

(그림 1)

기가 인터넷망 개념도[2]

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(그림 2)

KT 기가 인터넷 서비스 개념도[3]

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(그림 3)

단말장치 기술기준 주요 규정 내용

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(그림 4)

전화선 기반 송신을 위한 PSD 마스크[9]

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<표 1>

초고속 인터넷 기술 방식별 가입자 현황 (단위: 명, 2015. 12. 현재)

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<출처> : 미래창조과학부 통계 자료 활용

<표 2>

VDSL2와 기가 인터넷 서비스 주요 규격 비교 [3]

images_1/2016/v31n2/ETRI_J003_2016_v31n2_63_t002.jpg
<표 3>

전화선 기반의 100MHz bandplan을 위한 PSD 마스트 파라미터[9]

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