플라스틱 광섬유를 이용한 BcN 형 홈 네트워크 모델링에 관한 연구 慶 ...

博士學位論文 

플라스틱 광섬유를 이용한 

BcN형 홈 네트워크 모델링에 관한 연구 

A Study on BcN type Home Network Modeling 

based on Plastic Optical Fiber 

指導敎授陳庸玉 

慶熙大學校情報通信大學院 

情報通信網管理工學科 

李廷旭 

2005 年 2 月

플라스틱 광섬유를 이용한 

BcN형 홈 네트워크 모델링에 관한 연구 

A Study on BcN type Home Network Modeling 

based on Plastic Optical Fiber 

指導敎授陳庸玉 

이 論文을 工學博士學位論文으로 提出함 


情報通信網管理工學科 

李廷旭 

2004 年 12 月

李廷旭의 工學博士學位論文을 認准함 

主審敎授 (인) 

副審敎授 (인) 





2004 年月日

서 문 

지금 생각해보면 우리나라의 초고속인터넷 서비스는 너무 일찍부터「초고속」 

이라는 화려한 명칭을 붙여준 것 같습니다. 이보다 몇 백배 빠른 속도의 성능을 

가진 광대역통합망(BcN)이 이제 출현하고 있기 때문입니다. 그러나 BcN을 성공 

적으로 구축하기 위해서는 우선 짚어보아야 할 몇 가지 과제가 있습니다. 

첫번째는 FTTH망의 전면적인 확장입니다. 지금까지 가입자망 쪽에는 통신과 

방송이 각각 자기만을 위한 전용 네트워크를 가지고 있는데 이런 모양은 성능면 

에서나 시설비면에서나 결코 좋은 방법이 아닙니다. 앞으로 이 두가지 서비스를 

하나의 전송매체에 통합 수용하기 위하여는 그만큼 큰 용량의 브로드밴드 특성을 

갖는 FTTH망을 본격적으로 확장하지 않고는 불가능합니다. 그래서 이 획기적인 

프로젝트를 성사시키기 위하여는 누구보다도 KT가 적극적인 의지를 갖고 가입자 

액세스망의 광케이블화를 서둘러야 합니다. 

두번째는 BcN에 방송을 수용하는 문제입니다. 이러한 FTTH망을 기반으로 

통신과 방송을 융합하는 기술에는 광 전송로의 구성모형과 광 다중화 기술면에서 

AON과 PON방식이 있습니다. 방송을 통합하는 과제는 기술적으로는 큰 문제가 

없으나 비즈니스면에서는 난관이 한두가지가 아닙니다. 한국의 경우 통신과 방송 

에 관한 규제기구가 각각 다르고 사업영역구분이 엄격하여 FTTH망의 건설을 주 

도하고 있는 통신사업자가 통신과 방송의 융합을 적극적으로 추진할 수 없는 실 

정입니다. 이제는 통신사업자와 방송사업자가 함께 이 새로운 서비스를 실현하겠 

다는 적극적인 협력정신을 발휘해야 합니다. 

세번째는 통신과 방송의 융합을 목표로 구축되는 BcN은 어느 정도의 전송속 

도와 대역폭을 갖도록 할 것인가의 기준을 다시 정립해야 합니다. 가정당 전송속 

도가 다양하게 제시되고 있습니다. 이렇게 가정당 전송속도기준이 큰 차이가 나 

고 있는 것은 지금까지 통상적으로 논의되어온 BcN의 범위와 기술방식을 명확 

하게 정리하지 못하였기 때문입니다. 공동주택이냐 단독주택이냐에 따라 FTTH 

을 구축할 때 적용기술이 다르고 네트워크 구성모형도 다릅니다. 

그리고 BcN은 최신의 통신이론과 방송기술을 바탕으로 구축되어야 합니다. 

이에 대하여 체계적이고 전문적인 연구를 수행하고자 정보통신대학원에 수학하게 

되었습니다. 지난 3년의 박사과정에서 BcN의 구현에 필수적인 학문인 데이터통 

신과 통신망, 컴퓨터 네트워크, 소프트웨어공학, 방송 네트워크, TV 영상공학 등 

의 과목을 집중적으로 수강하고 연구하였습니다. 

특히 Data Communications, Computer Networks and Open Systems(Fred 

Halsall저)과목을 정밀하게 강의하여 주신 김철 교수님, Computer Networking, 

A Top-Down Approach Featuring the Internet (James F. Kurose & Keith W. 

Ross저)과목을 전문적으로 강의하여 주신 김정근 교수님, Computer Networks-

A System Approach(Larry L. Peterson & Bruce S. Davie저)과목을 열정적으로 

강의하여 주시고 논문 심사위원장이신 이대영 교수님께 감사를 드립니다. 

그리고 BcN형 홈 네트워크의 실현을 위하여 가장 적합한 전송매체인 플라스 

틱 광섬유(Plastic Optical Fiber : POF)에 대하여 2002년부터 3년간 심도있는 연 

구를 수행하였습니다. POF 선진국들의 개발동향, 핵심기술과 응용기술을 습득하 

기 위하여 매년 정기적으로 국제회의와 세미나에 참석하여 관련 논문을 발표하였 

습니다. 

(1) 일본 동경에서 개최된 The 11 th International POF Conference 2002에 

참석(Sept. 2002) 

(2) 미국 시애틀에서 개최된 The 12 th International Conference on Polymer 

Optical Fiber에 참석하여 「 Realization of FTTH for Integration of 

Telecommunications and Broadcasting의 주제논문을 Plenary Session에서 발 

표(Sept. 2003) 

(3) 일본 규수대학에서 개최된 ISEE 국제 심포지움에 참석하여 「FTTH for 

Telecommunication and Broadcasting Applications」의 주제논문을 발표(Nov. 

2003) 

(4) 일본 게이오대학에서 개최된 제49회 POF 컨소시엄 기념학술대회에 참석 

하여 「Broadband IT Korea and Digital Home Networking」의 주제논문을 발 

표(June 2004) 

(5) 독일 뉴른베르그에서 개최된 The 13 th International Conference on 

Polymer Optical Fiber 2004에 참석하여 「Bandwidth Requirements of FTTH 

for High Speed Communication and Digital TV 」 의 주제논문을 발표(Sept. 

2004) 

그리고 2004년 독일 뉴른베르그 회의에서 The 15 th International POF 

Conference 2006을 서울로 유치하는데 성공하였으며 저는 국제 플라스틱 광섬 

유 협력기구(International Cooperative Plastic Optical Fiber : ICPOF)의 집행위 

원으로 선임되었습니다. 그 동안 한국의 POF산업이 발전할 수 있도록 국제협력 

을 하여주시고 본 논문을 위하여 기술지원을 하여주신 POF의 발명자이자 

ICPOF 의장이신 일본 게이오대학의 Yasuhiro Koike 교수님에게도 감사를 드립 

니다. 

끝으로 POF를 기반으로 한 BcN형 홈 네트워크 모델링을 실현하는데 있어 

전반적인 방향을 제시하여 주신 진용옥 지도교수님께 감사를 드립니다. 

2004년 12월 

이 정 욱

정보통신과 방송분야의 디지털화가 급속하게 진전되고 미디어의 전송능력이 

비약적으로 광대역화, 고속화 함으로써 통신과 방송의 융합 문제가 대두되고 

있다. 이를 실현하기 위하여 정부에서는 광대역통합망 (Broadband Convergence 

Network: BcN)의 구축을 국가의 중요한 신 성장동력으로 선정하였다. 

통신과 방송의 통합수용을 위한 광대역통합망(BcN)은 기본적으로 통신망, 방 

송망과 인터넷 망을 통합하는 차세대 네트워크이다. 즉 유선전화와 이동무선전화 

를 연결하는 통신망, 지상파방송, 위성 디지털방송, CATV를 수용하는 방송망, 그 

리고 xDSL, FTTH, HFC를 이용한 인터넷 망을 다중화 기술에 의하여 하나의 광 

대역망에 통합한다는 개념이다. 

일반적으로 광대역통합망(BcN)이라고 할 때의 범위는 기간통신망과 가입자 

망을 포함하고 있으나 본 논문에서는 가입자망 부분에 집중하여 연구하고자 한다. 

가입자망 부분은 다시 세분하면 가입자 액세스망 (Subscriber Access Network: 

SAN), 구내망 (Local Area Network: LAN)과 홈 네트워크(home network)로 

구성된다. 현재 홈 네트워크의 계위에서 보면 음성전화와 고속 인터넷을 위한 

통신망이 운용되고 이와는 별개로 CATV나 위성 디지털TV를 위한 방송망이 

시설 운용 되고 있다. 

앞으로 통신과 방송을 통합 수용하기 위한 BcN은 FTTH(Fiber To The 

Home)망이 기반이 되어 발전할 것이다. 당초에 음성전화, 데이터 통신, 영상전 

송 등 정보통신용으로 발전되어온 FTTH기술은 최근에 방송을 통합 수용하는 방 

향으로 발전되고 있다. 또한 이 솔루션에 의하여 통신과 방송의 융합을 목표로 

구축되는 광대역 성능의 홈 네트워크도 실현될 것이다. 

따라서 BcN형 홈 네트워크은 어느 정도의 전송용량을 요구할 것 인가를 산 

정하여 소요대역폭을 설정하여야 하고, 가정당 전송속도를 결정하기 위하여는 홈 

네트워크 의 범위와 BcN의 구성방식을 명확하게 정리해야 한다. 공동주택이냐 

단독주택이냐에 따라 FTTH를 구축할 때 적용할 기술방식이 다르고 네트워크 모 

형도 달라지므로 주택모형에 따른 통신과 방송의 융합기술을 연구하였다. 

그리고 홈 네트워크의 범위(home network limits)도 건물 내부망(Building 

Intra Network: BIN)과 홈 내부망(Home Intra Network: HIN)으로 정하여 

구간마다 요구되는 전송속도를 산정하고 이를 기초로 하여 광대역 용량의 홈 

네트워크를 구축하기 위한 가장 적합한 전송매체를 선정 하였다. 그리고 선정된 

전송매체인 플라스틱 광섬유 (Plastic Optical Fiber: POF)를 기반으로 하는 

BcN 형 홈 네트워크 (broadband convergence home network)를 실현하기 위한 

최적의 시스템 모델을 제시하였다. 

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목 차 

I. 서론 

1.1 연구배경 및 목적……………………………………………………… 

1.2 연구의 범위……………………………………………………………… 

II. 통신과 방송망의 구조분석과 BcN의 발전방향 

2.1 통신과 방송을 위한 엑세스망의 구조…………………………… 

2.2 통신과 방송의 융합서비스 발전예측…………………………… 

2.3 BcN의 중장기 발전계획………………………………………………… 

2.4 새로운 인터넷주소표준(Ipv6)의 도입…………………………… 

III. FTTH기반의 통신과 방송의 융합 

3.1 통신과 방송의 융합기술……………………………………………… 

3.2 통신과 방송의 융합을 위한 FTTH모형………………………… 

3.3 BcN을 위한 비디오 압축(MPEG)………………………………… 

3.4 FTTH상에서 방송신호의 전송…………………………………… 

3.5 BcN에 유통될 서비스별 소요대역폭…………………………… 

3.6 BcN형 홈 네트워크의 전송용량 산정………………………………… 

IV. BcN형 홈 네트워크를 위한 전송매체 및 광전변환시스템 

4.1 전송매체별 전송용량 분석………………………………………… 

4.2 BcN형 홈 네트워크를 위한 전송매체…………………………… 

4.3 전광 및 광전변환시스템 분석……………………………………… 

V. BcN형 홈 네트워크 모델링 

5.1 POF를 이용한 데이터 및 비디오전송…………………………… 

5.2 IEEE 1394 기술적용………………………………………………… 

5.3 BcN형 홈 네트워크 시스템 모델………………………………… 

Ⅵ. 결론……………………………………………………………………………… 

참고문헌……………………………………………………………………………… 

Abstract……………………………………………………………………………… 

약어목록………………………………………………………………………………… 

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표 2.1 광대역 인터넷의 전송방식………………………………………… 

표 2.2 가정의 인터넷 연결형태…………………………………………… 

표 2.3 무선 인터넷의 전송방식…………………………………………… 

표 2.4 상호접속교환기(IX)의 전송속도………………………………… 

표 2.5 KT의 멀티미디어 서비스계획…………………………………… 

표 2.6 홈 네트워크 서비스 로드맵……………………………………… 

표 3.1 PON방식의 데이터 전송속도와 방송전송방식……………… 

표 3.2 초고속정보통신건물 인증기준…………………………………… 

표 3.3 MPEG-2의 프로파일과 레벨……………………………………… 

표 3.4 아날로그 TV와 디지털 TV의 비교…………………………… 

표 3.5 GA가 제안한 ATV의 기본규격………………………………… 

표 3.6 ATSC표준의 화면포맷…………………………………………… 

표 3.7 ATSC전송시스템의 파라미터…………………………………… 

표 3.8 음성전화와 비디오 폰의 소요대역……………………………… 

표 3.9 지상파 아날로그 TV의 대역폭…………………………………… 

표 3.10 디지털 TV의 채널당 소요대역………………………………… 

표 3.11 양방향 CATV 주파수 사용대역………………………………… 

표 3.12 홈 네트워크 서비스별 전송대역………………………………… 

표 4.1 CATV용 동축케이블(옥내용)의 감쇠특성(예)……………… 

표 4.2 MMF와 SMF의 특성비교………………………………………… 

표 4.3 PMMA POF와 PF POF의 특성비교…………………………… 

표 4.4 발광반도체의 사용파장대………………………………………… 

표 4.5 LED와 LD의 특성비교……………………………………………… 

표 4.6 PIN PD와 APD의 특성비교……………………………………… 

표 4.7 PIN PD의 반응특성………………………………………………… 

표 5.1 CTS와 HGW에 적용할 파라미터…………………………………… 

표 5.2 CTS와 HGW의 주요기능……………………………………………… 

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그림 2.1 단독주택을 위한 ADSL………………………………………… 

그림 2.2 CATV의 HFCN 구성…………………………………………… 

그림 2.3 Ntopia-Ethernet………………………………………………… 

그림 2.4 IPv6 데이터그램 포맷……………………………………………… 

그림 3.1 통신과 방송의 융합을 위한 FTTH서비스 구조………… 

그림 3.2 CTS/HGW기반의 AON시스템………………………………… 

그림 3.3 WDM-PON시스템의 ONT방식……………………………… 

그림 3.4 WDM-PON시스템의 ONU방식……………………………… 

그림 3.5 PATH E-PON시스템의 기본구성…………………………… 

그림 3.6 E-PON시스템의 ONU/ONT 구성…………………………… 

그림 3.7 E-PON시스템의 HDTV와 IP-Multicasting 연결……… 

그림 3.8 공동주택의 FTTH모형………………………………………… 

그림 3.9 FTTC기반의 ONU시스템……………………………………… 

그림 3.10 FTTH기반의 OLT시스템……………………………………… 

그림 3.11 ATSC전송표준의 4계층……………………………………… 

그림 3.12 디지털 TV신호의 기본패킷포맷……………………………… 

그림 3.13 VSB 데이터 프레임 구조……………………………………… 

그림 4.1 PMMA POF의 구조……………………………………………… 

그림 4.2 PF GI-POF의 구조…………………………………………………… 

그림 4.3 GOF와 PF-POF의 이론적 손실비교………………………… 

그림 4.4 PF GI-POF의 실용적인 손실특성………………………………… 

그림 4.5 최고전송속도를 실현한 POF시스템 구성………………… 

그림 4.6 PMMA SI-POF의 손실특성 ………………………………… 

그림 5.1 IEEE 1394의 통신망 구조……………………………………… 

그림 5.2 IEEE 1394 홈 네트워크와 FTTH…………………………… 

그림 5.3 POF기반의 FTTH 시스템 구성 …………………………… 

그림 5.4 CTS의 기본모델 ………………………………………………… 

그림 5.5 Home Gateway의 기본모델 ………………………………… 

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1.1 연구의 배경 및 목적 

I. 서 론 

최근 여러나라에서 정보통신과 방송의 디지털화 및 광대역화가 급속하게 진전 

되고 있고 구내망 및 댁내망의 광대역화 및 고속화가 요구되고 있을 뿐 아니라 

특히 한국의 경우 ADSL과 VDSL 이후의 준비가 필요한 시점이다. 또한 댁내통신 

망의 경우 통신회선과 방송회선이 각각 독립적으로 운용되고 있고 그 회선들의 

전송용량도 멀티미디어 서비스를 유통시키기에는 한계에 와 있다. 

