1. 문제
AON(Active Optical Network)과 PON(Passive Optical Network)에 대해 상세히 설명하시오.
2. 답안
인터넷 서비스의 속도와 품질을 높이기 위해 기존의 xDSL, HFC(광동축혼합망) 등의 기술을 대체할 수 있는 광섬유 기반 FTTH(Fiber to the Home) 기술이 보편화되고 있다. FTTH를 구현하는 대표적인 방식으로 AON(능동형 광네트워크)과 PON(수동형 광네트워크)가 있다.
🔹 AON(Active Optical Network, 능동형 광네트워크)
AON은 전원을 사용하는 능동 장비(Active Device, 예: 스위치, 라우터)를 이용하여 광 네트워크를 구성하는 방식이다. 즉, 데이터 패킷을 목적지까지 전달하기 위해 이더넷 스위칭 장비를 활용한다.
✅ AON의 주요 특징
✔ 1. 기존 이더넷 기술을 그대로 활용
- IEEE 802.3 표준을 따르며, 100Base-FX(100Mbps) 또는 1000Base-LX(1Gbps) 이더넷 방식을 사용하여 데이터를 전송
- 별도의 새로운 MAC(Media Access Control) 계층 프로토콜이 필요 없음
✔ 2. 점대점(Point-to-Point, PtP) 방식
- 각 사용자는 개별 광섬유 링크를 통해 네트워크에 연결됨
- 가입자별 전용 대역폭 제공 가능
- 데이터 충돌이나 대역폭 공유 문제 없음
✔ 3. 광 증폭기 및 능동 장비 사용
- 장거리 전송(100km 이상)을 위해 광신호 증폭기(Optical Amplifier) 사용 가능
- 데이터 트래픽을 관리할 수 있는 스위칭 및 라우팅 기능 제공
✔ 4. 거리 확장성이 뛰어남
- OLT(Optical Line Terminal)와 ONU(Optical Network Unit) 간 거리가 수십~수백 km까지 가능
- 도시 간 네트워크 구축에 유리
✅ AON의 장점과 단점
✔ 장점
1. 가입자당 전용 대역폭 제공 (속도 보장)
2. 장거리 전송 가능 (100km 이상)
3. QoS(서비스 품질) 관리가 쉬움
4. 이더넷 기술 기반이므로 기존 네트워크와 연동이 용이
❌ 단점
1. 능동 장비(스위치, 라우터)가 필요하여 전력 공급이 필수
2. 설치 및 유지보수 비용이 높음
3. 장애 발생 시 네트워크 운영 및 유지보수가 어려움
➡ 이러한 이유로 국내 통신사들은 대부분 AON보다 PON 방식을 선호함.
🔹 PON(Passive Optical Network, 수동형 광네트워크)
PON은 가입자 구간에서 전원이 필요 없는 수동 광소자(Optical Splitter)를 사용하는 네트워크 방식이다.
✅ PON의 주요 특징
✔ 1. 점대다(Point-to-Multipoint, PtMP) 구조
- OLT(중앙 네트워크 장비)에서 하나의 광섬유를 여러 가입자(ONU/ONT)에게 분기(split)하여 공유
- 1:N(보통 1:32, 최대 1:128)의 연결 구조를 가짐
✔ 2. 광 Splitter 사용
- 전력 공급 없이도 가입자 수를 늘릴 수 있음
- 유지보수 비용 절감 가능
✔ 3. 데이터 공유 방식 사용
- 다운스트림(OLT → ONU)은 브로드캐스트 방식
- 업스트림(ONU → OLT)은 TDMA(Time Division Multiple Access, 시분할 다중접속) 방식으로 충돌 방지
✔ 4. 거리 제한
- 보통 20~40km 내에서 사용됨
- 거리 확장성이 AON보다 낮음
✅ PON의 장점과 단점
✔ 장점
1. 전력 공급이 필요 없음 (수동형 네트워크)
2. 설치 및 유지보수 비용이 저렴
3. 대규모 가입자에게 효율적 (1:32, 1:64 등 공유 가능)
❌ 단점
1. 가입자 간 대역폭 공유 (속도 저하 가능)
2. 업스트림(ONU → OLT) 데이터 충돌 방지 필요
3. 거리 제한(20~40km)
➡ 이러한 이유로 국내 통신사들은 PON 방식을 FTTH의 표준 기술로 채택함.
