따라서 통신서비스 사업자들은 인터넷 트래픽의 지속적인 증가를 수용하면서도 저렴한 비용으로 가입자망을 구성할 수 있는 PON(Passive Optical Network 수동형 광가입자망) 기술 상용화에 관심을 보이고 있다.
통신만을 기능적으로 분류하면 전송망, 교환망, 가입자망으로 구분되는데 가입자망은 교환망에서 각 가입자 사이에 구성되는 망을 의미한다. 가입자망은 동선전화선, 동축케이블, 광섬유 등 수동 가입자 선로가 주요 구성요소인데, 현재 초고속 데이터 통신을 위해 가장 널리 사용되고 있는 것이 ADSL과 케이블 모뎀이다.
또한 ADSL에 이어 가입자 당 10Mbps 이상의 전송속도를 제공해 주는 VDSL(초고속디지털가입자회선) 서비스가 개시됐고, 1∼100Mbps급 광이더넷도 관련장비가 속속 개발되면서 상용화되고 있다.
하지만 각종 대용량 데이터 서비스와 고화질의 비디오 서비스를 위해서는 이를 뛰어넘어 전송거리에 제한없이 고품질의 서비스를 제공할 수 있는 광가입자망 구성이 전제돼야 한다고 보고 있다.
광가입자망은 말그대로 광섬유를 가입자에 직접 연결하는 고도화된 가입자망을 의미하는데 광섬유가 가입자에 어느정도까지 접근했느냐에 따라 FTTC(Fiber To The Curb 아파트 및 주거밀집지역까지 광케이블 연결), FTTO(Fiber To The Office 대규모 사무실 앞까지 광케이블 연결), FTTH(Fiber-To-The Home 가입자 가정까지 광케이블 직접연결) 등으로 구분된다. FTTC는 홈랜 등의 명칭으로 아파트 등에서 이미 실시되고 있으면 FTTO도 많이 사용되고 있다.
그런데 역시 가장 바람직한 가입자망은 FTTH로 보고 있다. 결국 광섬유를 각 가입자 댁내에 직접연결, 속도의 제한 없이 서비스를 이용할 수 있는 방식이다. 하지만 각 가정내에 광섬유를 연결할 고가의 장비가 필요하고 이를 데이터화할 수 있는 장비 또한 하나씩 필요하게돼 이상적인 시스템으로만 여겨지고 있는 실정이다.
따라서 FTTH 광가입자망을 경제적으로 구축하는 방법으로 광케이블을 직접 포설하지는 않지만 같은 효과를 거둘 수 있는 PON이 각광받고 있는 것이다.
PON은 서비스의 제공자인 중앙기지국(CO Central Office)과 수요자인 가입자들을 오직 수동 광소자만을 이용해 연결한 네트워크로 다중화된 음성, 데이터 또는 비디오 서비스를 광신호에 실어 가입자들이 공유하고 있는 광섬유와 광분배기를 통해 가입자들에게 수동적으로 전송되는 시스템이다.
즉 광케이블을 가입자와 가장 가까운 곳 까지 끌어와 광분배기를 통해 한 가닥의 광섬유를 여러 가닥의 광섬유로 분기해 각 가입자망에 연결하는 것이다.
일반적으로 PON은 ATM PON 방식으로 단일 광섬유 OLT(Optical Line Terminal)에서 다수의 ONT(Optical network Terminal)를 연결하는 구조로 구성된다. OLT는 대부분 CO 또는 POP(Point of Presence)와 같은 통신사업자의 전화국에 위치하고 ONT는 서비스 제공자 영역이나 LAN서버가 있는 가입자의 지역 근처에 설치된다.
PON방식으로 광가입자 망을 구성한 것은 90년대 초 British Telecod의 20Mbps 반송속도를 갖는 T-PON이 최초였지만, ATM PON이 전세계 14개 전화회사로 구성된 단체인 FSAN에 의해 소개된 후 98년 국제 표준 권고안이 확정, 현재 상용화되고 있다.
한편 OLT와 ONT 연결시 광케이블은 수동 광스플리티(Passive Optical Splitter)에 의해 분기되며, 최대 32개의 ONT를 연결할 수 있으며 현재 ATM PON의 데이터 속도는 155Mbps이다.