따라서 통신과 방송회선을 물리적, 전송적으로 통합하는 방향으로 가고 있으며 

CATV, 지상공중파방송 및 위성방송회선의 댁내 인입방법도 개선되어야 한다. 더 

구나 홈 네트워크에 댁내 보안서비스(home security)와 가전기기의 자동제어 

(home automation)의 기능도 부가될 필요가 있어 홈 네트워크가 광대역 고성능 

의 디지털망으로 발전할 것으로 예상된다. 

이와 같이 일반가정에서의 통신 소요대역폭이 계속 증가하고 있는 상황에서, 

TV, VoD, 네트워크상에서 TV를 녹화한 후 필요한 시기에 시청하는 TV녹화시청 

등의 다채널의 고화질 비디오 전송에 대한 수요가 크게 증가하는 추세에 있다. 이 

를 위하여 EU에서는 IHDN전략을 수립하여 HAVi를 핵심과제로 선정하였으며 

IEEE 1394에서도 고속버스( high speed bus )를 실현하고자 Home Planet계획이 

진행되고 있다[1]. 

또한 일본에서는 지유가오까(Jiyugaoka)의 콘도미니엄에 기가비트급 이더넷을 

제공하기 위하여 PF GI-POF를 댁내망에 도입하여 기가비트 홈 네트워크를 구축 

하였으며 이를 위하여 L3 스윗치가 각 가정에 연결되어 있다. 이 계획에서 중요 

한 어플리케이션은 실시간 영상전송, 고속 인터넷과 방송이고 이중에서 가장 인기 

있는 서비스는 모든 TV 프로그램 2주분을 저장하여 이용자가 보고자 하는 시간 

에 볼 수 있게 하는 VoD서비스 였다고 한다[2]. 

이렇게 통신과 방송의 융합문제가 대두되고 광대역 홈 네트워크의 필요성이 

커짐에 따라 정부에서는 광대역통합망(Broadband Convergence Network: BcN) 

의 구축을 국가의 중요한 신성장동력으로 선정 하였다. BcN은 한 개의 광케이블 

을 통해 통신, 방송과 음성서비스를 동시에 제공하는 TPS(Triple Play Service) 

기능을 갖는 네트워크이며 FTTH(Fiber To The Home)를 기반으로 실현될 것이 

다. 이 논문에서는 FTTH를 기반으로 하여 통신과 방송의 융합 전송이 가능한 광 

대역 홈 네트워크를 BcN형 홈 네트워크라고 제안한다. 

이러한 BcN형 홈 네트워크를 실현하기 위하여는 우선 홈 네트워크의 범위 

(home network limits)를 규정해야 하고 홈 네트워크에 유통될 트래픽의 전송속 

도와 대역폭(bandwidth requirements)을 산정하여야 한다. 그리고 이러한 전송용 

량에 적합한 광대역 성능을 가지고 있는 POF(Plastic Optical Fiber)를 전송매체 

로 선정하여 최적의 BcN형 홈 네트워킹 모델링을 한다. 

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1.2 연구의 범위 

1.2.1 통신과 방송의 통합범위 

인터넷이 급속하게 보급되고 액세스 망의 고속화, PC의 고속화, 방송의 디지털 

화 등이 급속하게 이루어지면서 통신과 방송의 중간영역적 서비스가 등장하고 있 

다. 이에 따라 통신과 방송이 네트워크를 공용하는 과제가 대두되고 통신사업자가 

방송업을 겸영하거나 방송업체가 통신사업에 진출하는 등 통신과 방송의 융합현 

상이 나타나고 있다. 이러한 관점에서 통신과 방송의 통합현상을 구분하여 보면 

다음과 같이 4가지 분야를 생각할 수 있다[3]. 

첫번째는 통신과 방송의 중간영역적 서비스가 등장함으로서 서비스의 융합이 

나타나고 있다. 전자게시판이나 홈페이지에 의한 정보 발신과 인터넷 방송과 같은 

분야를 말한다. 

두번째는 통신과 방송이 같은 전송로를 함께 사용하는 전송로의 융합이다. 

통신사업자의 가입자계 광 섬유망을 이용한 CATV 제공이나 통신위성을 사용한 

CS 방송 서비스의 제공이 여기에 해당 된다. 

세번째는 같은 단말기를 통신과 방송에 함께 사용할 수 있는 단말기의 융합현 

상이다. TV 수신기를 이용한 인터넷통신이나 TV 방송의 수신과 녹화도 할 수 있 

는 PC 가 출현하고 있다. 

네번째는 사업체의 융합이다. 방송사업자가 전기통신사업자로서 통신 서비스를 

제공하고 CATV 사업자가 인터넷 접속서비스를 제공하는 경우와 같은 사업체의 

겸업화 현상을 말한다. 이와같이 통신과 방송의 융합은 네가지 분야로 구분할 수 

있는데, 본 논문에서는 그 중에서 전송로의 융합문제, 즉 네트워크의 공유화 

방안에 한정하여 연구한다. 

1.2.2 중점연구과제 

통신과 방송의 융합을 위한 네트워크의 공유화는 광대역통신망(BcN)의 구축이 

라는 과제로 대두되고 있다. 여기에서 BcN은 기간통신망(back-bone network)과 

가입자망(subscriber network)을 모두 포함하고 있다. 기간통신망은 국제 통신망, 

장거리 통신망, 시내 국간망과 데이터 통신망(또는 인터넷 전용망)으로 구성되어 

있으며 우리나라에서는 이들은 대부분 SMF 광 케이블로 초고속화 되어 있다. 

가입자망은 일반적으로 가입자 액세스망(Subscriber Access Network: SAN), 

구내망(Local Area Network: LAN), 홈 네트워크(home network)로 구성되며 앞 

2

으로 본격적으로 광 케이블로 초고속화 해야 할 대상이다. 

본 논문에서는 통신과 방송의 융합을 실현하기 위한 FTTH의 전송용량과 

BcN형 홈 네트워크 모델을 중심으로 다음과 같은 6개 과제에 대하여 중점적으로 

연구한다. 

1) 가입자 액세스망(SAN)을 중심으로 통신망과 방송망의 구조분석 

- xDSL, Ethernet, HFC망, 위성인터넷망 등 초고속통신을 위한 가입자 

액세스망의 구성방식 및 기술 

- CATV, 위성TV 등 방송을 위한 가입자 인입 네트워크의 구성방식 및 

기술 

- 인터넷을 위한 기간통신망의 구조 및 전송용량 

2) 통신과 방송의 융합서비스 및 BcN의 발전방향 

- 광대역통합망(BcN)의 구축에 따라 통신사업자들의 통신과 방송의 

융합서비스계획 분석 

- 멀티미디어 서비스의 발전방향 예측 및 BcN서비스를 위한 전송속도 

분석 

- BcN의 중장기 발전계획과 새로운 주소표준(IPv6)의 도입 

3) FTTH기반의 통신과 방송의 융합 및 전송기술 

- 통신과 방송의 융합을 FTTH상에서 실현할 수 있는 AON, E-PON, 

WDM-PON 기술분석 및 특성비교 

- 공동주택과 단독주택의 FTTH 모형제시 

- BcN을 위한 비디오 압축기술(MPEG) 

- FTTH상에서 방송신호의 전송 

4) BcN에 유통될 서비스별 전송용량 

- BcN형 홈 네트워크의 범위를 결정 

- BcN형 홈 네트워크의 전송용량 산정 

5) BcN형 홈 네트워크를 위한 전송매체 

- 동선, 동축케이블, GOF등 기존의 전송매체의 전송용량분석 

- BcN형 홈 네트워크에 적합한 전송매체(POF)의 선정 

- BcN형 홈 네트워크 시스템을 위한 전광 및 광전 변환시스템 분석 

6) BcN형 홈네트워크 모델 제시 

- POF를 이용한 데이터 및 비디오 전송의 실증분석 

- BcN을 위한 IEEE 1394 기술적용 

- POF에 실험적으로 실증된 LD, PD를 이용하여 BcN형 홈 네트워크를 위 

한 시스템 모델의 제시 

3

II. 통신과 방송망의 구조분석과 BcN의 발전방향 

2.1 통신과 방송을 위한 액세스망 구조 

2.1.1 통신을 위한 액세스망 

고속의 인터넷통신을 위한 통신망 구조를 보면 기존의 동 케이블을 이용한 

ADSL방식과 VDSL방식, 광 케이블을 이용한 ADSL방식과 VDSL 방식, 공동주택 

에 FES을 이용한 Ethernet방식, B-WLL방식, 위성 인터넷방식, 무선 AP(Access 

Point)를 설치하여 노트북이나 PDA의 접속을 위한 Nespot방식과 CATV망에 인 

터넷을 중첩하는 케이블모뎀방식 등 다양하다. 

그리고 전체 광대역 가입자망의 구성방식을 보면 표2.1에서 보는 바와 같이 

브로드밴드 인터넷 가입자중에서 xDSL방식을 이용하는 이용자가 57.6%, 케이블 

모뎀을 이용하는 이용자가 34.2%, LAN망 이용자가 8.1%로 나타나고 있다[4]. 

구분 xDSL 

표2.1 광대역 인터넷의 전송방식 

케이블 

모뎀 

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LAN 

(아파트) 

위성 합계 

2003.12 현재 

시장 

점유율 

KT 5,230,342 - 353,880 4,836 5,589,058 50.0% 

하나로텔레콤 1,093,261 1,290,150 342,152 - 2,725,563 24.4% 

두루넷 - 1,287,502 5,862 - 1,293,364 11.6% 

온세통신 - 419,293 3,769 - 423,062 3.8% 

드림라인 56,178 89,546 3,874 - 149,598 1.3% 

데이콤 - 135,884 66,820 - 201,704 1.8% 

부가통신사업자 3,362 605,791 9,950 - 619,103 5.5% 

재판매사업자 52,812 - 124,235 - 177,047 1.6% 

합계 6,435,955 3,828,166 909,542 4,836 11,178,499 100% 

시장점유율 57.6% 34.2% 8.1% 0.1% 100% - 

한편 일반가정의 인터넷 연결형태는 표2.2에서와 같이 가장 이용자수가 많은 

것은 xDSL로서 전체 이용자의 88%나 차지하고 케이블모뎀 이용자와 다이얼 업 

모뎀 이용자가 각각 5%정도로 낮은 이용율을 나타내고 있다[4]. 고속 인터넷통 

신을 위하여 ADSL과 VDSL을 이용한 유선망, 케이블 모뎀을 이용한 CATV망 그 

리고 무선 인터넷, 위성 인터넷망의 구조를 가입자 액세스망 중심으로 분석한다.

표2.2 가정의 인터넷 연결형태 

구 분 xDSL CATV 

5 

Dial-up 

Modem 

2003.12 현재 

단독주택의 경우 대부분의 액세스망은 기존의 동선(twisted pairs copper)으로 

구성되어 있다. 전화국 측에 설치된 DSLAM(Digital Subscriber Line Access 

Multiplexer)과 분배기(splitter)에서 전화망의 음성신호와 데이터통신망으로부터 

오는 인터넷신호를 중첩하여 전송하고 이용자측에 설치된 모뎀(modem)에서 이들 

신호들을 분리하게 되며 시스템구성은 그림2.1과 같다. 

그림2.1 단독주택을 위한 ADSL망 구성 

ISDN 기타 무응답 

대도시 83.1 13.6 2.1 0.8 0.2 0.2 

중소도시 83.3 12.0 1.6 1.1 1.0 0.9 

지방 88.2 5.1 4.6 0.7 0.0 1.3 

합계 83.5 12.4 2.1 1.0 0.5 0.5 

공동주택(예: 아파트)이나 오피스빌딩의 가입자 액세스망은 대부분 광케이블로 

구성되어 있다. 이때에는 전화국에 DSLAM을, 공동주택의 통신실에 RT-DSLAM 

과 분배기(splitter)를 설치하여 음성신호와 인터넷신호를 통합 전송하고 있으며

이용자 측에서 모뎀을 이용하여 이들 신호들을 분리하고 있다. 한편 FLC를 이용 

하고 있는 시스템에서는 전화국에 있는 FLC-COT에서 음성신호와 데이터신호가 

통합되어 아파트 MDF실에 있는 FLC-RT에 이르기까지 통합 전송되고 마찬가지 

로 가정에 설치된 모뎀에서 이 두가지 신호가 분리된다. 

CATV사업자들은 그들의 HFCN(Hybrid Fiber Coaxial Network)을 이용하여 

그림2.2과 같이 CATV와 인터넷을 동시에 제공하고 있다. CATV 방송국에 TV와 

인터넷을 중첩하는 광대역 라우터(broadband router)기능의 CMTS를 두고 각 가 

정에서는 케이블 모뎀을 이용하여 영상신호와 인터넷을 결합 또는 분리하고 있다. 

CTMS의 OTx/ORx부터 ONU까지는 광케이블로 구성되고 ONU에서 가정내의 케 

이블모뎀까지는 동축케이블로 연결된다. 단일 케이블에 의한 양방향전송(fullduplex)방식이며, 

DHCP는 동적 호스트구성 프로토콜로서 가입자에게 유동IP를 

부여하는 기능과 QoS옵션을 설정한다. 

그림2.2 CATV를 위한 HFCN 구성 

또한 공동주택이나 오피스빌딩에는 10 Mbps이상의 고속도의 인터넷서비스를 

위하여 Ntopia-Ethernet방식으로 구성된다. 이 방식에서는 그림2.3과 같이 전화 

국에 Metro 스윗치를, 공동주택단지 통신실에 GES를 설치하여 1 Gbps의 전송속 

도를 제공하고, 빌딩별로는 FES를 설치하여 GES와 FES사이에 100 Mbps를 제 

공한다. 그리고 이러한 브로드밴드 서비스를 위하여 LAN구간은 광케이블로 구성 

한다. 