🔹 PON의 구현 방식
1️⃣ TDM-PON (Time Division Multiplexing PON, 시분할 다중화 방식)
- 동일한 광케이블을 여러 가입자가 공유하되, 각 가입자에게 서로 다른 시간 슬롯을 할당하여 데이터 충돌을 방지
- 종류:
- BPON (Broadband PON): 초기 ATM 기반 PON
- GPON (Gigabit PON): ATM + 이더넷 프레임 사용 (ITU-T G.984 표준)
- EPON (Ethernet PON): 이더넷 프레임 기반 (IEEE 802.3ah 표준)
2️⃣ WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON, 파장 분할 다중화 방식)
- 가입자별로 다른 광 파장을 할당하여 데이터 충돌을 방지
- 장점: 가입자 간 간섭 없음, 대역폭 확장 용이
- 단점: 광 모듈(트랜시버) 비용이 높아 상용화 어려움
➡ 현재 FTTH에서 가장 많이 사용하는 방식은 GPON과 EPON!
➡ WDM-PON은 고가의 장비 문제로 인해 아직 대중화되지 않음.
3. 국내 통신 사업자들의 PON 활용 현황
✔ KT, LGU+ → EPON(Ethernet PON) 사용
✔ SK브로드밴드 → GPON(Gigabit PON) 사용, 필요시 EPON도 선택적으로 사용
4. AON vs PON 비교
| 구분 | AON(능동형) | PON(수동형) |
|---|---|---|
| 방식 | 점대점(Point-to-Point) | 점대다(Point-to-Multipoint) |
| 장비 구성 | 스위치, 라우터 필요 | 수동 광 Splitter 사용 |
| 전력 공급 | 필요 (능동 장비) | 불필요 (수동 소자) |
| 대역폭 | 가입자 전용 (속도 보장) | 공유 방식 (속도 저하 가능) |
| 거리 확장성 | 100km 이상 가능 | 20~40km |
| 설치 비용 | 높음 | 낮음 |
| 유지보수 비용 | 높음 | 낮음 |
| 주요 활용 | 기업 전용선, 데이터센터 | 일반 가정, FTTH 서비스 |
➡ AON은 기업·데이터센터 등 특정 환경에서 사용
➡ PON은 가정용 초고속 인터넷(FTTH)에서 대중적으로 사용
5. 향후 전망
✔ 10G-PON, NG-PON2 등 차세대 PON 기술이 등장하면서 속도와 거리 한계를 극복 중
✔ WDM-PON이 고가 장비 문제를 해결하면 미래 FTTH의 표준이 될 가능성 있음
✔ FTTH 기술은 5G, 6G, 메타버스, 클라우드 서비스 등 초고속·초저지연 네트워크를 위한 필수 인프라로 발전할 것
어린이 버전 요약 🌟
인터넷을 아주 빠르게 쓰려면 집까지 광케이블을 연결해야 해요. 이걸 FTTH(Fiber To The Home) 라고 해요. 이걸 설치하는 방법에는 AON과 PON 두 가지가 있어요!
🚀 AON(능동형 네트워크)
👉 각 집마다 따로 광케이블을 연결해서 데이터를 주고받는 방식이에요.
🔹 빠르고 안정적이에요! 하지만 전기가 필요한 장비(스위치) 를 많이 써야 해서 유지비가 많이 들어요.
🌍 PON(수동형 네트워크)
👉 하나의 광케이블을 여러 집이 나눠 쓰는 방식이에요.
🔹 전기가 필요 없는 장비(광 Splitter)를 써서 설치 비용이 저렴하고 관리가 쉬워요!
🔹 하지만 여러 사람이 나눠 쓰기 때문에 속도가 좀 느려질 수도 있어요.
🔥 우리나라 인터넷은?
👉 한국 통신사들은 대부분 PON 방식을 사용해요!
