10. Connecting to Internet (1)

1. Dial-up & Modems

 

컴퓨터 사용량의 증가에 따라, 컴퓨터끼리 데이터를 공유하는 것이 필요했고, 초기에 이들을 연결하기위해서 Dial-up이라는 기존에 존재하는 거대한 인프라를 활용하는 방식을 사용하였다. 이러한 인프라는 PSTN(Public Switched Telephone Network), 또는 POTS(Plain Old Telephone Service)라고 불렸는데, 이를 이용하여 실제로 dial-up(전화를 거는)방식으로 connection이 이루어졌다. 데이터 전송은 POTS를 이용하였고, digital data를 audiable wavelengths로 modulation/demodulation하기 위해 modem이라는 장치를 사용하였다. 이것은 line coding이라고 불리는, 현재에 사용하는 0, 1을 electrical charge로 변환하는 것과 유사하다. Baud rate는 이러한 phone line을 통해 얼마나 많은 bit를 전송할 수 있는지를 나타내는 것이다. 이것은 아주 오래되어 지금은 쓰이지 않지만, 시골지역과 같은 곳에서는 하나의 option이 될 수 있다.

 

2. Broadband connection

 

1) Basics of broadband

Broadband란, dial-up internet이 아닌 connectivity technology를 말한다. Dial-up과는 다르게 매 연결을 설정할필요 없이 연결을 오래 지속할 수 있다.

Business영역에 internet connection이 늘어남에 따라, 여러 조직에서 몇명이 dial-up을 사용할 경우, 다른 사람은 사용하지 못하는 현상이 발생했다. 이것을 해결하기 위해, AT&T는 single cable에 multiple phone call을 할 수 있는 T-carrier technology를 발명하였다. 이러한 발전으로 인해 home에서도 internet을 사용하기 시작하였다. 하지만 여전히 이는 Image나 다른 것들을 전송하기에는 너무 느렸고, Broadband의 발전은 이를 가능하게 했다. 

 

2) T-carrier technology

기존의 방식은 one pair of copper wire가 phone call 1개를 전달했지만, T1(Transmission System 1 specification)이라는 T-carrier specification은 동시에 24개까지 전달 할 수 있었다. 이후에 조금 더 발전되었을 때는 one pair of copper wire 당 1.544Mbps를 전달할 수 있게 되었다.기술은 더 발전하여, T3는 28개의 T1을 multiplexing으로 하나의 line처럼 보이게 하였다. 따라서, 44.736Mbps를 전달할 수 있게 되었다. 물론 지금은 거의 쓰지 않는다.

 

3) DSL(Digital Subscriber Lines)

사람들은 기존의 인프라를 활용하여, 더 빠르게 데이터를 전송하기 위한 방법을 연구하였고, 연구를 통해 twisted pair copper cable을 통해 더 많은 데이터를 전송할 수 있음이 입증되었다.

DSL기술은 기존의 voice to voice의 fequency를 간섭하지 않으면서, 동시에 data의 전송이 가능한 기술이다. 

dial-up에서 modulation을 위해 modem을 사용하였듯, DSL도 modem이 필요하엿는데, 그것이 DSLANs(Digial Subscriber Line Access Multiplexers)이다. Dial-up의 modem과 다르게, DSLANs는 power on이후에 power off때까지 연결을 유지하는 긴 connection time을 가졌다. 

DSL은 두가지 타입이 존재한다.

ADSL(Asymmetric DSL)은 inbound data와 outbound data의 data transfer speed가 다른 방식으로, download는 빠르지만, upload는 느리다. 주로 home client는 web page를 download받는데 주로 사용하였기 때문에, home client들에게 유리했다.

SDSL(Symmetric DSL) inbound data와 outbound data의 data transfer speed가 같은 방식이다. 주로 data를 보내야하는 business의 host들이 사용했다. 

하지만 시간이 지나고 인터넷이 발전함에 따라, SDSL이 home, business에서 모두 일반적으로 사용하는것이 되었다. 

HDSL(High bit-rate Digital Subscriber Lines)은 SDSL이 발전함에 따라 생겨났는데, SDSL이 T1처럼 최대 1.544Mbps로 전달가능하지만, HDSL은 이것보다 더 큰 것도 전달가능하다. 물론 이외에도 많은 DSL의 변형이 있긴하다....

 

4) Cable Broadband

wire -> wireless로 변화한 internet과 반대로 television은 wireless -> wire로 발전하였다. 원래는 TV를 보기 위해서는 television tower의 범위 내에 있어야 볼 수 있었는데, 미국에서 Cable Communication Policy Act가 통과되면서 급격하게 cable TV가 확산되었다. 이러한 인프라 변화로 인해, cable TV를 위해 사용되는 coaxial cable을 이용하여, DSL과 같이 TV의 frequency를 간섭하지 않으면서 동시에 data를 전송하는 cable broadband 기술이 발전하였다. Cable broadband가 다른 broadband와 다른 것은, shared bandwidth를 사용한다는 점이다.

예전이 이런 shared bandwidth를 사용하지 않았을 때는, 사용자들은 각각 직접 CO(central office)에 연결되어, CO에 의해 caller와 callee가 연결되었다. 이럴 경우, 사용자는 온전한 자신의 bandwidth를 보장받는다. 

shared bandwidth를 사용하는 Cable broadband에서 사용자들은 ISPs core network에 도달할 때까지 공통의 cable을 사용하여 서로의 bandwidth를 공유하므로, 많은 사용이 있으면 사용자는 느려짐을 경험할 수 있다. 

이러한 cable broadband의 modulation을 위한 modem들은 client network들의 edge에 위치하여, ISP의 CMTS(Cable Modem Termination System)에 연결된다.

 

5) Fiber connection

Fiber cable은 copper cable보다 signal degrade없이 훨씬 더 멀리 signal을 전달할 수 있다. copper cable은 멀리까지 송신하기 위해 여러개의 repeater가 필요하다. 하지만, fiber cable은 훨씬 비싸므로 주로 ISP의 core network나 data center에서 주로 사용된다. 요즘에는, 짧은 거리에 있는 사용자에게 fiber cable로 데이터를 전달하는 것이 인기를 얻고 있다.

FTTN(Fiber To The Neighborhood)은 특정 고객들에게 fiber cable service를 제공한다.

FTTB(Fiber To The Building)은 특정 건물의 사람들에게 fiber cable service를 제공한다.

FTTH(Fiber To The Home)은 개별 거주지들에게 fiber cable service를 제공한다.

FTTB, FTTH는 둘 다 FTTP(Fiber To The Premises)라고 불린다. Fiber기술에서 demarcation point는 modem이라고 불리지 않고, ONT(Optical Network Terminator)라고 불린다. 이것은 twisted-pair copper network의 data와 fiber network의 data 사이의 convertion을 담당한다.