1. 문제
IPTV 보급과 유선·무선·음성·통신·방송의 융합으로 인해 기존 가입자망 기술(xDSL, HFC)의 한계를 해결하기 위한 FTTH(광섬유 가입자망) 기술의 대표적 구현 방식(AON, PON 등)에 대해 설명하시오.
2. 답안
🔹 기존 가입자망 기술의 한계
IPTV, 온라인 게임, 4K/8K 스트리밍, 클라우드 서비스 등 고대역폭을 요구하는 서비스 증가로 인해 기존 가입자망(xDSL, HFC)만으로는 한계가 발생했다.
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xDSL(디지털 가입자 회선, Digital Subscriber Line)
- 기존 전화선을 활용한 초고속 인터넷 기술
- 단점: 전송거리에 따라 속도가 저하되고, 업로드 속도가 낮음(비대칭 구조)
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HFC(Hybrid Fiber-Coaxial, 광동축혼합망)
- 광케이블(Fiber)과 동축케이블(Coaxial)의 조합으로 케이블 방송과 인터넷 서비스 제공
- 단점: 가입자 수 증가 시 속도 저하, 업로드 속도 한계
➡ 이러한 문제를 해결하기 위해 FTTH(Fiber to the Home, 광섬유 가입자망) 기술이 등장함.
🔹 FTTH(Fiber to the Home) 기술 개요
FTTH는 가입자까지 직접 광섬유(Fiber)를 연결하는 기술로 기존 가입자망보다 초고속·대용량·저지연·실시간 서비스를 제공할 수 있다.
FTTH의 주요 구현 방식은 AON(Active Optical Network)과 PON(Passive Optical Network) 두 가지로 구분된다.
3. FTTH 구현 방식
🔹 1️⃣ AON(Active Optical Network, 능동형 광네트워크)
AON은 광 네트워크 장비(ONU, OLT 등) 사이에 전력을 사용하는 능동 장비(스위치, 라우터)를 배치하여 신호를 중계하는 방식이다.
✔ 특징
- 각 가입자에게 전용 대역폭(점대점 방식, PtP: Point-to-Point) 제공
- 네트워크 확장성이 뛰어나고 거리 제한이 적음
- 전력 공급이 필요하여 유지보수 비용이 상대적으로 높음
✔ 구성 요소
1. OLT(Optical Line Terminal): 서비스 제공자의 중앙 장비 (ISP에서 관리)
2. Active Ethernet Switch: 가입자 트래픽을 분배하고 관리
3. ONU(Optical Network Unit): 가입자 단말(모뎀 역할)
✔ 장점
- 개별 가입자에게 전용 속도 제공(PtP 방식)
- 거리 확장 가능 (수십 km 이상 연결 가능)
- 네트워크 트래픽 제어 및 QoS(서비스 품질) 지원 용이
✔ 단점
- 활성 장비(Active Switch)에 전력 공급이 필요
- 유지보수 비용이 높고 장애 발생 가능성 증가
🔹 2️⃣ PON(Passive Optical Network, 수동형 광네트워크)
PON은 가입자망 구간에서 전력 공급이 필요 없는 수동형(Splitter 기반) 네트워크를 사용하는 방식이다.
✔ 특징
- 다수의 가입자가 광 Splitter를 공유하는 점대다(Point-to-Multipoint, PtMP) 구조
- 전력을 사용하지 않아 유지보수 비용 절감
- 데이터는 다운스트림(브로드캐스트 방식), 업스트림(TDMA 방식)으로 전송
✔ 구성 요소
1. OLT(Optical Line Terminal): ISP의 중앙 장비, 트래픽 제어
2. Optical Splitter: 단일 광섬유 신호를 다수 가입자로 분배
3. ONU/ONT(Optical Network Unit/Terminal): 가입자 단말
✔ 장점
- Passive Splitter 사용 → 전력 필요 없음 (저비용, 유지보수 용이)
- 가입자 수 증가 시 효율적 (1:32, 1:64 분할 가능)
- 대규모 배포에 적합 (FTTH 상용화에 많이 사용됨)
✔ 단점
- 가입자당 대역폭 공유 (속도 저하 가능)
- 업스트림 데이터 충돌 방지(TDMA 방식) 필요
- 거리 확장성이 AON보다 낮음 (보통 20~40km)
🔹 PON의 주요 표준
| 표준 | 최대 속도 (다운/업) | 최대 거리 | 특징 |
|---|---|---|---|
| APON/BPON | 622Mbps | 20km | ATM 기반 (초기 PON) |
| EPON (Ethernet PON) | 1Gbps | 20km | 이더넷 기반, IEEE 802.3ah |
| GPON (Gigabit PON) | 2.5Gbps / 1.25Gbps | 20km | ITU-T G.984 표준, QoS 지원 |
| XG-PON (10G-PON) | 10Gbps / 2.5Gbps | 40km | GPON 업그레이드 (G.987) |
| NG-PON2 (Next-Gen PON2) | 40Gbps | 40km | WDM-PON 기술 적용 |
4. 비교 및 활용
| 구분 | AON(능동형) | PON(수동형) |
|---|---|---|
| 방식 | 점대점(Point-to-Point) | 점대다(Point-to-Multipoint) |
| 속도 | 가입자별 전용 속도 | 가입자 간 대역폭 공유 |
| 장비 유지보수 | 활성 장비 필요 (전력 공급) | 수동 장비 사용 (전력 불필요) |
| 거리 확장성 | 100km 이상 가능 | 보통 20~40km |
| 비용 | 초기 투자비 및 유지보수 비용 높음 | 비용 절감 가능 (Passive Splitter 사용) |
| 주요 용도 | 기업 전용선, 데이터센터 | 일반 가정, 대규모 FTTH 서비스 |
➡ 현재 상용 FTTH 네트워크는 유지보수 비용 절감과 대규모 배포가 용이한 PON 방식(GPON, EPON 등)이 주로 사용됨.
➡ 데이터센터, 기업 전용 네트워크 등에서는 AON 방식이 사용됨.
5. 현재 상황 및 향후 전망
✔ 5G·6G, 클라우드, 메타버스 시대를 대비하여 FTTH(특히 PON)의 중요성이 더욱 커지고 있음
✔ 10G-PON, NG-PON2 등 차세대 PON 기술로 대역폭을 확장하고 있음
✔ WDM-PON(파장 분할 방식) 기술이 발전하여 속도와 거리 문제를 해결할 가능성이 높음
6. 어린이 버전 설명
📡💡 인터넷을 빠르게 연결하는 방법에는 여러 가지가 있어!
1️⃣ 옛날에는 전화선(xDSL)이나 TV 케이블(HFC)로 인터넷을 썼는데, 속도가 느렸어.
2️⃣ 그래서 광섬유(FTTH)라는 초고속 케이블을 직접 집까지 연결하면 인터넷이 엄청 빨라져!
3️⃣ AON 방식은 🚗🚗🚗 도로가 각각 따로 있는 자동차 도로(점대점) 방식이야!
4️⃣ PON 방식은 🚏 버스 정류장에서 여러 사람이 버스를 같이 타는 것처럼 (점대다) 공유하는 방식이야!
5️⃣ 앞으로는 더 빠른 🚀 10G 인터넷이 나올 거야!
➡ 이제 네트워크가 더 빠르고 좋아져서 유튜브, 게임, 영상 통화가 끊기지 않아! 🎥🎮📞