2003년부터 ADSL의 공급을 중단하고 VDSL을 제공하고 있으며, 단독주택의 

네트워크 모형을 보면 전화국에 설치된 IP-xDSL에서 음성신호와 데이터신호를 

6

통합하여 가정으로 전송하면 ADSL의 경우와 마찬가지로 모뎀에서 이들 신호가 

분리된다. 공동주택의 경우에는 IP-xDSL을 동별 통신실에 두고 여기에서 음성신 

호와 인터넷신호를 통합하여 각 가정으로 전송한다. 

그림2.3 Ntopia-Ethernet 구성 

무선방식에 의한 액세스망은 B-WLL, 위성인터넷 및 Nespot 서비스가 있다. 

그 중 B-WLL은 기지국에 ARIC(ATM Radio Interface Card)와 기지국 안테나를, 

공동주택에는 소형안테나와 가입자 단말장치를 설치해야 한다. 

위성인터넷의 경우는 무궁화위성(Korea Sat)을 이용하는 네트워크 구조로 되 

어 있다. 인터넷 통신망(예; kornet)은 위성지구국(earth station)을 통하여 통신위 

성에 연결되고 통신위성은 공동주택이나 단독주택에 설치된 접시안테나와 직접 

연결된다. 즉 가정의 PC는 인터넷망과 통신위성을 통하여 하향채널이 구성되고 

유선망(PSTN, ISDN, 또는 L/L)을 통하여 상향채널이 구성된다. 

그리고 셀폰(cell phone)에 의한 무선 인터넷은 표2.3에서 보는 바와 같이 대 

부분이 WAP (Wireless Application Protocol)이나 ME(Mobile Explorer)기술을 

이용하는 망구조로 되어 있다[4]. 

WAP은 무선단말기와 기지국간의 무선전파환경에서 데이터를 효율적으로 전 

송할 수 있는 프로토콜이다. 이 프로토콜은 네트워크이나 단말기의 종류에 관계없 

이 GSM, TDMA, CDMA, CDPD 등 다양한 무선환경에서 동작이 가능하며[5] 또 

한 휴대폰 제작시 단말기의 크기를 변화시키지 않고 그 기능을 추가할 수 있는 

이점이 있다. 무선데이터 사용자들이 쉽고 간편하게 인터넷에 접속할 수 있도록 

고안된 규격으로서 인터넷 정보를 빠르게 검색하고 표시할 수 있도록 인터넷망과 

7

이동전화망 사이에 게이트웨이를 설치하여 운용한다. 

WAP은 통신 프로토콜을 사용하고 있기 때문에 HTTP, TCP 등 기존 인터넷 

의 표준 프로토콜인 HTML과 WAP 전용 프로토콜인 WML을 상호변환하기 위한 

게이트웨이(서버)가 반드시 필요하다. 즉 단말기에 탑재된 WAP 브라우저가 WAP 

게이트웨이를 통해 컨텐츠에 접속된다. 

표2.3 무선 인터넷의 전송방식 

8 

2004.3 현재 

구분 SKT KTF LGT 합계 

WAP/ME 방식 16,879,400 10,489,518 4,451,709 31,820,627 

ISMS 방식 482,993 605,474 184,001 1,272,468 

합계 17,362,393 11,094,992 4,635,710 33,093,095 

그리고 ME는 마이크로소프트사가 무선단말기를 통해 유선 인터넷을 접속하기 

위해서 만든 접속 프로토콜로서, 소형기기 브라우저로 이동전화기에 중심을 둔 

WAP과는 달리 다양한 데이터 기기를 지원한다. ME에서는 WAP 게이트웨이가 

할 일을 무선단말기내의 브라우저가 처리한다. 단말기 내부적으로는 기존의 

HTTP 방식과 호환이 되도록 하고 있으며 HTML을 축약한 Mobile-HTML을 사 

용한다[5]. ME는 게이트웨이가 필요없다는 것과 기존의 HTML 컨텐츠의 사용이 

가능하다는 점에서 WAP의 단점을 보완하고 있다. 

또한 노트북컴퓨터나 PDA를 개방된 공간에서 편리하게 접속하여 이용할 수 

있는 Hot Spot 서비스가 있다. 이 방식(KT의 Nespot서비스)에서는 빌딩의 사무 

실 또는 일반가정의 댁내의 Hot Spot에 AP를 설치한다. 사무용 빌딩의 경우 인 

터넷 통신망으로부터 사무실까지 전용회선(L/L)으로 구성하고 일반가정의 경우에 

는 인터넷 통신망과 댁내의 AP사이에 DSLAM회선을 이용한다. 이 AP는 기지국 

역할의 소출력 무선기기로서 60~90m의 전파반경에 30 가입자를 수용한다. 

2.1.2 방송을 위한 액세스망 

CATV는 CATV회사(SO)로부터 별도의 HFCN으로 공급되고, 위성방송은 각 

가정마다 위성안테나를 설치하여 창문을 통하여 동축케이블로 들어오고 있다. 또 

한 공중파 TV를 위하여도 별도의 동축케이블이 거실로 설치되는 등 방송 홈 네 

트워크가 점점 복잡해지고 있어 설치나 유지보수상 상당히 번거로운 문제를 야기 

하고 있다. 

HFC망은 일반적으로 CATV 분배센터(SO)에서 Cell의 ONU(Optical Network

Unit)간은 광케이블을 이용하여 성형(star network)으로 구축하고 ONU와 가입 

자간에는 동축케이블을 이용하여 분기형(tree & branch)으로 구성한다. CATV의 

홈 네트워크 장비에는 옥내분배기와 홈 터미널 (home terminal unit)이 있다. 홈 

터미널은 각 가정에 설치하여 다채널 영상서비스를 가능하게 하는 장치로서 일 

방향 홈 터미널(one-way HTU)과 양방향 홈 터미널(two-way HTU)이 있다. 일 

방향용 홈 터미널은 일반적으로 CATV 컨버터 라고 하며, 중요한 두가지 기능으 

로는 첫째 다채널 TV신호에 대한 선국 기능이 있고, 두번째는 채널 데이터 및 

계약 데이터를 보내고 특정한 가입자에 대해서만 유료프로를 제공하는 복호화 

(descrambling)기능이 있다[6]. 양방향 홈 터미널은 일방향 홈 터미널 기능에 

추가하여 쌍방향으로 데이터통신을 할 수 있도록 한 것이다. 

위성방송시스템에서는 위성으로부터 송신된 신호는 접시안테나로 모아져서 

LHCP신호만 수신되어 LNB에서 증폭 및 주파수변환이 이루어진다. LNB는 11.7 

-12 GHz대역의 수신주파수를 하향 변환하여 950~1250 MHz의 신호로 바꾼다 

[7][8]. 튜너(tuner)는 원하는 채널의 신호를 선택하며, 선택된 신호는 중간주파 

수로 변환되어 IF-BPF를 통해 인접채널 및 잡음을 제거한 후 QPSK복조기를 통 

해 복조 되어 디지털 신호가 된다. 채널선택은 두번의 과정을 거치게 되는데 먼 

저 튜너에서 해당채널을 선택하고 다음에 MPEG 역다중화기에서 원하는 채널의 

패킷만 선택하고 다른 채널의 패킷들은 버린다. 

CATV와 위성방송에서 비가입자가 시청할 수 없게 하기 위해서 송출신호를 

암호화(scramble)하고 있는데 CATV의 경우에는 위성-Head end, Head end-TV 

수상기 간에, 위성방송의 경우에는 위성-TV수상기 간에 암호화를 하고 있다. 그 

리고 튜너와 TV수상기 사이에 암호화신호를 원래의 신호로 복호화하는 디코더 

(decoder)를 설치하고 있다. 패킷이 암호화 되었을 경우에는 수신자의 자격에 따 

라 해당 패킷을 복호화하게 되고 이 선택된 비디오신호는 MPEG-2 디코더에서 

압축된 디지털영상신호를 복구한다. 복구된 디지털영상신호는 NTSC 인코더를 통 

해 아날로그 영상신호로 변환되어 TV로 출력된다[7]. 

방송사업자는 암호화기술을 이용하여 방송을 암호화하고 시청자는 STB(Set 

Top Box)에서 복호화 하여 TV시청이 가능하다. 암호화의 대표적인 기술은 영국 

NDS사가 보유하고 있으며 이 회사에서 ㈜Sky life에 전체적인 관리시스템을 판매 

하고 STB 제조사에는 복호화 핵심기술을 이전하고 있다. 현재 STB 제조를 위한 

라이선스비가 약 100만불이고 STB 1개당 15불의 로열티를 지급하고 있다. 

앞으로의 방송의 발전방향에 대하여 댁내 수신시스템을 중심으로 살펴보면 수 

신시스템의 인텔리전트화가 급속하게 이루어질 전망이다. 앞으로 10~15년후에는 

수신시스템에 10 TB급의 하드디스크가 탑재될 것으로 예상되고, 뉴스 스포츠 등 

일부의 실시간 프로그램 이외에는 모두 축적형 컨텐츠로서 제공되는 등 정보축적 

기능이 크게 발전될 것으로 보인다[9]. 

9

그리고 보는 TV에서 쓰는 TV로 변화될 것이며 고도의 서비스를 제공하기 위 

하여 멀티모듈이나 에이전트 기능 등 사용자 인터페이스(user interface)가 고도 

화 될 것이다. 뿐만 아니라 S/W 수신기가 등장하여 한대의 수신기로 모든 방송 

방식이나 다양한 데이터 포맷의 컨텐츠를 시청하게 될 것이다. 

이처럼 방송 홈 네트워크도 상당한 변화가 예상 되는데, 방송 컨텐츠의 수신, 

축적 기능과 통신 컨텐츠의 수집 축적기능까지도 필요로 하는 등 방송, 통신 양 

네트워크와 가정을 연결하는 게이트웨이가 등장하지 않을 수 없을 것이다. 그리 

고 방송사업자들도 인터넷 액세스, TV회의, 원격교육, 쇼핑, 네트 뱅킹, 네트 트레 

이딩, 옥션 등의 비즈니스를 확대해 나갈 것으로 보이며 여기에 가전기기의 원격 

제어, 원격운용관리 등의 기능이 추가될 것으로 보인다[9]. 

2.1.3 인터넷기간망의 광대역화 

한국에서 운용되고있는 인터넷기간망은 전국 어느지역이나 연결이 가능한 전 

국규모의 망이 있고 일부 도시에만 연결할 수 있는 지역망이 있다. 전체적으로 보 

면 30개 이상의 인터넷망이 운용되고 있으나 대부분의 지역에서 중복되고 있다. 

이들 인터넷망은 KT, 데이콤, 한국전산원, 연합체에서 각각 운용하고 있는 상 

호접속교환기(Internet Exchange: IX)에 의하여 상호 연결되고 있다. 그리고 이들 

4개의 상호접속교환기도 서로 연결되어 인터넷기간망을 형성하고 있는데 이들 기 

간망의 전송속도는 표2.4에서 보는 바와 같이 Gbps급 이상으로 운용되고 있다 

[4]. 

표2.4 상호접속교환기(IX)의 전송속도 

구분 IX 운용기관 접속된 ISP 

10 

2003.12 현재 

총대역폭 

(Gbps) 

공공망(public) KIX NCA 10 30.5 

상용망 

(commercial) 

KT-IX KT 21 130 

Dacom-IX Dacom 39 92 

KINX KINX 35 44 

그러나 이용자가 인터넷기간망에 연결되는 단계에서 인터넷액세스망은 복잡한 

구조를 가지고 있으며 한번의 연결을 위하여 접속노드를 3~8개를 경유해야 할 

정도로 노드수가 과다하다. 또한 액세스 접속유형을 조사하여 보면 PSTN이나

ISDN을 통하여 연결되는 경우가 있고, 데이터망이나 전용회선을 경유하여 연결되 

기도 하고, PSTN과 데이터망을 혼합적으로 경유하여 접속되는 등 너무 복잡하다. 

이러한 문제점을 개선하고 앞으로 BcN의 조기실현을 위하여는 인터넷기간망 

이 다음과 같이 발전되어야 한다. 

첫째, 현재 운용하고 있는 초고속국가망을 인터넷기간망으로 전환해야 한다. 

이를 위하여 KT가 건설한 초고속국가망1과 데이콤이 구축한 초고속국가망2를 상 

업용 인터넷 백본으로 통합해야 한다. 

둘째, 통합된 초고속국가망을 백본으로 하여 국내의 모든 공공용 및 상업용 인 

터넷망을 재편성 하여야 하고 인터넷 라우팅 트랙킹 센터를 운용해야 한다. 

2.2 통신과 방송의 융합서비스 발전예측 

2.2.1 멀티미디어 서비스의 개발 

통신과 방송이 융합된 멀티미디어 서비스가 실현되면서 가장 중요하게 부각되 

는 부분이 VoD서비스와 TV방송서비스 이다. KT가 추진하고 있는 비디오 부문의 

홈 네트워크 서비스 계획은 표2.5와 같다[10]. 

표2.5 KT의 멀티미디어 서비스 계획 

년도별 서비스 계획 

2004 

2005~6 

2007~ 

TV VoD, Skylife 

IP-Multicasting (10ch이상) 

TV VoD + Skylife 




VoD서비스는 이용자가 TV를 통해 원하는 시간에 원하는 영화, 드라마, 교육 

등 다양한 동영상 컨텐츠를 시청할 수 있는 주문형 비디오 서비스이다. KT에서는 

KBS 1, KBS 2와 SBS 방송의 드라마 및 방송내용으로 TV VoD를 구성할 계획이 

다. 또한 IP-Multicasting방식으로 영화, 음악, 교육 등 다양한 프로그램을 고품질 

의 동영상형태로 실시간으로 인터넷망을 통해 TV로 시청하게 할 계획이며 100채 

널 제공을 목표로 하고 있다. 

앞으로 정보통신사업자들은 VoD 서비스를 위하여 MPEG-2 압축방식에 의한 

11

4Mbps급의 고품질 비디오 컨텐츠를 우선적으로 제공하고, IP-Multicasting 프로 

토콜을 이용한 4 Mbps급의 실시간 스트리밍 서비스도 추진하게 될것이다. 이를 

위하여 IGMP를 사용하게 된다. 

IGMP는 동시에 한 호스트에서 여러 호스트로 데이터 스트림을 보내는 것을 

가능하게 해주는 프로토콜이다. 대부분의 TCP/IP커넥션이 호스트-호스트 또는 

브로드 캐스트를 통한 호스트-모든 호스트 인데 반해, IGMP 패킷은 데이터 스트 

림을 기다리는 예약된 IP주소에만 가게 된다. 다시 말하자면 호스트는 데이터 스 

트림을 받기 위하여 자신의 주소를 통해 기다리지 않고 대신 데이터를 요청하게 

되면 그때 예약된 IP주소를 보낸다. 

IGMP에 의해 사용되는 수신측의 IP주소를 멀티캐스트주소(multicast address) 

라고 한다. 이러한 예약된 IP주소는 호스트에 등록 할 수 없으며 특별한 소프트웨 

어가 있어야만 호스트는 멀티캐스트로 전송되는 데이터를 기다릴 수 있다. 여러 

호스트가 특별한 주소를 사용하여 데이터를 기다리고 있으면 데이터는 기다리는 

모든 호스트로 전송 된다. 전송되는 모든 패킷에는 IGMP 해더가 붙게된다. 

