광대역 인터넷 기술의 간략한 역사

오늘날의 디지털 시대에 광대역은 우리 각자와 모든 가족에게 필수품이 되었습니다. 그것이 없으면 우리는 불안하고 불안할 것입니다.

그렇다면 광대역의 기술 원리를 알고 계시나요? 최초의 56k "cat" 전화 접속부터 현재의 기가비트 도시 및 기가비트 가정에 이르기까지 광대역 기술은 어떤 변화를 겪었습니까? 오늘 기사에서는 '광대역 이야기'에 대해 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.

█ xDSL 및 ISDN

아래 인터페이스를 보셨나요? 70~80년대에 태어난 친구들이 많이 봤을 거라 생각하고 아주 친숙하게 생각합니다. 네, 이것은 우리가 인터넷을 처음 접했을 때의 '전화 접속' 인터페이스입니다. 20여 년 전, 샤오자오쥔이 아직 대학에 다닐 때였습니다. 인터넷에 접속하려면 모뎀 카드(일반적으로 "cat"으로 알려진 모뎀)를 구입하여 컴퓨터에 연결해야 합니다. 그런 다음 기숙사에 있는 유일한 전화선을 "고양이"에 연결하십시오. 설정이 완료된 후에만 전화를 걸 수 있습니다.

Modem

"가슴 아픈" 삐걱거리는 소리가 나더니 전화 접속이 성공했다는 것, 즉 인터넷에 연결되었다는 표시였습니다. 전화접속 인터넷 속도는 얼마나 되나요? 5KB/s... (56K 다이얼업이라고 하는데 실제 속도는 45Kbps 입니다. 실제 사용시에는 1~2KB/s인 경우가 많습니다...) 네, 그렇게 읽으셨군요, 그만큼 느립니다. 처음에 우리 기숙사 전체는 이 "물결"을 사용하여 우리를 학교 시스템에 연결하여 코스를 선택했습니다. 그때 기분이 어땠는지 직접 느껴보세요...이 원시적인 방법을 사용하면 인터넷에 접속하기 위해 전화를 걸면 전화가 연결되지 않고 "통화 중" 상태가 됩니다. 게다가 전화 접속 인터넷 접속도 전화 통화와 마찬가지로 분당 요금이 부과됩니다(분당 약 30센트). 속도는 원래 느리지만, 돈이 빠져나가는 것을 지켜보면 죽음에 이를 수도 있습니다. 기숙사 인터넷 속도가 느리다고 느끼시면 PC방을 이용하셔도 됩니다. 초기 인터넷 카페에서도 전화 접속 인터넷 접속이 가능했습니다. 나중에 일부 인터넷 카페가 업그레이드되기 시작했습니다. 이들 PC방의 문에는 'ISDN 전용회선, 고속서핑'이라는 큰 단어가 몇 개 적혀 있는 경우가 많다.

2000년대 인터넷 카페

ISDN은 통합 서비스 디지털 네트워크입니다. 이는 여전히 기존 전화망(PSTN, Public Switched Telephone Network)을 기반으로 개발된 기술로, 동일 회선에서 음성, 데이터, 영상 ​​등 다중 신호 전송을 구현할 수 있다. ISDN의 비용은 상대적으로 높으며 네트워크 속도는 그다지 빠르지 않습니다. 당시 차이나 텔레콤은 전화 접속보다 2배 조금 더 빠른 128Kbps 속도의 협대역 ISDN 표준을 제공했습니다. 몇 년이 지나 마침내 상황이 바뀌었습니다. 통신 마스터는 장치를 집으로 가져오며 이 장치를 사용하는 한 인터넷 속도가 "급상승"할 것이라고 말했습니다.

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이것저것 물어보니 ADSL 모뎀이라는 기기가 있더군요. 전화선을 ADSL 모뎀에 연결한 다음 네트워크 케이블을 사용하여 ADSL 모뎀과 컴퓨터를 연결하여 인터넷에 전화 접속합니다. ADSL을 채택한 후 네트워크 속도는 실제로 56Kbps에서 1Mbps로 크게 향상되었습니다. 나중에는 다시 2Mbps가 되었습니다. 이러한 속도 증가로 인해 경험이 크게 향상되었습니다. 웹 페이지 액세스 등이 매우 매끄러워졌습니다. QQ에서 채팅하는 것이 더 빠릅니다. 소프트웨어, 영화, TV 시리즈 다운로드도 가능해졌습니다(이전에는 56K는 상상도 할 수 없었습니다). 통신공학을 전공하는 대학생인 Xiao Zaojun은 당시 ADSL의 정식 명칭이 DSL 기술의 일종인 비대칭 디지털 가입자 회선(Asymmetric Digital Subscriber Line)이라는 사실을 몰랐습니다. DSL 기술은 1989년 미국 벨 커뮤니케이션 연구소(Bell Communications Research Institute)에서 개발되었습니다. ADSL 기술이 처음 등장했을 때 저는 매우 궁금했습니다. 여전히 전화선이지만 연선 네트워크 케이블이 아닌데 왜 갑자기 속도가 빨라졌을까요?