👉 KT와 LGU+는 EPON, SK 브로드밴드는 GPON을 주로 써요.
🚀 미래에는?
✔ 인터넷이 점점 빨라지고 있어요!
✔ 10G-PON 같은 새로운 기술이 나와서 더 빠른 인터넷을 쓸 수 있게 될 거예요! 🎉
🚀 초고속 인터넷이 우리 집까지 오는 과정! (어린이 버전)
집에서 유튜브를 보거나 게임을 할 때, 인터넷이 어디서 어떻게 오는지 궁금하지 않나요? 🤔
인터넷이 우리 집까지 오는 과정은 우체국에서 편지를 보내는 것과 비슷해요! 📬
🌍 1. 인터넷 본부(OLT)에서 출발! 🚀
인터넷은 OLT(Optical Line Terminal, 광 회선 단말기) 라는 큰 서버에서 시작돼요!
🖥 OLT는 통신사(예: KT, LGU+, SK브로드밴드)의 인터넷 본부 같은 곳이에요.
👉 여기서 인터넷 데이터를 광케이블을 통해 우리 집으로 보내요!
📬 비유: OLT는 아주 큰 우체국!
➡ 우체국에서 여러 사람에게 편지를 보내듯, OLT도 여러 집에 인터넷을 보내요.
🔀 2. 여러 집으로 인터넷을 나눠주는 장치 (Splitter) 🏠🏡🏘
하지만 OLT에서 나온 인터넷 신호는 그냥 하나의 케이블로 여러 집에 가야 해요!
그래서 중간에 Splitter(광 분배기) 라는 기계를 사용해요.
📬 비유: Splitter는 우편 배달원!
➡ 한 명의 배달원이 편지를 여러 집으로 나눠주는 것처럼, Splitter가 인터넷을 나눠 줘요!
🏠 3. 우리 집에 도착! (ONU/ONT)
인터넷 신호는 이제 ONU(Optical Network Unit) 또는 ONT(Optical Network Terminal) 에 도착해요!
ONU/ONT는 광신호(빛)를 우리가 쓰는 인터넷 신호로 바꿔주는 기계예요.
📬 비유: ONU/ONT는 편지를 우리말로 번역해 주는 기계!
➡ 우체국에서 온 편지를 우리가 읽을 수 있도록 번역해 주는 것처럼,
➡ ONU/ONT가 빛으로 된 인터넷 신호를 Wi-Fi나 유선 인터넷으로 바꿔 줘요!
💻 4. 드디어 인터넷 사용! 🎉
ONU/ONT에서 나온 신호는 Wi-Fi 공유기로 가서, 핸드폰, 태블릿, 컴퓨터에서 쓸 수 있어요!
이제 유튜브도 보고, 게임도 하고, 친구랑 영상 통화도 할 수 있어요! 📱💻🎮
📬 비유: 이제 편지를 읽고 답장을 보낼 수 있어요!
➡ 내가 유튜브에서 동영상을 클릭하면, 다시 OLT로 요청이 가고, 영상이 우리 집으로 와요.
🕒 시간 순서로 정리해 볼까요?
1️⃣ OLT (통신사 인터넷 본부)에서 신호를 보냄 🚀
2️⃣ Splitter (인터넷 나눠주는 장치)가 여러 집으로 신호를 분배 🔀
3️⃣ ONU/ONT (우리 집 인터넷 변환기)가 빛 신호를 인터넷으로 변환 💡➡📡
4️⃣ Wi-Fi 공유기가 인터넷 신호를 무선으로 보내줌 📡📱
5️⃣ 핸드폰, 컴퓨터에서 인터넷 사용! 🎉
🎯 정리하면?
📌 OLT = 인터넷 우체국
📌 Splitter = 편지를 나눠주는 우편 배달원
📌 ONU/ONT = 편지를 우리말로 번역하는 기계
📌 Wi-Fi 공유기 = 우리 집에서 인터넷을 나눠주는 기계
➡ 이렇게 해서 우리가 빠른 인터넷을 쓸 수 있는 거예요! 🚀