하지만 이러한 ATM PON은 가입자의 인입선로의 완전 교체 및 망측의 광송수신기의 대량 수요로 초기 비용이 과다하게 소요되고, 가입자측 광접속장비(ONU Optical Network Unit)마다 고가의 광송수신기가 필요해 아직 FTTC에 비해 가격경쟁력이 떨어지는 단점이 있다.
한편 최근에는 ATM PON이 가지는 155Mbps(최대 622Mbps) 전송 용량의 한계 및 가입자 수의 제한을 극복하기 위해 WDM 기술을 이용한 기간망 중심의 대용량 전송기술을 궁극적으로 가입자망에게까지 연결하는 WDM PON에 대한 연구가 미국, 유럽, 일본 등을 중심으로 진행되고 있다.
WDM PON은 가입자별 혹은 서비스별로 파장을 다중화하는 WDM 방식을 사용하여 다수의 ONU가 여러 개의 Optical links를 통해서 CO(Central Office)에 연결되는 구조로서 크게 CO, 지역기지국(RN Remote Node), ONU로 구성되는데 이러한 WDM-PON은 넓은 대역폭을 가지므로 시스템의 용량을 크게 확장시킬 수 있다는 장점이 있다.
이 경우 CO는 서로 다른 여러 개의 파장을 가지는 광신호를 생성해 RN로 전송하고 다시 각파장별로 ONU로 보내지는 방식이다. 반대인 경우에는 여러 가입자망인 ONU에서 RN로 전송되어 CO로 향하는 신호를 수신하는 부분으로 이뤄지게 된다.
ONU는 RN에서 분배된 각각의 WDM신호를 수신하여 가입자에서 전송하거나, 각 가입자에서 CO로 향하는 여러 개의 SCM(Sub-carrier Multiplexing) 신호를 하나의 WDM파장에 실어 RN으로 전달하는 기능을 담당하게 된다. .
이런 WDM-PON은 상/하향 파장으로서 다수의 WDM 파장을 사용하기 때문에 시스템의 용량을 크게 증가시킬 수 있으며 유연성이 우수하여 효율적인 네트워크 구성이 가능하다.
또 ATM-PON과 비교하여 Power splitting loss가 작아서 가입자를 크게 증가시킬 수 있다.
국내에서 정부나 관련업계에서 PON에 관심을 두는 것은 무엇보다 외국과의 기술차이가 얼마 나지 않는 다는데 있다. 즉 ADSL의 급속한 확장에 따른 각종 시스템과 장비가 절반 이상이 외국제품에 의해 독점당하다시피 한 것과는 달리 PON 의 경우 외국기술도 아직 미흡한 상태라 국내 기술력으로도 충분히 승부를 걸 수 있다고 보고 있다.
ETRI의 주간기술동향 보고서에 따르면 일본의 경우 97년 후지쯔에 의해 개발된 ATM PON 방식을 적용, 98년 이후 500개 가량의 OLT를 설치해 ATM 전용선 위주의 서비스를 진행하고 있고, BellSouth, SBC 등 북미 통신사업자는 기존 T1 전용선을 광 가입자 망으로 대체하는 방안으로 ATM PON을 적용하고 있다는 것으로 나타났다.
한편 Alcatel, NEC Eluminantm, Paceon, Quantum Bridge, Terawave 등이 현재 조기 사용 제품을 출시했거나 준비하고 있는 것으로 알려지고 있다. 하지만 아직 ATM PON에 대한 인식이 미흡한 상태고 상용화하더라도 여전히 널리 활용되기에는 경제성에 문제가 있어 확산될지는 미지수라는게 전문가들의 견해다.
국내의 경우에는 조금 늦은 감은 있지만 ETRI와 한화정보통신, 삼우통신공업, 두일전자, 농심데이터시스템과 공동으로 하향 622Mbps 또는 155Mbps, 상향 155Mbps를 지원하면서 64개 가입자까지 분기할 수 있는 PON 장비를 99년부터 개발중이며 내년 중에 상용화할 계획이다. 정보통신부에 따르면 2003년 이후 FTTH 개념의 가입자망 통신서비스가 등장할 것으로 전망하고 있다.
특히 내년부터 개발에 들어갈 WDM PON 기술에 많은 기대를 하고 있다. 전문가들은 경제성에 초점을 맞추고 있다. 따라서 WDM 기술들이 가입자망에 적용될 수 있도록 양산화, 저가화하는 것이 무엇보다 중요하다고 지적했다.
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