전화선은 보통 2코어이고 RJ11 인터페이스를 사용합니다

네트워크 케이블(연선)은 8코어(4쌍)이고 RJ45 인터페이스를 사용합니다

초기(56K)에는 우리는 구리만을 사용했습니다. 라인의 저주파 부분(4KHz 이하 부분)은 그 잠재력을 완전히 구현하지 못합니다. ADSL 기술은 주파수 분할 다중화를 사용하여 일반 전화선을 비교적 독립적인 3개의 채널(전화, 업링크, 다운링크)로 나누어 간섭을 피할 뿐만 아니라 속도도 높입니다. 참고: 특히 ADSL은 DMT(Discrete Multi-Tone) 기술을 사용하여 원래 전화선 4KHz ~ 1.1MHz 주파수 대역을 4.3125KHz 대역폭의 256개 하위 대역으로 나눕니다. 그 중 4KHz 이하의 주파수 대역은 여전히 ​​POTS(기존 전화 서비스) 전송에 사용되고, 20KHz~138KHz의 주파수 대역은 업링크 신호 전송에 사용되고, 138KHz~1.1MHZ의 주파수 대역은 다운링크 신호 전송에 사용됩니다. 원래 방식에 비해 ADSL은 속도가 훨씬 빠를 뿐만 아니라 가격도 훨씬 저렴합니다. 인터넷 서핑을 할 때 더 이상 "시간과 경쟁"할 필요가 없습니다. 또한, 인터넷 서핑과 전화 통화가 더 이상 충돌하지 않고 동시에 수행될 수 있습니다. 나중에 ADSL을 기반으로 ADSL2 및 ADSL2+가 업그레이드되어 한동안 속도가 20Mbps에 도달할 수 있었습니다. 나중에 VDSL 및 VDSL2와 같은 일련의 기술이 도입되었습니다. 이러한 기술을 흔히 xDSL 기술이라고 통칭합니다. 지금까지 해외 일부 지역에서는 여전히 xDSL 기술을 사용하고 있습니다. VDSL2에서 발전된 G.Fast를 기반으로 최대 이론 속도는 1Gbps에 도달할 수 있습니다. 앞서 중국의 일부 인터넷 카페에서 ISDN 기술을 사용한다고 언급했습니다. 실제로 이 ISDN 기술의 수명주기는 상대적으로 짧습니다. ADSL 기술은 개발되기 전에 개발되었습니다. 당시 일부 PC방에서는 ADSL로 업그레이드하고, 일부에서는 DDN(Digital Data Network, Digital Data Network) 등 다른 전용회선으로 변경하기도 했지만 그건 나중에 이야기입니다. ADSL 외에도 라디오 및 TV 광대역(케이블 액세스) 및 기타 인터넷 액세스 방법도 우리 주변에 있습니다. 라디오 및 텔레비전 광대역을 사용해 본 모든 사람이 감동받을 것이라고 믿습니다. 실제로 케이블TV(CATV)의 동축케이블을 통해 광대역 접속을 제공하는 방식이다.

라디오 및 TV 광대역 셋톱 박스, 동축 케이블 입력, 네트워크 케이블 출력

동축 케이블

█ EPON

ADSL은 네트워크 경험을 크게 향상시켰습니다. 우리가 이 개선에 몰두하는 동안 새롭고 더 멋진 기술이 우리에게 다가왔습니다. 이 기술은 물론 광섬유 광대역입니다. ADSL과 ISDN은 모두 금속 케이블과 구리 미디어를 기반으로 합니다. 1960년대 영국계 중국 과학자 가오쿤(Kao Kun)은 데이터 통신에 광섬유(Optical Fibers)를 사용하기 위한 이론적 기초를 제안하는 논문을 발표했습니다. 얼마 지나지 않아 미국 코닝사는 실제로 요구 사항을 충족하는 감쇠량을 갖춘 세계 최초의 광섬유를 꺼내었고 이 마법의 발명품이 세상에 소개되었습니다.