이러한 IP-Multicasting서비스를 포함한 KT의 종합적인 홈 네트워크의 로드 

맵은 표2.6과 같다.[10] 

단계별 

A/V 

Data 

Control 

IP-TV 

App. 

표2.6 홈 네트워크 서비스 로드맵 

서비스도입기 

(~ ’04) 

TV VoD 

IP-Multicasting 

Skylife 

TVPortal 

Messaging(SMS) 

Norae Bang 

T-Commerce 

서비스보급기 

(’05 ~ ’06) 


IP-Multicasting 

TV Portal(W/G, Mail) 

Personalized Service 

Appliance Control 

Home Control 

T-Commerce 

Advertising 

PVR (40~80GB) 

Home Viewer Education (on-line) 

Networked Game 

Community 

12 

서비스성숙기 

(’07 ~ ) 

VoD + Skylife 

IP-Multicasting(Sate 

llite+CATV+Terrestrial) 

Messaging(MMS/UMS) 

e-Book 

Designer Service 

Appliance Control 

Home Control, AMR 

T-Commerce (PPL) 

Advertising 

PVR (100GB+) 

Healthcare 

(Distance Treatment)

SKT에서는 전등, 가스, 출입문의 리모트 컨트롤, 가스, 전기, 수도이용에 대한 

원격검침, 홈 시큐리티, 건강검진, 위치정보 서비스 등 다양한 디지털 홈 서비스 

를 추진하고 있다. 통신과 방송부문에는 ISP, VoIP, HDTV, Game, VoD, EoD 서 

비스를 제공할 계획이며, 특히 인터액티브 TV 플래트폼을 개발하여 T-banking 

이나 T-commerce 서비스를 제공할 예정이다. 그리고 약 60가입자에게 HDTV 

를 무상으로 공급하여 HD급 지상파 방송도 시연할 계획이며 위성 DMB, 지상파 

방송, CATV 방송을 FTTH망을 통하여 가정에 전달한다. 

한편 ETRI에서 개발하고 있는 E-PON시스템에 의한 방송과 영상수용부분을 

보면 HDTV기반의 CATV방송 전달서비스, MPEG-2 압축에 의한 20Mbps급의 

IP기반의 실시간 양방향 VoD서비스와 MPEG-4 압축에 의한 5Mbps급의 Web기 

반의 양방향 VoD서비스의 제공이 가능하다. 또한 H/W기반의 30Mbps급의 영상 

회의 2채널과 S/W기반의 영상전화를 제공할 수 있으며, 이외에도 그룹영어강좌 

를 위한 실시간 EoD(수 Mbps), 실시간 양방향 수능VoD, 초고속인터넷과 IP기반 

의 양방향 영상전화가 가능한 VoIP서비스도 개발되고 있다. 

각국의 FTTH 추진현황을 보면, 일본에서는 VoIP, 인터넷, 방송의 통합서비스 

인 TPS(triple play service)를 위하여 100 Mbps를 제공할 계획이다. 북미지역에 

서는 DTV, HDTV 및 VoD 등 첨단방송 (advanced broadcasting)사업을 추진하 

고 있으며, SBC, Verizon, Bellsouth 등 3개의 지역통신회사에서는 B-PON을 추 

진하고 있다. 프랑스에서는 AON방식으로 TV 100채널, VoD, 화상전화 등을 제 

공할 예정이며 이를 위하여 100Mbps를 제공할 계획이며 이 서비스는 CATV/SO 

중심으로 운용될 전망이다. 그리고 스웨덴과 이탈리아에서도 AON 방식에 의하여 

TPS 서비스를 추진중이다. 

2.2.2 BcN서비스의 전송속도 

통신과 방송의 융합을 위한 FTTH는 어느 정도의 전송용량이 소요될 것이며 

BcN형 홈 네트워크는 얼마나 되는 전송 대역폭으로 구축할 것인가를 정립해야 

한다. 이에 관하여 이미 발표된 계획과 현재 논의되고 있는 주장들을 정리하여 보 

면, 가장 적게 예측하고 있는 대역폭(imminent household traffic)은 32.064 

Mbps이고[11][12], HDTV, VoD, 원격교육을 필수 서비스로 보는 정도의 멀티 

미디어 홈의 경우는 32 Mbps로 예측하고 있다[13]. 그리고 가정당 TV2대 시청, 

VoD, 화상회의, 원격검침 등을 기준으로 73~91 Mbps로 주장하는 안[14]과 가 

정당 50~100 Mbps로 설정하는 계획도 발표되었다[15]. 

한편 HDTV, IP, Home AV, 홈 내부데이터 전송 등을 고려하여 400 Mbps이 

상이 소요된다는 분석이 있고, FTTH의 채널당 1 Gbps가 현재 필요하고 2009년 

경에는 10 Gbps가 소요될 것으로 보는 견해도 있다[16]. 이와 같이 FTTH를 실 

13

현하기 위한 가정당 전송대역폭이 다양하게 제시되고 있어, 앞으로 통신과 방송을 

융합 수용할 수 있는 충분한 대역폭을 갖춘 광대역통신망을 계획적으로 건설하기 

위하여는 이에 관한 전문적인 분석이 요구되고 있다. 

2.3 BcN의 중장기 발전계획 

정보통신부는 IT산업의 획기적인 발전을 위하여 2004년 5월에 IT 839 전략을 

발표하였다. 이 신기술 프로젝트는 첨단 IT기술을 바탕으로 Wibro 서비스, DMB 

서비스, 홈네트워크 서비스, 텔리매틱스 서비스, RFID 활용서비스, W-CDMA 서 

비스, 지상파 DTV, 인터넷전화(VoIP)의 8개 분야의 차세대 정보통신서비스를 

2010년까지 이용자들에게 제공한다는 계획이다[17]. 

또한 이 계획에서는 이러한 새로운 서비스를 실현하기 위하여는 우선 세가지 

의 광대역특성을 갖춘 인프라를 선행 구축할 예정이다. 첫번째는 통신과 방송의 

통합을 위한 광대역통합망(BcN)을 구축하고, 두번째는 모든 사물에 전자태그 

(RFID)를 부착하여 인터넷에 연결하여 정보를 인식하고 관리하는 U 센서 네트워 

크(Ubiquitous Sensor Network: UNS)를 구현할 계획이다. 그리고 세번째는 광대 

역통합망, 홈 네트워크, 텔리매틱스 등의 실현에 필수적인 요소인 IPv6(Internet 

Protocol version 6)를 조기에 도입할 예정이다[15]. 

정부에서는 이 세가지의 인프라를 기반으로 차세대 이동통신, 디지털 TV, 홈 

네트워크, IT SoC, 차세대 PC, 임베디드 S/W, 디지털 컨텐츠, 텔리매틱스, 지능형 

로봇을 개발 상용화하여 이 신기술을 미래의 국가발전을 위한 9대 신성장동력 (9 

new growth engines)으로 설정하였다[15]. IT 839 전략 중에서 본 연구의 주제 

인 BcN형 홈 네트워크를 실현하는데 직접 관련되는 중요한 계획으로는 디지털 

TV방송 시행, IPv6의 도입과 디지털 홈 네트워크 구축의 세가지가 있다. 

지상파 디지털 TV는 대화면, 고선명 영상과 고품질 음향을 제공할 수 있는 서 

비스로서 2005년말까지 전국 방송망을 완성하고 2006년부터 전국 방송을 실시할 

계획이다. 이를 위하여 언제 어디서나 이용자가 원하는 방송 컨텐츠를 자유롭게 

선택하고 PC처럼 다양한 부가서비스를 제공할 수 있는 지능형TV를 개발한다. 또 

한 차량, 휴대환경 등 언제 어디서나 활용 가능한 DMB 서비스도 2006년부터 시 

행할 예정이며 이를 위하여 음성, 영상, 데이타서비스 등을 이동환경에서 사용 가 

능한 지상파 DMB 송수신 단말기를 2006년말까지 상용화 할 예정이다[15]. 

그리고 광대역통합망(BcN), 홈 네트워크, 텔리메틱스 등의 구현하는데 필수적 

인 요소인 IPv6를 조기에 도입하고 이 차세대 인터넷 프로토콜을 2005년부터 상 

용화 개시하고 2010년 이후에는 All-IPv6기반의 서비스를 제공할 계획이다. 이를 

위하여 IPv6 전략협의회를 통하여 산.학.연.관의 공동협력체제를 구축한다. 

홈 네트워크 서비스는 정보가전이 네트워크로 연결되어 기기, 시간, 장소에 구 

14

애받지 않고 다양한 서비스가 제공되는 미래의 가정환경으로서 통신, 방송, 건설, 

가전 및 솔루션 등이 결합되어 이루어진다. 이 분야에서는 특히 초고속인터넷, 디 

지털 TV, 가정내 HDTV급 멀티미디어 스트리밍 서비스, 위치기반의 가전기기 제 

어 서비스 등이 핵심서비스가 될것으로 보인다. 정부계획에 2004년에 50만 가구 

를 시작으로 2007년에는 전체가구의 60%인 1000만 가구에 광대역 홈 네트워크 

를 보급할 예정이다[15][18]. 

이와 같이 통신, 방송, 인터넷의 통합을 위하여는 품질(QoS)이 보장되며 보안 

과 새로운 인터넷 주소표준(IPv6)이 지원되는 새로운 광대역통신망(BcN)을 구축 

하여야 하며, 이를 통하여 2010년까지 2천만의 유무선가입자에게 50~100 Mbps 

급의 고품질 서비스를 제공한다는 것이 새로운 발전방향 이다[15][18]. 이를 위 

하여 정부에서는 앞으로 다양한 응용서비스를 개발,보급하고 관련 법과 제도를 개 

선하여 BcN의 구축을 촉진할 계획이다. 

2.4 새로운 인터넷주소표준(IPv6)의 도입 

BcN의 실현을 위하여는 필수적인 기술로 IPv6가 도입되어야 한다. TCP/IP 프 

로토콜 모음에서 네트워크층 프로토콜은 현재 IPv4(Internet Protocol version 4) 

이며 이 기술은 인터넷상에서 시스템 간에 있는 호스트 대 호스트 통신을 제공한 

다. 그러나 현재 사용하고 있는 IPv4는 2006년부터 주소부족 문제를 초래할 것 

으로 예상되어 이에 대한 대책이 필요하다. 1970년대에 IPv4가 나온 이래 발전을 

거듭해 왔으나 빠르게 발전하는 인터넷에 부적절한 다음과 같은 결점이 있다[19] 

[20]. 

IPv4는 5개의 클래스(A,B,C,D,E)로 구성된 2레벨의 주소구조(netid와 hostid) 

로 되어 있는데 이 주소공간에 비효율적인 면이 있다. 예로서 한 기관이 A 클래 

스 주소를 받으면 주소공간으로부터 1600만 개의 주소를 할당 받을 수 있지만 C 

클래스를 받으면 기관 내에서 256개의 주소만 할당해서 쓸 수 밖에 없어 충분한 

숫자의 주소를 확보하지 못하게 된다. 또한 D 클래스와 E 클래스에 있어서는 수 

백만개의 주소가 낭비되는 문제가 있어 IPv4의 주소지정방식은 주소공간을 고갈 

시키게 되어 인터넷 연결을 원하는 새로운 시스템에 할당할 주소가 남아 있지 않 

게 될 것이다. 서브넷팅(subnetting)과 슈퍼넷팅(supernetting)이라는 전략이 이러 

한 주소부족 문제를 어느 정도 완화 시킬수는 있지만, 이러한 방법은 라우팅을 더 

욱 복잡하게 만드는 결점이 있다. 그리고 인터넷은 실시간으로 오디오와 비디오를 

전송해야 하며 이러한 전송에서는 최소지연을 요구하고 있으나 가능하지 않다. 그 

리고 IPv4에서는 암호화와 인증도 제공하지 않는다. 

IPv4의 이러한 결점을 극복하기 위해 IPng(Internet Protocol next genera 

tion)라고도 알려진 IPv6가 제안되어 표준이 되었는데 이 새로운 인터넷 프로토 

15

콜의 데이터그램 포맷(datagram format)을 보면 그림2.4와 같다[21]. IPv6 인터 

넷 프로토콜은 급속하게 발전하는 인터넷을 수용하기 위해 많이 수정되었으며 IP 

주소 형식과 길이는 패킷 형식과 함께 변경되었다. ICMP와 같은 관련 프로토콜도 

수정되었으며, 네트워크층에서 ARP, RARP, IGMP와 같은 다른 프로토콜도 역시 

ICMP 프로토콜에서 삭제되거나 포함되었다. 또한 RIP, OSPF 와 같은 라우팅 프 

로토콜들도 이러한 변화를 수용하기 위해 약간씩 수정되었다. 

버전 트래픽클래스 흐름레이블 

페이로드 길이 다음헤더 홉제한 

근원지 주소(128비트) 

목적지 주소(128비트) 

데이터 

그림 2.4 IPv6 데이터그램 포맷 

BcN의 실현을 위하여는 차세대 IP인 IPv6가 반드시 도입되어야 하는데 그 필 

요성을 다음과 같이 요약할 수 있다[20][21]. 

첫번째, 주소화 능력이 대폭 확장 되었다. IPv6는 IP주소의 크기를 32비트에서 

128비트의 길이로 확장하므로서 IP주소의 고갈문제를 완전히 해소 하였다. 행성 

의 모든 모래알마저도 IP주소로 나타낼 수 있을 정도라고 한다. 그리고 유니캐스 

트와 멀티캐스트 주소는 물론 새로운 주소형태인 애니캐스트 주소도 도입 되었다. 

애니캐스트 주소로 명시된 패킷은 호스트그룹의 어떤 사람에게도 전달될 수 있다. 

두번째, 헤드가 40 바이트로 간소화 되었다. IPv4의 많은 필드수를 줄였거나 

옵션화 하였다. 헤더의 길이가 40바이트로 고정되므로서 IP 데이터그램을 더욱 

빠른속도로 처리하게 되었다. 

세번째, IPv6는 부가적 기능을 허용하는 새로운 옵션부호화 방법을 도입하여 

새로운 기술이나 응용분야에 의해 요구되는 프로토콜의 확장을 허용할 수 있게 

설계되었다. 

네번째, 흐름레이블(flow lable)과 우선권을 설정 하였다. 무결점(non default 

quality)서비스나 실시간 서비스와 같은 특별한 핸들링을 요청하는 송신자를 위하 

여 특정한 흐름에 대하여 패킷 레이블링(packet labeling)이 가능하다. 이러한 메 

커니즘은 실시간 오디오, 비디오의 전송이 흐름과 비슷하게 처리될것이고 높은 사 

용자 우선권을 가지고 전달된 트래픽은 흐름처럼 처리될 수 있다. 

다섯번째, IPv6에서 암호화와 인증옵션 기능이 추가되어 패킷의 비밀성과 무결 

성을 제공하므로서 보안성이 크게 개선되었다. 

