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급증하는 PoE 기기, 통신 케이블도 화재 위험 커진다
급증하는 PoE 기기, 통신 케이블도 화재 위험 커진다
  • 차종환 기자
  • 승인 2021.06.22 21:04
  • 댓글 1
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데이터∙전력 동시 전송
유선 연결 간소화 효과 ‘톡톡’

90W급 지원…적용기기 확산
표준요건 준수 더욱 중요해져

‘저항 불균형’ 화재 불씨 될수도
케이블 테스트∙표준 인증 ‘필수’
IoT 시대를 맞아 데이터와 전력을 동시에 전송하는 PoE 기능이 빠르게 확산되고 있다. [사진=클립아트 코리아]
IoT 시대를 맞아 데이터와 전력을 동시에 전송하는 PoE 기능이 빠르게 확산되고 있다. [사진=클립아트 코리아]

[정보통신신문=차종환기자]

전선에 과도한 전류가 흐르면 화재가 날 수 있다는 것은 기본 상식이다.

그러나 통신 케이블(UTP)은 전력을 전달하는 것이 주목적이 아니기 때문에 그리 많은 전력을 소모하지 않으며, 상대적으로 화재의 위험이 덜한 것이 사실이다.

하지만 기기 구동을 위한 전력을 이더넷 케이블에 함께 실어보내는 PoE(Power over Ethernet) 기능이 빠르게 확산되면서 통신 케이블도 화재사고로부터 안전할 수 없다는 목소리가 점차 커져가고 있다.

 

■IoT 시대…케이블 간소화 ‘숙제’

사물이 통신으로 연결돼 정보를 주고받으며 새로운 부가가치를 창출하는 사물인터넷(IoT)은 더 많은 기기들의 인터넷 연결을 가속화하고 있다.

사람이 손으로 직접 사용하는 디바이스의 경우 이동의 자유로움이 중요하기 때문에 무선 연결이 주로 사용된다. 이 때 디바이스의 전력은 배터리를 기반으로 공급된다.

무선 못지않게 사용이 늘고 있는 것이 유선 연결이다. 유선은 잦은 충전과 한정된 사용시간이라는 배터리 기반 디바이스의 불편함을 해소할 수 있다. 주로 24시간 모니터링 혹은 대기모드가 필요한 IP카메라, IP폰, 센서, LED조명, 인터넷공유기 등이 유선 연결을 사용한다.

하지만 유선기기는 전력을 공급하기 위한 전원선에 이더넷 케이블까지 최소 2개 이상의 케이블을 연결해야 한다는 불편함을 피할 수 없다.

이러한 문제를 해결하기 위해 전력을 아예 이더넷 케이블로 공급하려는 시도가 생겨났다. 전원선은 건물이 지어질 때 매설되기 때문에 수정이 불가능한 반면, 이더넷 케이블은 상대적으로 설치와 변경이 쉬워 다양한 사용환경을 지원해야 할 IoT에 안성맞춤이기 때문이다.

이처럼 통신과 전원 공급을 동시에 실현하는 것이 바로 PoE다.

 

■더 많은 전력공급 위해 진화

국제전기전자기술자협회(IEEE)는 1부터 8클래스(Class)의 PoE 표준(802.3bt)을 규정하고 있다. 각 클래스는 허용전력에 따라 구분되는데, 현재 4W에서부터 90W까지 지원한다.

2003년 제정된 최초의 PoE 표준인 802.3af가 2페어에 최대 15.4W를 지원하며, 2005년 제정된 802.3at(PoE+)가 최대 30W까지 지원한다.

이후에 시스코(Cisco)사가 4페어 모두를 사용하는 ‘범용 PoE(UPOE)’를 개발, 최대 60W를 지원하기에 이른다. 이어 IEEE는 2018년 9월, 90W의 전력을 공급하는 802.3bt를 승인했다.

클래스가 낮을수록 센서, 신호 등 단순 제어장비들이 지원되고 클래스가 높을수록 보다 고도화된 장비를 사용할 수 있다.

PoE는 크게, 데이터 신호와 케이블링에 전력을 공급하는 전력공급장치(PSE), PSE가 공급한 전력을 소비하는 장치(PD)로 구성된다.

IEEE 표준에 따르면, PoE는 PD가 전력을 요청한 경우에만 PSE가 공급하고, PD와 연결이 끊기게 되면 PSE는 전력을 공급하지 않는다. 때문에 PoE는 콘센트에 항상 전력을 공급하는 일반적인 AC전력 보다 훨씬 안전성이 높다.

또한 43~57V의 낮은 전압을 사용하기 때문에, 별도의 전선 배관이나 분전반 등을 설치하는 까다로운 요건을 고려할 필요가 없다.

 

■표준화되지 못한 케이블링은 ‘시한폭탄’

PoE 인증툴을 사용하는 모습. [사진=플루크네트웍스]
PoE 인증툴을 사용하는 모습. [사진=플루크네트웍스]

표준화된 규격만 놓고 봤을 때 PoE를 사용하는 이더넷 케이블에 화재가 날 수 있다는 가정은 하기 어려워 보인다. 하지만 이는 바꿔 말하면, 표준 요건을 만족하지 못하는 케이블링의 경우 얼마든지 화재가 발생할 수 있다는 의미도 된다.

사실, PoE는 표준화가 그리 체계적으로 이뤄지지 못했다.

