기본적이면서 시대를 초월한 요구를 충족시키는

유선 혁명: 허구, 진실 그리고 추세

기본적이면서 시대를 초월한 요구에 따라 기술은 발전해 나갈 것이다. 이를 위해서는 연결성이 중요하다. 이 연결성에서 주도적인 역할을 수행할 기술은 놀랍게도 무선이 아닌 유선이 될 것이다. 무선은 이동성이 중요시 되는 분야에 활용되며 유선은 그렇지 않은 분야에 활용되기 때문이다.

글│제프 워터스(Jeff Waters), 앤디 맥린(Andy McLean), 내셔널 세미컨덕터

 기술은 가족의 안전과 건강 유지 및 친구, 친지와의 지속적인 연락 그리고 여가 시간을 최대한 활용과 같은 매우 기본적이면서 시대를 초월한 요구에 따라 발전해 나갈 것이다. 이러한 요구를 충족시키기 위해서는 무엇보다 연결성이 중요한데, 놀라운 사실은 무선이 아닌 유선이 연결성을 더 주도하는 역할을 할 것이라는 점이다.

향후 10 - 15년 동안의 기술 방향

아마도 WiFi 핫스팟, 3G 및 4G 셀룰러, 블루투스 등의 무선 기술 추세에 반하는 황당한 얘기처럼 들릴 것이다. 무선이 응용되는 사례는 가전 제품 분야로 제한되지 않는다. 오늘날 대부분의 M2M(Machine-to-Machine) 연결에는 무선 방식이 채용되고 있으며 Zigbee, RFID 등과 같은 신기술이 빠른 속도로 출현하고 있다.

왜 유선인가? 그 이유는 간단하다. 무선은 이동성이 중요시 되는 분야에 활용되며 유선은 그렇지 않은 분야에 활용되기 때문이다. 무선 이동성에는 항상 대가가 따르기 마련이다. 좋은 예로 컴퓨터의 무선 마우스를 들 수 있습니다. 무선 마우스는 배터리가 필요하고 간혹 연결이 끊기는 문제가 있어 거의 사용되지 않는다.

2015년경에 네트워크는 수백억 개의 연결된 노드에 유무선으로 즉시 접속할 수 있는 컴퓨터와 컴퓨터 그리고 컴퓨터와 소비자를 연결하는 복잡한 양상을 띄게 될 것이다. 이 경우, 네트워크 유용성은 사용자 수의 제곱에 비례한다는 메카프의 법칙이 적용되어 장치의 가치와 네트워크성의 관계가 증가한다는 것을 확인할 수 있다.

유선에 대한 잘못된 인식

유선과 무선은 각자 장점과 한계점을 가지고 있다. 여기에는 㰡’유선 네트워크가 사라진다는 것은 크게 과장된 말이다.㰡“라는 측면에서 유선 세계의 허구와 진실을 보여주는 정보를 소개한다(출처: circa 2006).

통념 #1: 무선 기술이 유선을 대체할 것이다.

진실: 무선 노드의 급증에 따라 㰡장거리㰡‘ 전송에 중계 역할이 더 많이 필요해져 유선 엔터프라이즈에 대한 수요가 커질 것이다. M2M 패러다임에서, 업링크 또는 백채널 수요가 증가함에 따라 무선 기술보다 유선 기술을 사용해 더 쉽게 처리할 수 있는 대칭형 대역폭 요구가 증가하게 된다.

통념 #2: 유선보다 무선이 더 쉽고 저렴하게 구현할 수 있다.

진실: 무선 지원 노드의 제공, 추적 및 유지 관리는 본질적으로 유선보다 더 어렵다. 네트워크에서 무선 노드를 활성화하려면 먼저 유선 링크를 통해 해당 노드를 구성해야 하는 경우가 다반사다. 그리고 무선 노드는 같은 사양의 유선 노드보다 2배에서 많게는 10배까지 더 많은 비용이 소요될 것으로 예상된다.