16

3.1 통신과 방송의 융합기술 

III. FTTH기반의 통신과 방송의 융합 

통신과 방송의 통합수용을 위한 광대역통신망(BcN)은 기본적으로 통신망, 방 

송망과 인터넷망을 통합하는 차세대 네트워크이다.[15] 즉 유선전화와 이동무선 

전화를 연결하는 통신망, 지상파방송, 위성방송, CATV를 수용하는 방송망, 그리 

고 xDSL, FTTH, HFCN을 이용한 인터넷망을 다중화기술에 의하여 하나의 광대 

역망에 통합한다는 개념이다. 

따라서 전체적인 광대역통합망은 기간망과 가입자망으로 구성되고 다시 가입 

자망은 일반적으로 가입자 액세스망(SAN), 구내망(LAN), 홈 네트워크로 구성되 

는데 여기에서는 가입자망 부분에 대하여 논의 하고자 한다. 기존의 가입자 네트 

워크는 통신과 방송이 각각 자기의 전용망을 이용하고 있으나 앞으로 통신과 방 

송을 통합수용하기 위하여는 광대역 전송특성을 갖는 FTTH망이 그 기반이 되어 

야 한다. 

당초에 음성전화, 데이터통신, 영상전송 등 정보통신용으로 발전되어온 FTTH 

기술은 최근에 방송을 통합 수용하는 방향으로 발전되고 있다. FTTH망에서 통신 

과 방송의 융합서비스를 실현하기 위하여는 광 신호레벨에서 데이터 통신신호와 

방송신호(위성과 CATV)를 다중화 함으로서 가능하다. 

그림3.1에서와 같이 통신과 방송신호는 OLT(Optical Line Termination)에서 

통합되어 광섬유 전송로를 통하여 ONT(Optical Network Termination)로 전송되 

는데 이때 방송신호는 RF신호의 형태로, 인터넷은 데이터패킷 형태로 전달된다. 

이러한 FTTH를 기반으로 통신과 방송을 통합 수용하는 방식에는 광 전송로의 

구성모형과 광 다중화 기술면에서 AON(Active Optical Network)과 PON 

(Passive Optical Network)방식이 있다. 

그림3.1 통신과 방송의 융합을 위한 FTTH 서비스구조 

17

3.1.1 FTTH-AON 방식 

AON방식은 일반적으로 LAN형태를 말하며 데이터 전송에는 이더넷스위치 

(Ethernet switch)를 사용하고 방송을 위해서는 IP 전송기술을 이용한다. 이 방식 

은 일반적으로 방송수용이 어렵다고 말하고 있으나 그것은 이더넷 스위치를 사용 

하는 LAN 시스템의 경우라고 할 수 있다. 

최근에 개발되고 있는 AON방식에서는 통신과 방송을 별도의 광파장을 이용하 

여 파장분할다중(Wavelength Division Multiplexing: WDM)기술에 의하여 다중화 

하여 VoE (Video over Ethernet)방식으로 전송한다. 즉 인터넷 신호 入1, CATV 

신호 入2, 위성 DTV 신호 入3를 WDM모듈에서 다중화 하게 되며 이때 사용하는 

광 파장은 CTS와 HGW사이의 전송매체(GOF 또는 POF)에 따라 달라진다. 

인터넷 

CATV GOF/POF 

PC 

위성TV 

CTS 

그림3.2 CTS/ HGW기반의 AON시스템 

그림3.2는 통신과 방송의 통합을 위한 AON시스템의 전형적인 구성도 이다. 

여기에서 CTS(Central Transmission System)는 인터넷, CATV, 위성TV신호를 

E/O변환한 후 WDM으로 다중화하여 송신하는 장치로서 공동주택의 통신실에 설 

치된다. 통신과 방송이 융합된 CTS의 출력신호는 건물 간선계와 수평계 배선으 

로 이루어진 건물 내부망(Building Intra Network: BIN)으로 송출된다. 

앞으로 건물 내부망에는 GOF나 POF를 설치하므로 통신-방송 복합신호는 이 

케이블을 통하여 HGW(Home GateWay)로 보내진다. 각 세대별로 설치된 HGW 

에서는 통합신호를 O/E 변환하고 다시 인터넷신호, CATV, 위성TV신호로 분리하 

여 PC, TV 등 단말기로 보내어 수신하게 된다. 

홈 게이트웨이는 전송매체와 네트워크 아키텍처가 다른 홈 네트워크를 접속하 

는데 사용된다. 일반적으로 홈 게이트웨이는 라우터(router)의 기능을 더해서 프 

로토콜 변환을 행하는 기능을 갖는다. 즉 OSI 7층 전부의 프로토콜 변환을 행하 

는 기능을 가지고 있다. 여기에서는 건물 내부망과 LAN을 홈 내부망에 물리적으 

로 연결하고 송신신호와 수신신호를 인터페이스 시킨다. AON방식의 시스템구성 

에 대하여는 5.3의 BcN형 홈 네트워크 모델에서 구체적으로 설명한다. 

18 

HGW 

STB 

TV

3.1.2 FTTH-PON 방식 

PON기술은 한 가닥의 광섬유가 수동광분배기를 통해 여러가지 광섬유로 분기 

되고 각 분기된 광섬유에 가입자가 연결되어 Point to Multipoint방식으로 구성된 

다. 이 방식에서는 수동소자로 광 전송로를 공유하기 때문에 BM(Burst Mode)전 

송을 한다. 즉 하향전송에는 Broadcast전송방식을 이용하고 각 ONU에서는 MAC 

(Medium Access Control)주소로 판별하게 된다. 

그리고 상향전송에는 여러 ONU에서 보낸 송신프레임의 충돌을 피하기 위해 

각 ONU마다 타임슬럿을 할당하여 해당 슬롯지점에서 프레임을 전송한다. 해당 

ONU에 할당되는 타임슬롯의 개수를 조절함으로서 각 ONU마다 차등대역 할당이 

가능하다. PON방식에서는 가입자 액세스망 구간의 광케이블이 대체로 1×16, 1× 

32, 1×64 방식으로 분기하게 되며 세부방식별 전송속도는 표3.1과 같다.[12] 

표3.1 PON방식의 데이터 전송속도와 방송전송방식 

구분 데이타 방송 

A-PON 

B-PON 

E-PON 

G-PON 

WDM-PON 

하향 622 Mbps 

상향 155 Mbps 

하향 1.25 Gbps 

상향 1.25 Gbps 


상향 1.25 Gbps 


상향 155 Mbps 

19 

RF방식 

TDM방식 

RF방식 

IP방식 

RF방식 

TDM방식 

RF방식 

TDM방식 

한국에서는 KT의 차세대통신망연구소에서 개발하고 있는 WDM-PON과 ETRI 

에서 개발하여 광주지역에서 시범운용하고 있는 E-PON의 두가지 방식에 주력하 

고 있다. 

WDM-POM 방식은 기본적으로 음성, 데이터 및 비디오서비스를 통합하여 전 

송할 수 있게 개발되고 있다. 이 시스템은 크게 BLS(Broadband Light Source) 

와 OLT셀프 그리고 가입자측 장비인 ONT로 나눌 수 있으며 AWG(Arrayed 

Waveguide Grating)와 함께 하나의 네트워크를 구성한다. 

그림3.3과 같이 통신사업자의 전화국사(CO)에 OLT를 설치하고, 가입자 댁내 

에 ONT를 두게 되며, AWG는 수동소자로서 국사외부에 설치된다[26]. 이 시스템 

의 기술은 G.652(ITU-T)이며 광원은 DFB LD와 자체 개발한 FP LD를 사용한다.

그림3.3 WDM-PON시스템의 ONT방식 

BLS는 이 시스템의 핵심요소중의 하나로서 OLT 및 각 가입자 ONT의 광원 

에 특정 광파장특성을 가지도록 하는 보조광원 이다. 

OLT셀프는 가입자 수용을 위한 WDM-PON카드와 L2/L3 처리를 위한 스위 

치부와 주제어부로 구성된다. ONT는 PON 인터페이스를 위한 광 모듈과 CPU모 

듈 및 스위치모듈 등으로 구성된다. 이 방식은 PON당 32 가입자를 수용할 수 있 

는 구조이며, 방송의 통합은 방송용 파장을 별도로 할당하여 중첩할 수 있으나 기 

술적으로 어려움이 따르고 대역내(In-band)방식은 개발 중에 있다. 그림3.4는 

FTTC기반의 WDM-PON시스템의 구성을 보여주고 있다. 

Kornet 

CO 

ES OLT 

그림3.4 WDM-PON시스템의 ONU방식 

20 

AWG 

入1 

入n 

ONU 

UTP 

Cat. 5

한편 PATH(Photonic Access To the Home) E-PON 시스템은 ETRI에서 개 

발하고있으며, 이것은 통신, 방송 융합형의 FTTH로서 HD급 인터넷방송, HD급 

VoD와 EoD 그리고 CATV서비스의 제공을 시도하고 있다[16]. 

이 시스템의 기본구성은 그림3.5와 같고 이 방식에서는 IEEE 802.3ah표준을 

적용하여 1Gbps의 E-PON인터페이스를 구현하고 있으며, 표준 OLT시스템(S- 

OLT)은 56Gbps의 스위치용량과 최대 24링크의 E-PON인터페이스를 갖추고 있 

다. 그리고 PON분할은 1:16에서 1:64까지 가능하며 패킷포워딩(packet forward 

ing)기반의 이더넷 스위치를 사용하고 IP Multicasting기능으로 개발되고 있다. 

그림3.5 PATH E-PON시스템의 기본구성 

이 방식에서는 통신사업자의 전화국사(CO)나 CATV/SO사업자의 건물 혹은 

별도의 서비스센터에 OLT를 설치하고, 그림3.6에서 보는 바와 같이 FTTC를 기 

반으로 하는 ONU 구성방식과 FTTH를 기반으로 하는 ONT 구성방식이 있다. 

그리고 OLT 방송모듈에서는 위성TV와 CATV를 위하여 동축케이블과 광케이 

블의 인터페이스가 가능하다. 통신신호와 방송신호의 다중화를 위하여 3 방향 결 

합기(3-way coupler)를 사용하고 있으며 16개의 E-PON링크 다중화포트를 가지 

고 있다. ONU와 ONT 방송모듈에서는 3 방향 결합기를 사용하여 통신신호와 방 

송신호를 분리하며 위성TV와 CATV신호를 RF신호로 전환한다. 위성TV 100채널 

과 CATV 80채널을 제공하며 역시 16개의 E-PON링크 다중화 포트를 가지고 있 

다. 

그리고 광 RF전송모듈(optical RF transmit module)은 OLT측에서는 50 Mhz- 

780 Mhz대역의 CATV신호와 950 Mhz-2 Ghz대역의 위성방송 RF신호를 다중화 

21

하여 50 Mhz-2 Ghz대역을 1550nm파장의 광 신호로 출력하여 ONT로 전송한다. 

ONT측에서는 1550nm의 광 신호를 50 Mhz-2 Ghz의 RF신호로 변환하여 다 

시 50 Mhz-780 Mhz대역은 CATV의 RF신호로, 950 Mhz-2 Ghz대역은 위성TV 

의 RF신호로 출력한다. 

Internet 

CATV 

그림3.6 E-PON시스템의 ONU/ ONT 구성 

그림 3.6에서 보면 1.25 Gbps의 전송속도의 대칭형(symmetrical) 구조로 되 

어있으며 1 : 16 분기방식을 채택하였고 전체적인 네트워크은 Tree and Bus 구조 

이다. 여기에서 데이터통신을 위하여 하향전송에 1490nm를, 상향전송에 1310nm 

파장을 사용하고, 특히 CATV의 RF신호전송에는 1550nm파장을 사용한다. 

네트워크 설계시 주요 파라미터를 보면 우선 분배기의 광손실(1:16인 경우)은 

14.5dB이고 허용전송거리는 20Km이다. 그리고 상향전송과 하향전송에서 최대허 

용 광 전력 손실을 보면 OLT에서 ONU간 (down stream / 1510nm)은 22dB이고, 

ONU에서 OLT간 (upstream / 1310nm)은 23dB이다. 그리고 ONT 이후의 홈네 

트워킹은 HDTV-STB와 IP-STB를 이용하여 그림3.7과 같이 구성된다. 

E-PON 

I/F 

1.25Gbps/1310nm 

OLT CATV/1550nm 

ONT 

1.25Gbps/1490nm 

그림3.7 E-PON시스템의 HDTV와 IP-Multicasting연결 

22 

ONU 

1Gbps DS/US+CATV overlay, 20Km 

PC 

#1 

VDSL 

#16 

HDTV-STB 

IP-STB 

ONT 

HDTV

한편 ATM-PON도 차세대 가입자망의 대안으로 등장하고 있다. 이 기술중의 

하나가 G.983.1이며 여기에는 MAC 프로토콜과 Ranging 프로토콜의 두가지 핵 

심기술이 있다[53]. ATM-PON은 OLT, ONU와 ODN(Optical Distribution 

Network)으로 구성되어 있으며 WDN-PON이나 E-PON과 마찬가지로 OLT는 

국사에 설치되고 ONU는 가입자 인접지역에 설치된다. OLT는 ONU와 더불어 

PON상의 사용자와의 접속(UNI)과 서비스 노드와의 접속(SNI)간에 ATM 전송서 

비스를 제공한다. ODN은 OLT와 여러 개의 ONU 사이의 광 경로를 제공하는 장 

치로서 전력공급은 필요없다. 

ATM-PON의 상향 프레임과 하향 프레임은 대칭구조이며 하향접속구조는 

155.52 Mbps의 연속적인 타임슬롯으로 구성된다. 그리고 하향 스트림은 단순히 

방송(broadcasting)형태로 연속적인 셀로 구성되어 있고, 상향 스트림은 버스트 

형태(burst mode)이며 ONU는 일정한 타임슬롯을 점유하여 올라오는 TDM 방식 

을 사용한다. 

3.1.3 FTTH 구조별 비교 

FTTH을 실현하기 위하여 한국에서 개발되고 있는 대표적인 3가지 전송기술 

인 AON, E-PON과 WDM-PON 방식에 대하여 기술적 특징과 적합한 적용지역을 

비교한다. 

AON 방식에서는 가입자당 대역폭에 제한이 없는 PTP(Point to Point)구조이 

므로 통신보안을 보장하기 용이하다. 그리고 방송서비스의 융합을 위하여는 

Ethernet기반의 AON에서는 VoE 방식으로 시행하고, 통신과 방송 융합형 AON 

에서는 In-bound로 방송을 수용한다. 광 인터페이스로는 저가의 광 송수신기를 

사용할 수 있다. 이 방식은 별도의 통신실이 구비된 대규모 공동주택이나 사무용 

건물에 거주하는 가입자들에게 적합하다. 

E-PON 방식에서는 가입자당 대역폭이 제한적이며 PTMP(Point-To-Multi 

Point)구조이므로 보안을 위하여 암호화기술이 필요하다. 그리고 방송서비스의 수 

용을 위하여 별도의 방송 중첩기술이 개발되어야 한다. 광 인터페이스로 Burst 

Mode 광 송수신기를 사용하므로 이를 개발해야 할 뿐 아니라 MAC알고리즘과 

칩셋도 개발해야 한다. 또한 OLT에서 ONU와의 전송거리가 상당하여 이 때문에 

생기는 전송지연 문제를 해결하기 위하여 관련기술(ranging method)을 개발하여 

야 한다. 이 방식은 중장거리에 위치한 단독주택 또는 소규모 집단 주거형 건물에 

거주하는 가입자들에게 적당하다. 