초기에 PoE라는 용어 자체가 표준으로 등록되지 못해 어느 공급업체나 PoE 기능을 내세울 수 있었고, 이는 본래 PoE 표준이 제공하는 기능(전원 협상 등)을 제대로 탑재 않은 채 제품이 판매되는 결과를 낳기도 했다.

즉, PSE에 PD를 연결해도 PSE가 PD를 인식하지 못하거나 PD가 충분한 전력을 공급받지 못해 무한 재부팅 되는 등의 문제가 발생했다.

표준을 준수하지 못하는 케이블 연결도 문제로 지적된다.

너무 강한 힘으로 펀치다운 작업이 수행된 케이블, 불량∙마모된 패치코드가 사용된 케이블 등은 케이블 내 저항 불균형을 일으켜, 케이블의 과열, 전력 손실, 심할 경우에는 데이터 손실까지 유발하는 요인이 됐다.

업계에서는 ‘구리 도금 알루미늄(CCA)’ 케이블과 같은 가짜 케이블을 가장 큰 문제로 꼽고 있다. 구리에 비해 전기전도율은 낮고 저항이 높은 알루미늄은 PoE 적용시 더 많은 열을 방출할 수 있기 때문이다.

PoE가 갈수록 지원 전력을 높이고 있는 만큼, 이처럼 표준에 어긋나는 케이블링은 화재의 위험성을 높이는 결과를 초래할 수 있다고 지적한다.

전문가들은 공인된 케이블 테스트 표준에 대한 인증을 받아 PoE 요구사항을 지원할 수 있는지 확인하고 여기에 DC 저항 불균형 테스트가 포함돼 있는지 반드시 확인해야 한다고 입을 모은다.

아울러 PD를 추가할 때 PSE가 증가하는 전력부하를 지원할 수 있는지 확인해야 하며, 장애시 케이블과 네트워크 내에서의 문제지점을 파악할 수 있는 방안을 사전에 마련할 필요가 있다고 조언한다.

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“인증마크 확인∙저항 불균형 해소해야”

[Q&A 미니 인터뷰] 문건호 플루크네트웍스 한국 지사장

 

Q. 기기가 PoE를 지원하는지 어떻게 알 수 있나?

A. 이더넷 표준을 주도하는 단체인 이더넷얼라이언스는 PoE 인증 프로그램을 실시하고 있는데 이 프로그램을 통과한 기기는 인증 마크를 획득할 수 있다. PoE 기능의 가능 여부는 가장 간단하게 이 마크가 찍혀 있는지 확인하면 될 듯하다.

한가지 유의해야 할 점은 마크에 기재된 숫자인데 지원하는 전력의 등급(class)을 표시한 것이다. PSE에 찍혀있는 숫자가 PD에 찍혀있는 숫자보다 같거나 높아야 PoE가 문제없이 작동한다. 이는 PSE가 PD에 전력을 전달하는 입장이기 때문에 항상 PD 보다는 지원 전력량에 여유가 있어야됨을 의미한다.

 

Q. 케이블 구축시 유념해야 될 사항은 무엇인가?

A. 우선, 케이블의 전반적인 저항이 낮아야 한다. 저항이 너무 높으면 전력은 PSE와 PD 사이에서 소멸되기 떄문에 PD가 적절한 전력을 받을 수 없다.

또 하나는 저항 불균형이 발생하지 않도록 해야한다는 점이다. PoE는 2쌍이나 4쌍의 전선에 전류가 고루 나눠 전달돼야 하는데, 이를 위해서는 각 도체의 DC저항이 균형을 이뤄야 한다. 간혹 물리적인 손상 등의 이유로 각 저항간 차이가 발생하는 경우 저항 불균형이 발생하게 된다.

불균형이 심하면 데이터 신호를 왜곡해 비트 오류, 재전송, 심지어 데이터링크 기능 불가를 초래할 수 있다.

구축하는 케이블 시스템이 PoE를 사용해야 하거나 미래에 PoE를 사용할 계획이라면 설치 후 케이블링이 PoE 저항 요건을 충족시키는지 반드시 테스트한 후 레포트를 요청해야 한다.

 

Q. PoE 구축을 위한 플루크네트웍스의 솔루션이 있나?

A. PoE는 PSE의 용량과 PD의 요건을 알면 설치 및 문제 해결이 상당히 수월해진다. 하지만 현장은 그리 녹록치 않은 경우가 대부분이다.

엔지니어들은 스위치의 용량을 알아보기 위해 통신 배선반이나 데이터센터를 찾아다녀야 하고 어느 케이블이 자신이 작업하는 PD에 연결되는지도 찾아야 한다. 이처럼 케이블을 추적하고 스위치에 접근하는 데에만 하루 반나절이 소비되는 경우가 허다하다.

플루크네트웍스가 출시한 ‘마이크로스캐너 PoE’는 엔지니어들이 이러한 좌절의 시간을 보내지 않도록 고안됐다.

이 툴을 케이블에 꽂기만 하면 링크에 이용가능한 전력 클래스가 표시되며, 케이블이 손상된 경우 각 쌍의 길이를 표시해 잠재적인 절단이나 기타 결함을 식별할 수 있다.

식별자를 멀리 떨어진 케이블에 연결해 케이블이 어디로 가는지도 추적할 수 있어 유용하다.

 



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벡아쟈씨 2021-06-23 21:19:42
L1계의 명품..

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