광섬유 케이블(fiber optic cable)은 절연 외피 안에 가는 유리 섬유 다발을 넣은 네트워크 케이블입니다. 장거리 고성능 데이터 네트워킹과 통신을 위해 설계되었으며, 일반 구리 케이블에 비해 훨씬 넓은 대역폭을 제공하고 더 먼 거리까지 데이터를 전송할 수 있습니다. 오늘날 전 세계 인터넷, 케이블 TV, 전화 시스템의 상당 부분이 바로 이 광섬유 케이블 위에서 운영되고 있습니다.
광섬유 케이블은 소형 레이저나 발광 다이오드(LED)가 만들어내는 빛의 펄스를 이용해 통신 신호를 전달합니다.
광섬유 케이블의 작동 원리
광섬유 케이블은 사람 머리카락보다 약간 굵은 정도의 유리 섬유 한 가닥 이상으로 구성됩니다. 각 섬유의 중심부를 '코어(core)'라고 부르며, 이곳이 빛이 이동하는 통로 역할을 합니다. 코어 주위에는 '클래딩(cladding)'이라 불리는 유리층이 감싸고 있어, 빛을 안쪽으로 반사시켜 신호 손실을 막고 케이블이 굽어 있어도 빛이 그대로 통과할 수 있게 해줍니다.
광섬유 케이블은 크게 싱글 모드(single mode)와 멀티 모드(multi-mode) 두 가지로 나뉩니다. 싱글 모드 광섬유는 극도로 가는 유리 섬유와 레이저를 사용해 빛을 만들어내고, 멀티 모드 광섬유는 LED를 사용합니다.
싱글 모드 광섬유 네트워크는 흔히 파장 분할 다중화(WDM, Wave Division Multiplexing) 기술을 활용해 한 가닥의 섬유가 실어 나를 수 있는 데이터 트래픽 양을 늘립니다. WDM은 서로 다른 여러 파장의 빛을 하나로 합쳐(다중화) 전송한 뒤, 수신 측에서 다시 분리(역다중화)하는 방식으로, 사실상 하나의 빛 펄스로 여러 통신 스트림을 동시에 전송할 수 있게 해줍니다.
광섬유 케이블의 장점
광섬유 케이블은 장거리 구리 케이블에 비해 여러 가지 뚜렷한 이점을 제공합니다.
- 더 큰 전송 용량: 비슷한 굵기의 구리 케이블보다 훨씬 많은 네트워크 대역폭을 처리할 수 있습니다. 10Gbps, 40Gbps, 100Gbps급 광케이블은 이미 표준으로 자리 잡았습니다.
- 장거리 전송에 유리: 빛은 광섬유 케이블 위를 매우 긴 거리를 이동해도 세기를 거의 잃지 않기 때문에, 신호 증폭기(부스터)의 필요성이 크게 줄어듭니다.
- 간섭에 강함: 구리 케이블은 전자기 간섭을 막기 위해 차폐(shielding)가 필요하지만, 여러 케이블이 서로 가깝게 배치되면 차폐만으로는 간섭을 완전히 막기 어렵습니다. 광섬유 케이블은 물리적 특성상 이런 문제 대부분을 자연스럽게 피할 수 있습니다.
FTTH 등 다양한 광섬유망 구축 방식
대부분의 광섬유는 도시 간, 국가 간 장거리 연결을 지원하기 위해 설치되지만, 일부 인터넷 사업자들은 광섬유망을 교외 지역까지 확장해 가정에 직접 연결하는 데 투자하고 있습니다. 업계에서는 이러한 최종 구간 설치를 '라스트 마일(last-mile)'이라고 부릅니다.
시장에서 잘 알려진 FTTH(Fiber to the Home) 서비스로는 버라이즌 FIOS와 구글 파이버(Google Fiber)가 있습니다. 이들 서비스는 가정에 기가비트급 인터넷 속도를 제공할 수 있지만, 일반적으로 더 낮은 용량의 요금제도 함께 판매합니다. 가정용 상품에는 보통 다음과 같은 약어가 사용됩니다.
- FTTP(Fiber to the Premises): 건물까지 광섬유가 직접 들어오는 방식
- FTTB(Fiber to the Building/Business/Block): FTTP와 동일한 개념
- FTTC/N(Fiber to the Curb or Node): 광섬유가 노드(연결점)까지 깔리고, 건물 내부 구간은 구리선이 연결을 완성하는 방식
- 직접형 광섬유(Direct fiber): 중앙국에서 나온 광섬유가 고객 한 명에게 직접 연결되는 방식. 가장 넓은 대역폭을 제공하지만 비용이 높습니다.
- 공유형 광섬유(Shared fiber): 직접형과 비슷하지만, 광섬유가 인근 고객들의 건물에 가까워지면 여러 개의 광섬유로 분배되는 방식
암흑 광섬유(Dark Fiber)란?
'암흑 광섬유(dark fiber)'는 흔히 'unlit fibre'라고도 불리며, 현재 사용되고 있지 않은 설치 완료된 광섬유 케이블을 가리키는 용어입니다. 때로는 민간이 자체적으로 운영하는 광섬유 설비를 의미하기도 합니다.
자주 묻는 질문
- 광섬유가 일반 케이블보다 좋은가요? 기준에 따라 다릅니다. 전기를 사용하지 않기 때문에 정전 시에도 광섬유 인터넷은 다른 고속 인터넷보다 끊길 가능성이 적습니다. 더 안정적일 뿐 아니라 기존 케이블 인터넷보다 빠르지만, 그만큼 요금도 비싼 편입니다.
- 광섬유 인터넷은 케이블 인터넷보다 얼마나 빠른가요? 케이블 기술은 현재 약 1,000Mbps의 대역폭을 지원하는 반면, 광섬유 인터넷은 최대 2,000Mbps의 속도를 지원합니다. 1,000Mbps 기준으로 2시간짜리 HD 영화를 약 32초 만에 다운로드할 수 있으며, 2,000Mbps에서는 약 17초면 충분합니다.
- 광섬유 케이블의 기본 구성 요소는 무엇인가요? 광섬유 케이블은 코어(core), 클래딩(cladding), 코팅(coating)이라는 세 가지 필수 요소로 이루어져 있습니다.