가오쿤

1970년대와 1980년대에는 광섬유 기술이 급속도로 발전했습니다. 백본 네트워크에 광섬유를 사용하는 것 외에도 통신 제조업체에서는 구리 케이블을 대체하기 위해 액세스 네트워크에 광섬유를 사용하는 연구도 시작했습니다. 그래서 광섬유 액세스 네트워크라는 아이디어가 탄생했습니다. 광섬유 액세스 네트워크는 일반적인 P2MP(점대다점) 아키텍처입니다. 사실 직설적으로 말하면, 많은 사용자를 위한 광 연결을 달성하기 위해 지속적으로 빛을 분할하는 트리 구조입니다. 초기 광통신 기술은 상대적으로 약했고(PDH/SDH 단계), 광섬유 전송 신호는 감쇠가 컸습니다. 따라서 빛(릴레이)을 강화하기 위해 외부 에너지(전원)의 도입이 필요한 모든 능동형 광 네트워크(Active Optical Network, AON)가 개발되고, 장비가 더욱 복잡해지고 비용도 높아진다. 이후 기술이 점차 성숙해지면서 빛은 더 멀리 이동할 수 있게 되었고, PON(Passive Optical Network)이 등장하기 시작했습니다. 패시브 광 네트워크는 OLT, ODN, ONT/ONU로 구분됩니다. OLT(Optical Line Terminal)는 사무실 측 장비이고 ONT/ONU(Optical Network Unit/Terminal)는 사용자 측 장비(예: 광 모뎀)입니다. ODN은 광분배망(Optical Distribution Network)으로, PON의 트렁크로 이해될 수 있습니다. PON의 수동성은 주로 수동성의 이 부분을 말하며, 이는 건설 및 유지 관리 비용을 크게 절감합니다. PON 초기 단계(1980년대 후반)에 제조업체는 기본적으로 협대역 PON 기술을 도입했습니다. 이 기술의 속도는 2Mbps를 넘지 않을 정도로 매우 느립니다. 더욱이, 제조사들이 자체적으로 작업을 하기 때문에 통일된 사양이나 표준이 형성되지 않았습니다. 1995년 BELLSOUTH, BT, France Telecom 등 7개 네트워크 사업자가 통합된 광 액세스 네트워크 장비 표준을 제안하기 위해 FSAN(Full Service Access Network Alliance) 설립을 공동으로 시작했습니다. 곧이어 1997년 FSAN의 권고에 따라 ITU-T(국제전기통신연합 통신표준국)는 G.983.1 표준인 APON 기술 시스템을 출시했습니다. APON은 ATM PON입니다. ATM은 자동 입출금기가 아니라 비동기 전송 모드(Asynchronous Transfer Mode)의 약어입니다. ATM의 핵심은 전송 프로토콜이다. 이전 세대의 커뮤니케이터라면 ATM에 대해 잘 알고 있을 것입니다. ATM은 한때 IP 프로토콜의 경쟁자였으며 매우 인기가 있었습니다. 2001년 FSAN과 ITU-T는 APON 사양을 업그레이드 및 개정하고 이름을 BPON(광대역 PON, 광대역 수동 광 네트워크)으로 변경했습니다. 이름을 바꾼 이유는 APON이 ATM 서비스만 제공하는 것으로 오해받는 것을 원하지 않았기 때문이다. PON의 속도 표준을 더욱 향상시키기 위해 2002년에 FSAN은 1Gbps 이상의 PON 네트워크를 표준화하는 새로운 작업을 시작했습니다. 2003년 3월, ITU-T는 FSAN의 권장 사항에 따라 G.984 표준인 GPON(Gigabit-capable PON, Gigabit Passive Optical Network)을 공포했습니다. FSAN과 ITU-T가 본격적으로 작업하는 동안 또 다른 표준화 조직은 가만히 있지 않고 PON 기술을 조작하기 시작했습니다. 똑같이 유명한 IEEE(전기전자공학협회)입니다. IEEE는 이더넷 표준의 개발자이자 후원자입니다. IEEE는 1998년 기가비트 이더넷 표준을 발표한 후 이더넷 기반의 PON 표준 개발을 고려하고 있었습니다. 