WDM-PON 방식에서는 가입자당 대역폭에 제한이 없고 물리적으로는 PTP 

구조이다. 따라서 통신보안에 대한 보장이 쉽다. 방송서비스는 별도의 방송중첩기 

술을 이용하거나 통신과 방송 융합형 WDM-PON에서는 In-bound 방식으로 수용 

23

될 수 있다. 그리고 광 인터페이스로 고가의 광 송수신기가 사용되어야 하므로 저 

가형 WDM 광원과 다중화장치(multiplexer)를 개발해야 한다. E-PON에서와 마 

찬가지로 OLT에서 ONU와의 전송거리가 멀어서 전송지연이 발생한다. 기술적 특 

징과 시스템 특성면에서 보면 단거리, 중거리, 장거리에 위치한 단독주택, 소규모 

주거용 건물의 가입자들에게 적합하다. 

PON방식에 의한 통신과 방송의 융합, 특히 실시간 방송(지상파 TV, 위성 TV, 

CATV 등)을 통합하는 과제는 앞에서 설명한 바와 같이 기술적인 면에서는 해결 

될 수 있으나 사업영역 면에서 가능할 지가 미지수이다. 국내사업환경이 미국과 

달리 통신과 방송에 대한 규제기구가 각각 다르고 사업영역에 대한 구분이 엄격 

하여 통신사업자가 적극적으로 통신과 방송의 융합을 추진할 수 없다. 

이런 상황에서 PON 방식으로는 통신과 방송의 통합지점이 통신사업자의 전화 

국사 이거나 CATV/SO사업자의 건물이 될 수 밖에 없는 어려움이 있다. 그러나 

AON방식에서는 통신사업자나 방송사업자의 소속건물이 아닌 구내 통신실에서 통 

신과 방송을 융합할 수 있어 큰 어려움 없이 실행할 수 있는 장점을 가지고 있다. 

본 논문에서는 통신과 방송의 융합을 위한 FTTH 구축방식으로 공동주택에는 

AON방식을, 단독주택에는 PON방식을 적용한다. 

3.2 통신과 방송 융합형 FTTH 모형 

3.2.1 공동주택의 FTTH 

정부에서는 광대역통합망을 조기에 실현하기 위하여 건물 신축시 설치해야 할 

케이블링 기준을 규정한 초고속건물 인증규정이 2004. 1. 1부터 발효되었다. 

표3.2 초고속정보통신건물 인증기준 

등급 공동주택/가정당 인입케이블 사무용빌딩/10㎡당 배선케이블 

특등급 OF/4코어, Cat.3/4페어 

1등급 Cat.5e / 4페어×2 OF / 2코어,Cat.5e / 4코어×2 

2등급 Cat.5e / 4페어 Cat.5e / 4페어×2 

3등급 Cat.3 / 4페어 Cat.3 / 4페어 

이 기준에 의하면 표3.2에서와 같이 공동주택(특등급)의 경우에는 가정당 4코 

어의 광케이블이 인입 되어야 하고 사무용빌딩(1등급)에서는 기본면적당 2코어의 

24

광케이블이 설치되어야 한다[38]. 

공동주택(multi-unit home)의 경우 FTTH통신망은 그림3.8에서 보는 바와 같 

이 통신사업자의 전화국사(CO)에서 공동주택의 단지관리실까지 연결되는 가입자 

액세스망(SAN), 단지관리실에서 아파트 동별 통신실까지의 구내망(LAN), 동별 

통신실에서 건물 간선계와 수평계 배선을 통하여 각 가정까지 연장되는 건물 내 

부망(BIN), 그리고 가정내의 홈 내부망(Home Intra Network: HIN)으로 구성된다. 

또한 CATV 방송망은 CATV/SO 건물로부터 HFCN을 이용하여 단지관리실 

까지 도착하고 그 이후의 연결과정은 통신과 동일하다. 다만 디지털위성방송 

(Skylife)에서는 각 세대별로 접시안테나를 설치하여 직접 연결하거나, 공동위성 

안테나로 수신하는 경우에는 단지관리실에 위성공동수신장치(SDM-DTM)를 경유 

하여 각 가정으로 연결되고 있다. SDM-DTM은 위성으로부터 송신된 QPSK신호 

를 LNB를 통하여 변환된 중간주파수 대역을 QAM신호로 재변조하여 건물 내부 

망을 통하여 각 세대로 전송하는 방식이다. 

Internet 

CATV 

A 

B 

A : 통신사업자 전화국사 B : CATV / SO 건물 C : 공동주택 단지관리실 

D : 공동주택 동별통신실 E : 세대단자함 F : STB 

3.2.2 단독주택의 FTTH 

SAN 

Sat.TV 

HFCN 

그림3.8 공동주택의 FTTH 모형 

단독주택(single-unit home)에서는 가입자 광 액세스망의 확대방식에 따라 네 

트워크 모형이 달라지게 된다. FTTC를 기반으로 하는 OLT-ONU방식은 그림3.9 

에서 보는 바와 같이 전화국사(A)에서 ONU(D)까지의 SAN구간은 일반적으로 

SMF로 구성되고 그 이후는 세대별 인입망(Home Access Network: HAN)과 홈 

내부망(HIN)으로 구성된다. 

25 

LAN 

BIN 

C D E 

HIN 

F 

PC 

TV

한편 FTTH를 기반으로 하는 OLT-ONT방식에서는 전화국사(A)로부터 SMF 

가 ONT(D)까지 확장 연결된다. 이경우 ONT는 댁내의 세대단자함 위치에 설치 

되므로 홈 네트워크는 홈 내부망(HIN)으로만 구성되며 세부구성내용은 그림3.10 

과 같다. 

SAN 

HAN HIN 

인터넷/IP- 

Multicasting PC 

A 

C D E 

F 

TV 

CATV 

B 

A : 통신사업자 전화국사 B : CATV / SO 건물 C : 광분배기(Optical Splitter) 

D : ONU E : 세대단자함 F : STB 

Internet/IP- 

Multicasting 

CATV 

그림3.9 FTTC기반의 ONU시스템 

A 

B 

A : 통신사업자 전화국사 B : CATV / SO 건물 C : 광분배기(Optical Splitter) 

D : ONT E : 세대단자함 F : STB 

그림3.10 FTTH기반의 OLT시스템 

26 

HFCN 

SAN 

C 

HFC망 

D/E 

HIN 

F 

PC 

TV

3.2.3 BcN형 홈 네트워크의 범위설정 

지금까지 통상적으로 논의되어온 홈 네트워크는 범위와 구간이 명확하지 못한 

점이 있었다. 앞으로 통신과 방송의 융합을 전제로 한 BcN형 홈 네트워크에 대 

하여 그 범위와 구간을 다음과 같이 구체적으로 정리한다. 

1) 공동주택의 경우, 가입자 액세스망(SAN)은 통신사업자가 광케이블(SMF)을 

설치하고, 구내망(LAN)도 일반적으로 광케이블(SMF)로 구성되고 있다. 공동주택 

의 동별통신실(D)에서 세대단자함(E)까지 세대별로 광케이블이 설치되므로 건물 

내부망(BIN)과 홈 내부망(HIN)을 홈 네트워크 범위로 정한다. 

2) 단독주택의 경우, 가입자 액세스망(SAN)은 공동주택의 경우와 마찬가지로 

통신사업자가 광케이블(SMF)을 제공하고 있다. 이때 홈 네트워크 범위는 세대별 

로 독립된 트래픽이 흐르는 세대별 인입망(HAN)과 홈 내부망(HIN)으로 정한다. 

3) 홈 내부망(HIN)은 홈 게이트웨이(HGW)로부터 PC 및 주변기기가 연결되는 

구간(E-PC)을 HIN 1, STB가 연결되는 구간(E-F)을 HIN 2, 그리고 STB에서 

TV단말기까지 구간(F-TV)을 HIN 3으로 구분한다. 

3.3 BcN을 위한 비디오 압축(MPEG) 

3.3.1 MPEG-2의 프로파일과 레벨 

전항 3.1의 통신과 방송의 융합기술에서 중요하게 논의된 부분이 통신에 비하 

여 수백배의 광대역을 필요로 하는 방송신호의 전송이다. 이 신호를 효율적으로 

융합 전송하기 위한 기술이 비디오 압축기술 이다. 

비디오 전송에서 화면에 거의 움직임이 없는 경우, 연속된 두 개의 프레임은 

거의 동일한 정보를 포함하고 있다. 따라서 같은 정보를 두 번 보내는 것은 불필 

요하다는 관점에서 압축을 시행할 수 있다. 심지어 움직임이 있을 때에도 별 차이 

가 없을 수 있으며 그것은 한 프레임에서 다음 프레임까지 움직이는 물체가 변하 

지 않을 수도 있기 때문이다. 어떤 경우에는 오직 위치만 변할 수도 있어 이러한 

프레임 간의 차이를 고려하여 압축하게 된다. 

MPEG(Moving Pictures Experts Group)은 ISO와 IEC가 공동으로 추진한 비 

디오 및 오디오에 관한 국제 표준의 압축 부호화 규격이다. MPEG에선는 일련의 

비디오 프레임을 입력으로 받아서 이것을 I 프레임(Intrapicture Frame), P 프레 

임(Predicted Picture Frame), B 프레임(Bi-Directional Predicted Picture 

Frame)이라고 하는 세 종류의 프레임으로 압축한다. 입력된 각 프레임은 이 세 

종류의 프레임 중 하나로 압축된다. MPEG은 ISO와 IEC가 공동으로 추진한 비디 

오 및 오디오에 관한 국제 표준의 압축 부호화 규격이다. 

27

MPEG-1의 정식명칭은 Coding for moving pictures and associated audio for 

digital storage media at up to about 1.5 Mbps이며 1993년에 표준화가 완료되었 

으며 CD-ROM에 비디오를 기록하는 것을 주목적으로 개발되었다. NTSC의 경우 

352(H)×240(V)화소의 화상을 1.5 Mbps의 전송속도로 압축하며, 이 중 비디오가 

1.152Mbps, 오디오가 나머지 부분(125-334 kbps)을 점유한다. 

MPEG-2의 정식 명칭은 Generic coding of moving pictures and associated 

audio 이며 1994년 11월에 표준화가 완료되었는데 MPEG-1과 달리 통신, 방송, 

축적 등 다양한 분야에서 응용이 가능하다. 아울러 SDTV 뿐만 아니라 HDTV에 

도 대응할 수 있도록 표준화가 진행되어 당초 HDTV 레벨의 부호화를 검토하던 

MPEG-3 분야를 흡수하게 되었다. 

MPEG-4는 지금까지 확정된 MPEG-1이나 MPEG-2와는 다른 응용분야를 목 

표로 표준화가 진행되고 있는 규격이다. MPEG-1과 2는 디지털 A/V 자료를 보 

다 효율적으로 저장하거나 전송하는데 치중하고 있는 반면, MPEG-4는 디지털 

A/V화면을 공간과 시간의 어떤 관련을 가진 A/V객체(object)로 정의하는데 주력 

하고 있다. 이것은 각각의 A/V 객체에 대해서 양방향(interactivity)을 가지게 하 

므로서 멀티미디어 환경에서 매우 큰 효용성을 갖게하고 있다. 그리고 인터넷에서 

의 대화형 A/V통신, 대화형 게임, 원격 비디오회의, 비디오 폰, 이동영상통신, 무 

선 멀티미디어, ATM망을 통한 데이터베이스 서비스 등 여러분야에 응용이 가능 

하다. 멀티미디어 환경을 고려하여 전송속도는 MPEG-1이나 MPEG-2에 비하여 

매우 낮게 설정되어 있다. 전송속도를 보면 저속도에 64 Kbps, 중속도에 64-384 

Kbps, 그리고 고속도에 384 Kbps-4 Mbps로 제안되어 있다. 

MPEG-1과 MPEG-2는 각각 1/100, 1/30이라는 매우 높은 압축률로 영상신 

호를 압축하므로 엔코더의 회로가 대단히 복잡하다. 이러한 회로규모는 방송사, 

비디오CD 및 DVD 제작자 등 실제로 압축 하는 측이 부담하게 되고, 반면에 

DTV 수신기, 비디오CD 및 DVD 재생기 등 압축을 푸는 측은 비교적 회로규모가 

작아지도록 되어 있다. 

특히 MPEG-2에서는 영상압축 기능과 품질을 다양하게 선택할 수 있는 알고 

리즘으로 구성되어 있으며 이러한 복수의 기능과 품질을 여러 종류로 정의하기 

위해서 프로파일(profile)과 레벨(level)로 나타내고 있다. 

각 프로파일은 서로 다른 파라미터를 가진 부분조합을 가지며 부가적인 파라 

미터는 비트 스트림 내에서 영상품질을 결정하는 확장(scalability) 파라미터의 부 

분조합으로 되어있다. 레벨은 비트 스트림 내의 파라미터에 가해지는 제약조건(화 

상의 크기 또는 비트 레이트 등)을 나타내고 프로파일에서 지정한 알고리즘 구성 

에 따라 영상품질이 정해진다. 

MPEG-2의 각종 영상규격을 표3.3에 나타내고 있다. 프로파일에는 Simple, 

Main, SNR/Spatial, High, 4:2:2의 5종류, 그리고 레벨에는 Low, Main, High 

28

1440, High의 4종류가 있다. MPEG-2에서는 이중에서 Low레벨(1), Main레벨(5), 

High 1440레벨(3), High레벨(2)의 11가지 프로파일과 레벨의 조합이 이용되고 있 

다. 프로파일은 심플(simple)에서 하이(high)가 될수록 고기능이 되고, 레벨은 로 

우(low)에서 하이(high)가 될수록 고품질이 된다[23]. 

High 

High 

1440 

Main 

Low 

레 벨 

표3.3 MPEG-2의 프로파일과 레벨 

프로파일 

Simple Main 

29 

SNR / 

Spatial 

High 4:2:2 

Pictures I, P I, P, B I, P, B I, P, B I, P, B 

Chroma format 4:2:0 4:2:0 4:2:0 4:2:2 4:2:2 

Max. bit rate 80Mbps 100Mbps 

Samples/line 1920 1920 

Lines/frame 1152 1152 

Frames/sec 

60 

60 

Max. bit rate 100Mbps 60Mbps 80Mbps 

Samples/line 1140 1440 1440 

Lines/frame 1152 1152 1152 

Frames/sec 

60 60 60 

Max. bit rate 15Mbps 15Mbps 15Mbps 20Mbps 50Mbps 

Samples/line 720 720 720 720 720 

Lines/frame 576 576 576 576 608 

Frames/sec 30 30 30 30 30 

Max. bit rate 4Mbps 

Samples/line 352 

Lines/frame 288 

Frames/sec 

30 

MPEG은 비디오 압축뿐만 아니라 오디오를 압축하는 방식에 대한 표준도 정 

의 하였다. 높은 음질의 오디오를 위해서 실제로 사용되는 CD음질의 오디오는 

44.1KHz로 샘플링 되어 있다. 각 샘플링은 16비트로 되어 있어, 스테레오(2채널) 

오디오 스트림의 전송율은 2×44.1×1000×16=1.41 Mbps가 된다. 그러나 16비트 

샘플에서 동기화와 오류보정을 위해 49비트가 사용되어야 하기 때문에 결과적으

로 실제 전송율은 49/16×1.41 Mbps=4.32 Mbps가 된다.[27] 이러한 CD품질의 

스테레오 음악을 위해 많이 사용되는 압축기술로는 MP3라고 알려진 MPEG 

layer 3가 있다. MP3 인코더는 일반적으로 96kbps, 128kbps, 160kbps의 비트율 

로 압축하며 음질의 저하가 거의 발생하지 않는다.[21] 

3.3.2 BcN을 위한 MPEG-2의 특성 

MPEG-2는 넓은 전용영역과 고품질 영상을 제공한다는 점 때문에 방송, 통신, 

컴퓨터, 가전 등 많은 산업분야에서 응용되고 있으며 그 특징은 다음과 같이 요약 

할 수 있다. 