통념 #3: 무선이 유선보다 유연성이 더 우수하다.

진실: 기존 무선 네트워크는, 심지어 가정 내에서조차, 하나 이상의 유선 액세스 포인트가 있어야 동작이 가능하다. 또한 가정에서 무선 네트워크를 설치해본 적이 있는 사람이라면 벽장이나 지하실 등 㰡갇힌 곳에 액세스 포인트가 있는㰡‘ 경우 접근성이 떨어지는 것을 경험해 보았을 것이다. 뿐만 아니라 무선 사용을 위해서는 전원과 유선 이더넷 연결이 필요하다. 가정에 사용되는 대부분의 무선 연결에는 물리적인 케이블과 벽면의 RJ-45 플러그가 요구된다. 무선 기술의 확산에 발판이 된 것이 PoE(Power Over Ethernet)를 사용한 원격 전원 공급이라는 사실은 아이러니가 아닐 수 없다. PoE는 네트워크에 연결된 같은 케이블을 통해 액세스 포인트로 전원을 공급한다.

통념 #4: 앞으로는 유선 인프라 없이 직접 무선 이용이 가능해질 것이다.

진실: 많은 분야에서 무선 연결의 성능, 신뢰성 및 보안 관련 문제가 무선 구축에 걸림돌이 될 것이다. 유선 네트워크는 물리적인 본질상 보안 성능이 우수하며 강철, 물, 보강 콘크리트 등 물리적인 경계를 쉽게 통과할 수 있다. 따라서 중요한 기능에는 유선이 필요하며 미래에도 오랜 기간 유선이 사용될 수밖에 없다. TV의 경우에도 마찬가지로, 고화질 TV 사용이 증가하면서 날로 증가하는 정교한 비디오 품질 평가 요구에 부응하는 데 필요한 프레임 속도와 해상도를 지원하는 높은 대역폭의 링크가 요구된다. 보안과 관련해서는, 터널 또는 브리지의 무선 모니터링을 하나의 차단 장치로 쉽게 해제할 수 있다는 문제가 있다. 가령 라스베가스의 카지노에서는 블랙잭 테이블에서 휴대폰을 사용하지 못하도록 차단한다. MP3에서 귀로 오디오를 전달하는 등의 일상생활 속에서도 유선은 필요하다.

근시안적인가, 환영인가?

지금까지 유선에 대한 잘못된 인식을 알아보았으며, 다음으로 기술 변화를 주도하는 추세를 살펴보겠다. 이제 세계는 연결성이 필수불가결의 요소가 되었다. 무선이 모든 공간에 음성 연결을 가능하게 했다면, 유선의 실용성은 유비쿼터스 기계 대 기계 및 인간 대 기계 연결을 가속화할 것이다. 아래에서 기술 발전 추세를 설명한다.

추세 #1: M2M 통신에는 본질적으로 기존의 제어 애플리케이션을 뛰어넘는 엄격한 피드백 루프(Feedback Loop)가 필요하다.

실시간 M2M 통신에 대한 의존도가 커질수록 정확성과 정밀도에 대한 기대치가 증가한다. 또한 네트워크 구성 요소에서 지터가 감소하고 대기 시간이 줄어들어야 한다. 유선 분야에서는 이러한 요구가 이미 실시간 이더넷에 의해 충족되고 있지만 무선 기술의 경우 발전 과정에서 이 요인을 거의 무시하고 있다. `와이어 방식으로 구동되는` 자동차 스티어링 휠의 지연 시간이 2초이고 정확도가 ±10도라고 할 경우 어떤 문제가 발생할지 상상해 보자.

추세 #2: 유선 기술은 점차 더 많은 지능형 네트워크와 스마트한 주변기기 구현을 가능하게 하고 있다.

