케이블 종류 모르면 자재 발주도 못 합니다
통신 현장에 나가면 케이블 종류만 해도 헷갈립니다.
UTP, 동축, 광케이블. 이름은 다 들어봤는데 어디에 쓰는지, 왜 다른지 정리가 안 된 채로 일하는 경우가 많습니다. 저도 처음엔 그랬습니다.
UTP 케이블, 규격이 틀리면 속도가 안 나옵니다
LAN 공사에서 가장 많이 쓰는 게 UTP입니다.
CAT5e는 1Gbps까지 나오고, CAT6a부터 10Gbps를 105m 내내 보장합니다. CAT6은 10Gbps 구간이 55m까지입니다. 거리가 길어질수록 규격을 올려야 합니다.
쉴드 유무도 봐야 합니다. UTP는 쉴드 없는 기본형, FTP는 전체를 호일로 감싼 구조, STP는 각 쌍을 개별 쉴드 처리합니다. 노이즈가 심한 환경이면 STP 이상을 씁니다.
UTP 케이블 (Unshielded Twisted Pair Cable) UTP 케이블은 '비차폐 연선'이라고도 불리며, 구리선 두 가닥을 서로 꼬아서 만든 여러 쌍의 케이블을 하나의 피복으로 감싼 형태입니다. 주로 근거리 통신망(LAN) 환경에서 데이터를 전송하는 데 사용됩니다. 케이블의 성능에 따라 여러 규격(Category)으로 나뉘며, 각 규격은 지원하는 전송 속도와 대역폭이 다릅니다. UTP 케이블 규격별 성능 UTP 케이블은 국제 표준화 기구(IEEE)의 기준에 따라 CAT5, CAT5e, CAT6, CAT7 등으로 분류됩니다. 각 규격은 최대 지원 속도와 특정 속도를 보장하는 거리에 차이가 있습니다.
UTP 케이블은 외부 전자기 간섭(EMI)에 대한 보호 기능이 없는 반면, 쉴드 처리를 통해 간섭 저항성을 높인 케이블도 있습니다. 대표적으로 FTP, STP 등이 있으며, 구조는 아래 그림과 같습니다.
- UTP (Unshielded Twisted Pair): 쉴드가 없는 가장 일반적인 형태의 케이블입니다.
- FTP (Foiled Twisted Pair): 케이블 전체를 알루미늄 호일 쉴드로 감싼 구조입니다.
- STP (Shielded Twisted Pair): 각 쌍의 꼬임선을 개별적으로 쉴드 처리한 구조로, 간섭 방지 효과가 뛰어납니다.
- S/FTP (Screened Foiled Twisted Pair): 각 쌍을 호일 쉴드로 감싸고, 전체를 다시 편조 쉴드(braid shield)로 감싼 이중 쉴드 구조입니다.
동축 케이블, 급전선 길이에 따라 규격이 달라집니다
이동통신 기지국 안테나 연결에 쓰는 급전선입니다.
30m 이내는 1/2" 씁니다. 30m 넘어가면 7/8"로 바꿉니다. 이유는 손실 때문입니다. 1m당 1/2"는 0.065dB, 7/8"는 0.0368dB 손실이 납니다. 길어질수록 두꺼운 케이블을 써야 합니다.
안테나 주변 짧은 구간은 곡률이 잘 나오는 1/2"를, 긴 직선 구간은 손실이 적은 7/8"를 씁니다. 현장에서 섞어 쓰는 이유가 거기 있습니다.
광케이블, 멀리 보내려면 SMF입니다
광케이블은 빛으로 신호를 보냅니다. 전자기 간섭 없고, 손실 적고, 장거리에 강합니다.
단일모드(SMF)와 다중모드(MMF)로 나뉩니다. SMF는 원거리 대용량, MMF는 단거리 소용량입니다. 데이터센터 내부나 건물 내부 LAN은 MMF, 국사 간 통신망은 SMF를 씁니다.
광케이블 점검할 때는 OTDR을 씁니다. 한쪽 끝에서 펄스를 쏴서 되돌아오는 신호로 손실 위치와 길이를 파악합니다. 광 파워미터는 양끝에서 직접 파워를 재는 방식입니다. 용도가 다릅니다.
광케이블의 구조와 원리
광섬유는 빛이 전파되는 중심부인 '코어(Core)'와 코어를 감싸고 있는 '클래드(Cladding)', 그리고 이를 보호하는 '외부 피복(Coating)'으로 구성됩니다. 코어와 클래드는 서로 다른 굴절률을 가지며, 이 굴절률 차이를 이용하여 빛이 코어 내부에 갇혀 전파되는 '전반사(Total Internal Reflection)' 원리를 통해 장거리 정보 전송이 가능해집니다.
무선 구간은 유선보다 변수가 많습니다
유선은 케이블이 신호를 잡아줍니다. 무선은 다릅니다.
건물, 지형, 이동체가 전파를 반사, 회절, 산란시킵니다. 이 때문에 신호가 여러 경로로 수신기에 도달합니다. 도달 시간이 다르면 심볼이 겹칩니다. 이게 ISI입니다. 통신 오류의 원인입니다.
페이딩도 있습니다. 수신 신호 세기가 시간에 따라 들쭉날쭉한 현상입니다. 큰 장애물에 가려지면 장기 페이딩, 다중경로 간섭이면 단기 페이딩입니다.
고속 이동 환경이면 도플러 효과도 나타납니다. 기지국에 가까워지면 주파수가 올라가고, 멀어지면 내려갑니다. KTX 구간에서 통화 품질이 불안정한 이유입니다.
4G와 5G, 장비 구조는 같고 성능이 다릅니다
기지국은 DU와 RU로 나뉩니다. DU는 디지털 신호 처리, RU는 무선 송수신입니다. 4G든 5G든 이 구조는 같습니다.
차이는 성능입니다. 5G는 대역폭이 훨씬 넓습니다. Sub-6GHz 기준 최대 100MHz, mmWave는 최대 400MHz입니다. 4G는 최대 20MHz였습니다.
지연 시간도 다릅니다. 4G는 10ms 수준, 5G는 1ms를 목표로 합니다. 채널 코딩도 바뀌었습니다. 4G 터보코드에서 5G는 LDPC와 Polar 코드로 넘어왔습니다.
5G RU에는 Massive MIMO가 붙습니다. 64TRx짜리면 안테나 소자가 64개입니다. 빔포밍으로 특정 사용자에게 전파를 집중시킵니다. 4G와 눈으로 봐도 외형이 다릅니다.
4G, 5G 개요
LTE 장비 (DU, RU)
5G 장비 (DU, RU)
마지막으로
케이블 규격, 급전선 선택, 광케이블 측정, 무선 환경 이해. 현장에서 한 번씩 마주치는 것들입니다.
이론으로만 알고 있으면 현장에서 판단이 느립니다. 몸으로 익혀두면 자재 발주도, 시공 판단도 빨라집니다.
비슷한 경험 있으시면 댓글로 나눠주세요.
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