1) MPEG-2는 높은 압축률(약 1/30)를 실현하고 있으며, 아날로그 TV방송에 

서 디지털 TV방송(HDTV)영역까지 고화질을 제공한다. 미국에서 추진된 ATSC 

방식과 유럽에서 진행된 DVB방식은 MPEG-2를 영상압축포맷으로 설정하고 있 

다. 예를 들면 가정에서 수신할 수 있는 아날로그 TV(NTSC, PAL, SECAM)의 

화질인 4 Mbps, 아날로그 TV 스튜디오 화질인 10 Mbps, HDTV 수신화질인 30 

Mbps, HDTV 스튜디오 화질인 80 Mbps까지 얻어진다. 

2) MPEG-1과 달리 다양한 영상포맷에 대응이 가능하다. 이것은 순차주사 

(progressive scan)뿐만 아니라 비월주사(interlaced scan)도 지원하므로 사용자 

는 컴퓨터와 기존의 TV신호 운용환경을 임의로 선택할 수 있다. 또한 4:3 및 

16:9의 화면 종횡비(aspect ratio)에도 대응 가능하다. MPEG-1에서는 휘도 

(luminance)와 색차(color difference)신호의 샘플링이 4:2:0로 한정되어 있지만 

MPEG-2에서는 4:2:0를 포함해서 4:1:1, 4:2:2, 그리고 4:4:4도 수용하고 있다. 

3) 비트 스트림의 가변 확장성(scalability)이 도입 되었는데 여기에는 공간 

확장성(special scalability)과 신호대 잡음비 확장성(SNR scalability), 시간 확장 

성(temporal scalability)이 있다. 이것은 비트 스트림에서 공간 해상도, SNR이 다 

른 두 종류 이상의 영상을 낮은 오차율로 복호할 때 사용된다. 

4) 부호화 비트 스트림(coding bit stream)의 규칙이 MPEG-1과 완벽한 하향 

호환성을 가진다. 그리고 공간 확장성을 사용하면 MPEG-1의 비트 스트림과 

MPEG-2의 비트 스트림을 섞어서 전송할 수도 있다. 비디오 폰과 같은 화상통신 

용으로 사용되는 H.261규격에 대해서는 동시전송(simulcast)방식으로 호환성을 

유지한다. 

5) MPEG-2는 고품질화와 확장성을 제공하기 위하여 위해 부호기(coder)와 

복호기(decoder)의 구성과 설계상에 선택의 폭을 크게 부여하고 있다. 프로파일 

과 레벨이라는 개념을 도입하여 부호기와 복호기를 분류하고 있으며, 이용자는 자 

신의 응용목적에 적합한 클래스를 찾아서 부호기와 복호기를 유연하게 선택할 수 

있다. 

30

그리고 영상회의와 같은 대화식 어플리케이션에서는 적은 지연을 필요로 하기 

때문에 많은 영상회의 어플리케이션에서는 비디오를 JPEG(Joint Photographic 

Experts Group)방식으로 압축하게 된다. 

이 방식은 원래 칼러 정지화상을 압축하기 위한 국제표준규격이며 정지영상에 

서 출발한 JPEG은 동영상의 압축을 위하여 M-JPEG이 개발 되었다. 이 기술은 

압축된 수 많은 정지영상을 프레임의 순서에 따라 차례로 배열, 재생하는 알고리 

즘으로 되어 있다. 이러한 M-JPEG은 모든 프레임이 독립적으로 존재할 수 있기 

때문에 기준 프레임을 잃어버렸을 때에 발생하는 문제를 해결할 수 있다. 

3.4 FTTH상에서 방송신호의 전송 

3.4.1 TV신호의 압축 

방송의 디지털화가 급속하게 진행되면서 FTTH상에서 디지털 TV신호의 융합 

전송이 중요한 과제가 되고 있다. 디지털 TV방송에서는 TV신호로 사용되는 각종 

정보를 디지털 데이터로 처리하여 기록하고 전송한다. 기존의 아날로그 TV방송에 

서는 비디오와 오디오 이외에 한정된 문자정보 등을 다중화하여 아날로그 형태의 

전파를 사용하여 방송한다. 디지털 TV에서는 기존의 아날로그 TV에서 다루는 정 

보 이외에 각종 부가정보를 디지털 형태의 전파로 방송한다. 따라서 디지털 TV에 

는 멀티미디어적인 요소와 고해상도의 TV화면과 CD품질 이상의 다채널 오디오 

를 구현하기 위한 고도의 기술이 필요하다. 

그리고 보다 나은 화질을 얻기 위해서 디지털 콤포지트(digital composite)영 

상신호에서 디지털 콤포넌트(digital component) 신호규격이 보편화되고 있다. 콤 

포지트 영상신호는 1개의 전송로를 통해서 명도, 채도, 색상의 3가지 정보를 동시 

에 전송하는 복합영상신호이다. 콤포넌트 영상신호는 비디오 카메라와 같은 영상 

신호원의 영상회로를 거쳐서 3원색의 RGB 전기신호를 만들어 낸다. 이 3원색의 

RGB 콤포넌트 신호는 서로가 완벽하게 분리되어 있어 고화질 영상처리가 가능하 

며 흑백신호의 3배나 되는 주파수대역이 소요된다. 

일반적인 SDTV용 디지털 영상신호는 콤포지트신호이면 100 Mbps 이상, 콤 

포넌트신호라면 200 Mbps 이상, HDTV의 경우는 1 Gbps 이상의 엄청난 데이터 

를 전송한다. 이러한 양의 디지털 데이터를 전파에 실어서 전송하려면 소요되는 

주파수 대역폭이 매우 커서 그대로 전송하는 것은 거의 불가능하다. 이 문제를 해 

결하기 위해서 디지털 TV의 송신시스템에서는 DTVR보다 효율이 더 뛰어난 데 

이터 압축 알고리즘이 반드시 필요하다. 

디지털 신호는 아날로그 신호와 기본적으로 다른 형태이기 때문에 각종 데이 

터를 전파에 싣는 기술인 변조방법이 다르다. 아날로그 방송의 대표적인 변조방식 

31

인 AM/FM과 달리, 디지털 TV에서는 디지털 고유의 특성을 최대한 살려서 전파 

의 효율을 극대화시킬 수 있는 변조방법이 필요하다. 또한 디지털 신호는 그 특성 

상 여러 개의 방송 및 보조 데이터를 다중화하는 것이 매우 용이하므로, 한 채널 

의 전파용량이 허용하는 한, 이를 다중화하기 위한 방법도 강구해야 한다. 아날로 

그 TV와 디지털 TV의 차이를 나타내면 표3.4와 같다[23]. 

구 분 

표3.4 아날로그 TV와 디지털 TV의 비교 

아날로그 TV 

NTSC 

주사선수 525 

32 

디지털 TV 

SDTV HDTV 

480×704 

480×640 

1080×1920 

720×1280 

화면종횡비 4 : 3 4 : 3/16 : 9 16 : 9 

화질 보통 우수 매우우수 

음질 2채널/스테레오 5.1채널/서라운드 

부가기능 음성/문자다중 EPG, 전자투표, TV쇼핑, TV메일, VOD등 

비디오 전송용 디지털압축규격은 전세계의 모든 지상파 디지털 TV 및 BS/CS 

의 디지털 위성방송에서 MPEG-2가 사용되고, 오디오에 대하여는 돌비(Dolby) 

AC-3 및 MPEG-1/2가 표준으로 사용되고 있다. 디지털 신호의 변조방식은 지상 

파, 위성파, 케이블TV 등 매체의 성격에 따라 달라진다. 

지상파 디지털 TV 방송의 경우 ATSC규격의 8VSB는 미국 FCC가 1996.12 

에 표준으로 선정하여 미국, 캐나다, 한국 등에서 채택하고 있다. DVB-T규격의 

COFDM는 ESTI가 1997.3에 표준으로 선정하여 EU, 싱가폴, 호주 등에서 채택 

하고 있으며, 일본에서는 ISDB-T규격의 BST-OFDM을 채택하고 있다. 우리나라 

는 1997.11에 정보통신정책심의위원회에서 ATSC-8VSB방식을 확정하였다[56]. 

3.4.2 디지털 TV의 특성 

디지털 TV의 특성을 기술적인 면과 서비스 면에서 보아 다음과 같이 정리할 

수 있다. 

첫번째는 수신화질이 크게 향상된 점이다. 이것은 디지털 전파의 전송품질이 

매우 우수해서 기존의 아날로그 TV의 전파가 전송로를 통해서 가정으로 전달되

는 과정에서 필연적으로 발생했던 이중상(ghost), 해상도 저하, 화면 불안정 등의 

문제가 전혀 발생하지 않는다. 따라서 디지털 TV방식에서는 TV 스튜디오에서 제 

작한 영상과 가정의 TV 수상기에서 수신한 영상의 품질은 이론적으로 같다. 

두번째는 NTSC, PAL, SECAM방식과 같은 아날로그 TV의 문제점으로 지적되 

어 온 크로스컬러, 휘도신호 및 색신호의 해상도 저하 등의 각종 단점을 해결할 

수 있다. 4:2:2와 같은 디지털 콤포넌트 신호가 이러한 문제들을 쉽게 제거하기 

때문이다. 최근에 생산되는 각종 디지털 프로세스 카메라와 DVTR은 HDTV을 포 

함하여 DTV에 적합한 화면 종횡비와 고해상도의 화질을 구현하고 있어서 TV 수 

상기의 대형화를 촉진하고 있다. 

세번째로는 ATSC와 같은 디지털 TV방식에서는 기존의 NTSC 시스템에 할당 

된 6 Mhz의 대역폭 안에 HDTV 1~2채널, SDTV 3~4채널, 그리고 수많은 부가정 

보를 동시에 수용 할 수 있어 산업자원으로서의 전파를 효율적으로 활용할 수 있 

다. 또한 키 스테이션과 동일한 주파수로 지방 스테이션을 배치하여 광역 네트워 

크를 조합하는 SFN을 구성하면 주파수 효율은 더욱 극대화 된다. 더구나 디지털 

신호는 이론적으로 혼신이 존재하지 않아서 아날로그 방식에서는 사용 할 수 없 

었든 인접채널도 사용이 가능하므로 실질적인 효용성이 높다. 

네번째, 6 Mhz의 대역폭 내에서 다채널 방송이 가능하므로 방송사의 방송환경 

과 계층화 서비스에 적합하게 다채로운 편성이 가능하다. 

다섯번째, 아날로그 TV 시스템의 수신화질은 전계강도와 비례하는데 비해서 

디지털 TV에서는 기본적으로 임계점(threshold level)을 기준으로 신호의 유무를 

판별하므로 전계강도가 낮은 지역에서도 임계점 이상의 레벨만 확보되면 원신호 

와 동일한 화질과 음질이 얻어진다. 더구나 데이터의 오류정정(error correction) 

만 정확하게 이루어진다면 전계강도가 더 저하되어도 원신호의 완벽한 재현이 가 

능하여 서비스 지역을 확대할 수 있다. 그러나 전계강도가 임계점 이하로 저하되 

면 수신이 전혀 불가능하다. 그리고 낮은 주파수대의 전파를 사용하므로 위성방송 

에서와 같은 강우감쇄(rain fall attenuation)도 없다. 

실험적으로 디지털 TV는 아날로그 TV에 비해서 약 1/10정도에 불과한 송신 

출력으로 동일한 서비스 에어리어가 확보되고 있다. 송신기의 크기와 전력 소비량 

도 아날로그 TV에 비해서 각각 1/2과 1/3 수준으로 감소되어, 송신소의 운용비 

용도 크게 절감된다. ATSC방식의 경우는 송신용 철탑과 설비를 그대로 활용할 

수 있기 때문에 실제적으로 경비는 더욱 절감 된다. 

여섯번째, 디지털 TV산업의 기술력과 경쟁력 확보가 가능하다. DTV에 관한 

핵심기술을 국내 기술력으로 개발하여 고부가가치 상품을 수출할 수 있을뿐 아니 

라 지금까지 수입에만 의존해 왔던 고가의 방송장비를 국산화하여 해외로 진출할 

수 있다. 

일곱번째, 퍼스널 컴퓨터, 소프트웨어, 그리고 통신망을 기반으로 발전해 온 

33

멀티미디어 산업이 디지털 TV의 등장으로 서로 융합되는 현상을 보이고 있다. 디 

지털화, 양방향화, 광대역 및 초고속화의 방향으로 발전하고 있는 멀티미디어와 

디지털 방송의 결합으로 기존의 방송에서는 불가능했던 많은 새로운 서비스가 가 

능하게 될것이다. 예를들면 케이블TV나 위성TV에서만 가능했던 VoD나 동일한 

프로그램을 여러 개의 채널로 나누어 일정한 간격으로 방송하는 형태의 NVoD방 

송을 비롯해서 인터넷방송, EPG, TV메일, TV쇼핑, 주식, 일기예보, 인터액티브 

게임 등 온라인 서비스도 가능해 질것이다. 

3.4.3 BcN에서의 디지털 TV 신호전송 

미국 TV방송의 디지털화는 기존의 NTSC방식을 근간으로 지상파 방송 위주 

로 진행되어 왔다. 1982년 ATSC의 발족으로 디지털 HDTV와 ATV의 개발을 추 

진하는 계기가 되었으며 AT&T, Zenith, Dolby 등 여러 회사와 기관들이 GA 

(Grand Alliance)를 결성하여, 디지털 방식의 ATV 시스템을 공동으로 연구·개발 

하였다. GA는 1995년 11월에 디지털 TV에 대한 규격을 제안하여 ATSC에 의해 

승인되었으며, GA가 제안한 ATV의 기본규격을 보면 표3.5와 같다[23]. 

표3.5 GA가 제안한 ATV의 기본규격 

구 분 방 식 

영상신호 포맷 

1080×1920, 720×1280, 480×704, 480×640, 

60프레임/초, 30프레임/초, 24프레임/초, 

비월주사, 순차주사 

영상신호 압축방식 MPEG-2 Main Profile@High level 

음성신호 압축방식 Dolby AC-3 

신호 다중방식 MPEG-2 시스템 

변조방식 8VSB-AM 

이 규격에 따르면 기존의 NTSC 방식에서 할당된 6MHz 대역폭 안에서 

HDTV 1~2채널, SDTV 4~5채널까지 전송이 가능하고, CD 수준의 음질을 가진 

다채널 오디오와 부가 데이터도 삽입하도록 규정하고 있다. HDTV와 SDTV를 동 

시에 수용하기 위한 비디오 압축방식으로 MPEG-2, 오디오 압축방식으로 Dolby 

AC-3, 변조방식은 8VSB-AM으로 결정하여 지금의 ATSC 규격의 근간이 되는 

34

디지털 ATV의 표준을 제시하고 있다. 