사용 가능한 대역폭이 기하급수적으로 증가함에 따라 기존 클라이언트-서버 환경의 연산 작업을 한 곳에 모아 처리해야 할 필요성이 적어진다. 많은 분야에서, `컴퓨팅`은 고대역폭 링크를 통해 서로 통신하는 2대 이상의 컴퓨터를 통해 `유선으로` 수행된다.

추세 #3: 보안, 신뢰성, 유연성이 중요한 분야에서 유선 네트워크가 급격히 증가한다.

최근의 무선 기술 진보는 자체 문제 해결 기능과 중복성을 제공하는 메쉬 네트워크를 포함하여 QoS(Quality of Service)에 초점을 맞춰 왔다. 그러나 유선 네크워크에서는 훨씬 더 뛰어난 QoS 기능이 개발되고 있다. 유선 연결은 본질적으로 공간이 아닌 보다 제한된 미디어를 통해 구축된다. 데이타가 유선을 통해 전송될 때 어떠한 장애가 데이터에 무슨 영향을 미치는지 주의 깊게 살펴봄으로써 장애 발생 시기를 통계적으로 예측할 수 있다. 따라서 데이터가 손실되기 전에 연결을 복구할 수 있다. 재난의 규모가 보다 큰 경우, 물리적인 차원에서 수 나노초만에 연결들 간 장애 조치가 수행된다. 반면 무선 연결에서는 연결이 끊긴 원인이 단지 일시적으로 신호가 약해졌기 때문인지 확인하는 절차가 먼저 수반되어야 한다.

`무선을 통한 전원 공급`이 불가능한 것도 무선의 실용성을 떨어뜨리는 요인이 된다. 전원 공급을 위해 도선을 사용해야 하는 경우에는 10배 이상 큰 대역폭을 제공하는 유선이 보다 더 안정적이고 비용도 저렴하게 소요된다.

추세 #4: 유선 인터페이스를 사용해야만 지원이 가능한 대역폭이 높은 분야가 지속적으로 출현하고 있다.

최근까지 기업체의 고가 장비에서만 사용이 가능했던 기가비트 데이터 속도가 USB2.0, Firewire 및 HDMI와 같은 고속 시리얼 유선 인터페이스로 인해 이미 상용화 단계에 접어들었다. 무선도 궁극적으로는 기가비트로 발전하게 될 것이다. 그러나 유선과 무선 간 대역폭 차이는 이미 최대 처리량이 80GB/s에 달하는 PCI Express와 같은 새로운 유선 기술로 인해 더욱 벌어질 것으로 전망된다.

가치 논쟁으로의 회귀

그렇다면 앞서 논의한 메카프의 법칙, 엄격한 피드백 루프 및 QoS는 우리의 일상적인 기본 요구와 어떤 관련이 있는가?

가족을 안전하고 건강하게 지킨다는 생각이 유선 연결 발전에 기폭제가 된다. 가정, 터널, 브리지 또는 포트의 보안을 위해서는 가능한 한 침입이 어려워야 한다. 머지 않은 미래에 가정 내 고품질 화상 회의, HD TV, 빠른 인터넷 그리고 유선 연결을 통해 여러분과 여러분이 사랑하는 사람들 간 거리가 한층 가까워질 것이다. 그리고 결국에는, 자신도 모르는 사이에 수많은 일상 업무가 발생하게 된다. 이를 우유가 더 필요하다거나 풀장에 염소를 넣어야 하는 등의 일을 유선을 통해 처리하는 자동 청구-지불 개념으로 간주해 보자.

맞다. 우리는 그러한 세계를 꿈꾸고 있다. 그리고 10대들이 예쁘장한 컬러 CAT-5 케이블을 가지고 싶어하고 부모는 단지 보는 것만으로 CAT-6과 CAT-5 차이를 알았던 지난 날을 불평할 때까지 유선 혁신은 계속될 것이다.

<자료제공: 월간 반도체네트워크 06년 03월호>