2000년 IEEE는 EFM 워킹그룹을 설립하고 관련 표준화 작업을 공식적으로 시작했습니다. EFM 워킹 그룹의 전체 이름은 'Ethernet for the First Mile'이라는 흥미로운데, 이더넷 표준을 개발하는 IEEE 802.3 그룹에 속해 있습니다. 2004년 4월 EFM 워킹 그룹이 완성되어 IEEE 802.3ah 표준인 EPON(Ethernet PON, PON based on Ethernet Ethernet)이 공식 출시되었습니다. 나중에 시간이 지날수록 ATM은 IP와의 경쟁에서 점차 입지를 잃어갔습니다. APON(BPON) 역시 비용, 효율성 등의 이유로 사업자로부터 버림받으며 역사의 무대에서 물러났습니다. 그러므로 APON(BPON)에 대해서는 많이 소개하지 않을 것이며, 너무 많이 알 필요도 없습니다. 어쨌든 당시 주류 산업은 EPON과 GPON이었다는 것을 다들 기억하실 겁니다. 이는 서로 다른 표준 조직에서 출시한 서로 다른 기술 시스템입니다. 둘 사이에는 업그레이드, 진화, 대체 관계가 없으며 병렬 개발로 간주할 수 있습니다. 둘 사이의 구체적인 기술적 차이점에 대한 정보는 온라인에 많이 있습니다. 별도로 공부할 수도 있습니다. 즉, EPON과 GPON은 각각 고유한 장점과 단점을 가지고 있습니다. 간단히 말해서 GPON은 더 넓은 대역폭을 갖고 더 많은 사용자를 수용할 수 있으며 더 효율적이지만 구현이 더 복잡하므로 비용이 더 높습니다. 국내 시장 점유율로 볼 때 EPON은 당시 China Telecom에서 널리 채택되었으며 GPON은 China Unicom 및 China Mobile에서 더 인기가 있었습니다. 해외에서는 일본과 EPON을 사용하는 일부 국가를 제외하고 대부분의 국가 및 지역에서 GPON을 사용합니다. 소감이 있으시다면 2010년경부터 통신 기술자들이 장비를 교체하러 오기 시작했고 더 이상 전화선을 사용하여 인터넷에 접속하지 않게 되었습니다. 대신 약전류박스에 연결되는 네트워크 케이블입니다. 네트워크 케이블의 내부 코어가 분리되는 경우가 많습니다. 8개의 와이어 코어가 있으며, 그 중 2개는 RJ11 포트에 연결되어 전화기에 연결되고, 나머지 6개 와이어는 인터넷에 액세스하기 위해 컴퓨터에 연결됩니다. 이때 Wi-Fi 무선 라우터가 점차 나타나기 시작했고 네트워크 케이블을 무선 라우터에 연결할 수 있어 더 많은 데스크톱 컴퓨터와 노트북에서 인터넷에 액세스할 수 있게 되었습니다. 2008년경 스마트폰이 등장한 이후 휴대폰에서도 Wi-Fi를 통해 인터넷에 접속할 수 있게 되었습니다. 우리의 인터넷 접속은 또 다른 도약을 이루었습니다. 이때 3G/4G의 등장으로 본격적인 모바일 인터넷 시대가 시작됐다. 지금 언급한 약전류 박스에 연결된 네트워크 케이블은 기본적으로 FTTB(Fiber to the Building) 또는 FTTC(Fiber to the Curb) 기술에 속합니다. FTTB를 예로 들면, 사업자가 보낸 광섬유를 건물의 약전력실 ONU에 연결한 뒤 LAN으로 변환해 사용자 집에 연결하는 방식이다. 그 시대의 또 다른 특징이 있었다. 2008년 3차 국내 통신사업자 구조조정 이후 차이나모바일은 차이나티에통을 인수하고 티에통의 기반을 바탕으로 홈브로드밴드 시장에 본격 진출하기 시작했다. 이후 차이나유니콤(China Unicom)도 이 싸움에 동참했다. 이는 홈 광대역 시장의 치열한 경쟁으로 직접 이어졌고 광대역 비용은 크게 떨어지기 시작했습니다. 몇 년 안에 FTTB는 FTTH로 바뀌기 시작했습니다. 집에 들어가는 것은 더 이상 네트워크 케이블이 아니라 광섬유입니다. 광 모뎀이 있고 광섬유가 광 모뎀(ONT)에 연결되어 있으며 네트워크가 독점되어 있어 속도가 더 빠르고 안정적입니다.

█ 10G PON과 10G EPON

EPON과 GPON은 모두 1Gbps급 PON입니다. 이 1Gbps는 사용자 측 속도가 아닙니다. EPON과 GPON은 사용자에게 100Mbps의 속도만 제공할 수 있습니다. 분명히 시대가 발전함에 따라 이 속도는 가정 및 기업 사용자의 요구를 충족할 수 없습니다. 그 결과 PON은 10Gbps 수준으로 진화하기 시작했다. 2006년에 IEEE는 나중에 IEEE 802.3av, 10G-EPON이 된 10Gbit/s 속도 EPON 시스템 표준을 공식화하는 프로젝트를 수립하기 시작했습니다. 이 표준에서 10G EPON은 2가지 유형으로 나뉩니다. 하나는 다운링크 속도가 10Gbps인 비대칭 모드이고, 업링크 속도는 1Gbps입니다. 즉, 업링크와 다운링크 속도가 모두 동일합니다. 10Gbps. ITU-T의 GPON도 진화하고 있습니다. 2008년 ITU는 차세대 GPON 표준에 대한 연구를 시작했습니다. 2010년에는 ITU-T G.987 시리즈인 XG-PON 표준이 탄생했습니다. 처음에는 XG-PON의 두 가지 모드가 있었습니다. 하나는 다운링크 속도가 10Gbps이고 업링크 속도가 2.5Gbps인 비대칭 모드 XG-PON2였습니다. 10Gbps의 다운링크 속도. 이후 2013년쯤 XG-PON2 대칭 솔루션은 구현이 어려워 취소를 권고받았습니다. XG-PON1이 XG-PON으로 바로 이름이 바뀌었습니다. 나중에 2015년에 대칭 방식이 다시 시작되어 XGS-PON(S는 대칭을 나타냄)이라는 새로운 이름을 채택했습니다. 2017년 ITU는 G.9807 XGS-PON 국제 표준을 공식 채택했습니다. 이제 업계에서는 XG-PON과 XGS-PON을 XG(S)-PON으로 통칭하게 됩니다. XG(S)-PON과 10G-EPON 모두 10Gbps급입니다. 사용자 측에서 달성되는 속도는 1Gbps 또는 기가비트입니다. 최근 몇 년 동안 중국의 여러 곳에서 추진하고 있는 기가비트 도시와 기가비트 주택은 주로 이 두 가지 기술을 기반으로 합니다. 2018년부터 우리 집의 광대역 통신 속도가 100M에서 200M, 500M, 1000M로 점차 증가했다는 사실을 다들 눈치채셨을 겁니다. 통신 기술자가 3일마다 귀하에게 연락하여 "무료" 장비 교체를 위해 귀하의 집으로 방문할 것입니다. 사업자들은 또한 홈 광대역을 업그레이드하기 위해 다양한 199위안 및 299위안 패키지를 제공하는 활동을 자주 개최합니다.

"3기가비트"

그러나 실제로 대부분의 사용자는 소위 광대역 네트워크 패키지를 100M부터 업그레이드할 때 경험에 차이가 없다고 느낄 수 있습니다. 실제로 100-200M의 대역폭은 게임을 하고, TV 시리즈를 시청하고, 고화질 비디오를 시청하기에 충분합니다. 가족이나 마니아가 많지 않은 이상 인터넷 속도에 대한 엄격한 요구는 없습니다. 반대로 Wi-Fi의 품질 경험은 실제로 병목 현상입니다. 집에서 100M 광대역을 사용하더라도 휴대폰이 여전히 원을 그리며 회전하는 경우가 종종 있습니다. 이를 바탕으로 운영자가 제안한 솔루션은 '집 전체 기가비트', 즉 광섬유가 실내로 들어오는 'FTTR'이다. 광섬유를 모든 방에 연결한 다음 Wi-Fi를 사용하여 환경을 개선하세요.

FTTR

FTTR 장비

Xiao Zaojun은 개인적으로 FTTR이 실제로 대가족과 고급 사용자에게 좋은 선택이라고 믿습니다. 그러나 대부분의 가구에서 FTTR은 "시대를 앞서가는" 것처럼 보입니다. FTTR은 FTTR-H와 FTTR-B로도 나뉩니다. 전자는 가족을 대상으로 하고 후자는 기업(쇼핑몰, 공원, 병원, 학교 등) 시나리오를 대상으로 합니다. 이런 관점에서 볼 때 시장은 매우 넓습니다. 알겠습니다. 제가 여기에 쓴 내용은 기본적으로 현재 광대역 상황입니다. 그렇다면 우리의 광대역 기술은 이제 정점에 도달한 걸까요? 다음에는 좀 더 강력한 기술을 갖게 될까요? 50G PON의 대데뷔, 다음 호를 시청해 주세요! 이 글의 출처는 WeChat 공개 계정: Xian Zao Classroom(ID: xzclasscom), 작성자: Xiao Zaojun

위 내용은 광대역 인터넷 기술의 간략한 역사의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!