TV 방송계와 컴퓨터 업체 사이에서 가장 큰 논란이 되었던 디지털 TV에서의 

컴퓨터 기술의 결합부분, 즉 화면포맷(유효 주사선수, 프레임 주파수, 주사방식, 

수평 화소수 등)에 대해서는 별도의 표준안을 정하지 않고 개방하였다. 표3.6에서 

보는 바와 같이 ATSC방식의 디지털 TV 방송사에서는 18개의 화면포맷(picture 

format)중에서 하나를 선택해야 하고, TV수상기는 이러한 18개의 화면포맷을 전 

부 수신 가능해야 한다[24]. 

방식별 

HDTV 

SDTV 

수평해상 

도(AL) 

표3.6 ATSC표준의 화면포맷 

유효화소 

수(APL) 

화면비 

(AR) 

1080 1920 16:9 

720 1280 16:9 

480 704 

4:3 

16:9 

480 640 4:3 

35 

주사수 주사방식(SM) 

(SF) IS PS 

60 ○ 

30 ○ 

24 ○ 

60 ○ 

30 ○ 

24 ○ 

60 ○ 

60 ○ 

30 ○ 

24 ○ 

60 ○ 

60 ○ 

30 ○ 

24 ○ 

60 ○ 

60 ○ 

30 ○ 

24 ○ 

비고 

HDTV, 

고화질필름 

스포츠 

애니매이션 

DVD 

NTSC 

이것은 디지털 TV수상기를 설계하는 가전업계의 자유경쟁에 맡겨 DTV의 비 

디오 포맷이 시장의 원리에 따라서 자연스럽게 형성되도록 한 것이다. 화면포맷의 

또 다른 특징은 영화의 표준인 24프레임의 순차주사도 지원하고 있어서 TV에서 

도 영화를 마치 영화관에서 보는 것과 동일한 감각으로 시청할 수 있다는 점이다.

디지털 TV의 전송절차를 보면 그림3.11과 같이 4계층으로 이루어 지는데 송 

신측을 기준으로 이를 요약하면 다음과 같다[24]. 

1. 아날로그의 비디오와 오디오 신호를 A/D 변환(picture formats 계층) 

2. A/D변환에서 얻어진 디지털 데이터를 압축(compression 계층) 

3. 디지털신호로 변환 후 패킷형태로 구성(transport 계층) 

4. 디지털신호체계에 가장 적합한 형식으로 변조하여 전송(transmission 계층) 

TRANSMITTER 

PROCESSES 

Production 

Compression 

Packetizing 

Modulation 

PICTURE FORMATS 

COMPRESSION 

TRANSPORT 

TRANSMISSION 

그림3.11 ATSC 전송표준의 4계층 

ATSC의 변조방식으로는 8VSB-AM이 사용되고 있으며 전송 에러를 좀더 줄 

이기 위해 2/3 비율의 트렐리스 엔코딩(trellis encoding)방식을 채택하였다. 한편 

케이블 TV용으로는 고속데이터 모드인 16VSB를 제안하고 있다. 

여기에서 VSB(vestigial side band)란 아날로그 TV의 영상신호 전송에 사용되 

는 잔류측파대 변조방식을 말하며, AM변조에 의해서 생성된 양측파(DSB)에서 하 

측파(LSB)의 일부를 잘라냄으로써 얻어진다. 

8 VSB-AM변조에서는 송신데이터를 3비트씩을 1조로하여 그것을 8종류의 진 

폭값의 하나로 변환한다. 즉 2치 데이터에서 8치 데이터로 변환한다. 이 8치 데 

이터신호에서 반송파를 진폭변조하면 양측파대를 얻을 수 있고 대역을 효과적으 

로 이용하기 위하여 VSB필터로 양측파대 신호대역을 제한 함으로서 8치 VSB변 

조신호를 얻을 수 있다. 복조기는 동기검파에 의해 8치 데이터 신호를 복원하여 

펄스진폭을 판정 함으로서 데이터를 수신한다[25]. 

36 

RECEIVER 

PROCESSES 

Display 

Decompression 

Depacketizing 

Demodulaton

ATSC방식의 압축계층(compression layer)에서는 아날로그 성분의 비디오 신 

호를 디지털 신호로 변환하게 되며, 변환된 후에 전송되는 패킷형태(transport 

packet format)를 보면 그림3.12와 같다[24]. 패킷의 크기(packet size)는 링크헤 

드(link header) 4 byte와 데이터 필드(data field) 184 byte를 포함하여 총 188 

byte 이다. 이때 샘플링 주파수는 Y가 13.5MHz, R-Y/B-Y가 각각 6.75MHz이며 

A/D 변환속도(transform bit rate)는 8비트이다. 

따라서 전송속도(transmission data rate)는 (13.5×10 6 ×8)+(6.75×10 6 ×8)+ 

(6.75×10 6 ×8) = 216×10 6 bps가 되고 이를 18 Mbps까지 압축할 수 있다[24]. 

Sync byte 

(47H) 

188 bytes total packet 

4 byte Link header 

Optional adaptation header 

4- byte Link header 

13- bit PID 

Payload 

37 

4-bit continuity counter 

2-bits adaptation field control 

2-bits transport scrambing control 

1-bit transport priority 

1-bit payload unit start indicator 

1- bit transport packet error indicator 

그림3.12 디지털 TV신호의 기본패킷포맷 

8 VSB시스템은 832심볼(symbols)이 208바이트 세그먼트(byte segment)로 

변조된다. VSB 데이터 프레임의 구조를 보면 그림3.13과 같이 각 데이터 프레임 

은 2개의 데이터 필드(data field)로 구성되고 각 필드는 313세그먼트로 이루어진 

다. 데이터 필드의 첫번째 세그먼트는 데이터 필드의 동기신호(field synchro 

nization)이고 나머지 312 데이터 세그먼트에는 각각 208 바이트씩 실려있다. 

여기에서 1개 프레임은 8레벨로 전송되고 각 심볼은 3 bits로 구성되어 있어 

828 symbols x 3 bit=2484 bit가 되고, 이것을 byte로 표시하면 Data 187 byte와 

FEC 20 byte로 되며 동기신호까지 합하면 208 byte가 된다.

313 

segment 

313 

segment 

4 

Segment Sync 

828 Symbols 

Field Sync # 1 

Data + FEC 

Field Sync # 2 

Data + FEC 

1 Segment = 77.3 μs 

그림3.13 VSB 데이터프레임 구조 

그리고 ATSC방식의 디지털 TV에서 압축계층에서의 채널당 전송속도가 얼마 

나 되는지 보자. 여기에서 symbol rate는 10.7622 MHz이며, 8VSB 채널에서는 

각 심볼(symbol)당 2 비트의 데이터만을 전송한다. 그리고 패킷 세그먼트(packet 

segment)의 크기는 208 byte이며 그 중에서 동기 및 에러 방지용 오버헤드(sync 

and error protection overhead)가 21byte이므로 데이터를 운반할 수 있는 데이 

터 블록(reed-solomon block)은 187 byte가 된다. 

또한 하나의 데이터 필드(data field)는 313 세그먼트이고 그 중에 1개의 동기 

세그먼트(field synchronization segment)를 가지고 있으므로 순 데이터 전송속도 

(net data rate)는 다음과 같이 19.29 Mbps가 된다.[24] 

38 

24.2 ms 

24.2 ms

187 312 

10.7622 × 2 × 208 × 313 =19.29 Mbps 

그리고 ATSC전송방식에서 정한 케이블TV 규격(cable mode)에 의하면 세그 

먼트 길이(segment length), 세그먼트와 프레임의 동기구성 등은 지상파TV 규격 

과 동일하다. 그러나 데이터 전송속도(payload data rate)는 38.58 Mbps이며 

ATSC방식에서 지상파TV와 CATV의 각종 전송 파라미터를 비교하면 표3.7과 같 

다[24]. 

표3.7 ATSC 전송시스템의 파라미터 

파라미터 지상파모드 케이블모드(고속) 

Channel Bandwidth 

Excess Bandwidth 

Symbol Rate 

Bits/Symbol 

Trellis FEC 

Reed-Solomon FEC 

Segment Length 

Segment Sync 

Frame Sync 

Payload Data Rate 

NTSC Cochannel 

Rejection 

Pilot Power Added 

C/N Threshold 

3.5 BcN에 유통될 서비스별 소요대역폭 

6MHz 

11.5% 

10.76MS/s 

3 

2/3 

T = 10 (207,187) 

832 Symbols 

4 Symbols/Segment 

1 per 313 Segments 

19.29Mb/s 

NTSC rejection filter 

In receiver 

0.3 dB 

14.9 dB 

39 

6MHz 

11.5% 

10.76 MS/s 

4 

None 

T = 10 (207,187) 

832 Symbols 

4 Symbols/Segment 

1 per 313 Segments 

38.58Mb/s 

N/A 

0.3 dB 

28.3 dB 

광섬유 매체에서 통신과 방송의 융합을 실현하기 위한 FTTH 모형을 설정하 

고 특히 광대역의 방송신호가 FTTH상에서 유통될 때 그 소요대역폭에 대하여 

연구 하였다. 이제는 이것들을 기초로 하여 이 네트워크에 유통될 것으로 보이는 

통신과 방송 서비스별 전송속도의 대표값을 설정해야 한다. 그리고 BcN형 홈 네 

트워크에 이들 서비스가 동시에 융합하여 소통될 때의 실 시간적인 소요대역폭 

(real-time bandwidth requirements)을 산정한다.

3.5.1 인터넷과 비디오 전송 

앞으로 FTTH의 실현을 위하여 홈 네트워크에 직접 연결 해야 할 1차대상 서 

비스인 음성전화, 텔리 컨퍼런싱, 비디오 폰 등에 대하여 소요대역폭과 압축전송 

시의 전송속도는 표3.8에서 보는 바와 같이 같이 수십 Kbps정도의 중속도임을 

알 수 있다[29]. 

표3.8 음성전화와 비디오 폰의 소요대역 

트란잭션 형태 비압축시 전송속도 압축시 전송속도(최대) 

Telephony 

Teleconferencing 

CD-audio 

Videophone (MPEG-4) 

64 Kbps 

128 Kbps 

705.6 Kbps 

3.04 Mbps 

40 

8 ~ 32 Kbps 

48 ~ 64 Kbps 

128 Kbps 

64 Kbps 

고속 인터넷 통신을 위하여 많은 이용자들은 ADSL과 VDSL을 이용하고 있다. 

ADSL방식을 사용하는 경우, 최대전송속도는 하향 8 Mbps, 상향은 1 Mbps이며, 

개량형인 ADSL-2의 경우 12 Mbps, ADSL-2+에서는 16 Mbps까지 제공될 수 

있다. 

한편 VDSL의 이론적인 전송속도는 12.96 Mbps에서 55.2 Mbps까지이며 데 

이터를 대칭형으로 제공한다. 거리별로 구분하여 보면 300m까지는 52-56 Mbps, 

1 Km까지는 26-28 Mbps, 5 Km까지는 13-14 Mbps가 가능하고 상향전송의 경 

우에는 300m까지 1.6-2.3 Mbps를 제공하는 것으로 되어 있다[27][39]. 그리고 

web surfing은 5 Mbps, Game에서는 2 Mbps, 영상정보검색에서는 4 Mbps가 소 

요된다고 보아[40] 인터넷서비스는 10 Mbps 대역폭이면 충분하다고 본다. 

VoD는 TV기반의 고화질 주문형 비디오서비스로 제공되는 경우에는 MPEG-2 

압축기술에 의하여 4~6 Mbps로 전송되고, Web기반의 양방향 VoD는 MPEG-4 

에 의하여 5 Mbps로 전송된다[41]. 그리고 HDTV기반의 IP VoD서비스나 IP 

STB기반의 실시간 양방향 VoD의 경우에는 20 Mbps의 대역폭이 확보되어야 한 

다[14]. 영상회의(video conference)서비스는 화질수준에 따라 차이가 있으나 일 

반적으로 1~20 Mbps의 전송속도를 사용하고 있으며 고화질 영상전송의 경우 30 

Mbps의 대역폭이 필요하다[16]. IP Streaming 비디오 서비스는 IP-Multicasting 

또는 IP-Broadcasting서비스로 불리며, 현재의 고화질 디지털TV 수준에서는 20 

Mbps의 속도로, 그리고 HD급의 비디오 전송의 경우에는 소요대역폭이 60 Mbps 

까지 필요할 것으로 거론되고 있다. 여기에서는 고화질 비디오 전송을 위한 실용 

적인 전송대역폭은 20 Mbps로 설정한다[10].

3.5.2 유선 LAN과 유선 홈 링크 

유선 홈 링크에서 전화회선을 이용한 데이터 통신을 위하여 Home PNA 기준 

이 있으며 1 Mbps(1.0), 10 Mbps(2.0)와 100 Mbps(3.0)의 전송속도를 설정하고 

있다. 또한 IEEE 802.3에서는 LAN과 홈 네트워크에서 IP 데이터 전송을 위하여 

전송속도와 MAC을 규정하고 있으며, 전송속도는 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps로 

정하고 있다[21][29]. 

가장 보편적으로 사용되는 LAN 형태는 IEEE 802.3/ISO 8802.3의 CSMA/ CD 

방식이며 이를 이더넷(Ethernet)이라 한다. 이더넷은 여러 노드가 공유 링크를 통 

해 송신과 수신을 하는 다중접근 네트워크이다. 이 방식에서는 모든 노드가 링크 

가 사용중인지 유휴상태인지를 검사하게 되고, 노드가 전송할 때 충돌검사도 같이 

하여 전송중인 프레임이 다른 노드가 보낸 프레임에 의하여 간섭을 받았을 때를 

감지할 수 있다[21][27]. 

일반적으로 이더넷 기술은 10 Base 2의 버스 토폴로지(bus topology)가 있는 

데 이것은 세심(thin)동축케이블을 사용하며 전송율은 10 Mbps, 최대거리는 

200m이다. 그리고 LAN 상에서 100 Mbps의 속도를 확보하기 위하여 고속 이더 

넷(fast Ethernet)기술이 있으며 여기에는 100 Base 4T와 100 Base x의 두가지 

표준이 있다. 이 두가지 표준에 대하여는 4.1.1의 UTP와 STP에서 설명한다. 

그리고 기존의 다양한 LAN형태를 상호연결하기 위하여 IEEE 802.12표준이 

있으며 이것은 브리지없이 대규모의 네트워크를 구성하고 다양한 프레임의 길이 

를 허용한다. IEEE 802.12는 100 Base VG-Any LAN이라고도 하는데 음성등급 

(Voice Grade: VG)에서는 기존 어떤 형태의 LAN과도 연결될 수 있다. 

특히 IEEE 1394에서는 PC주변기기에 하드디스크나 CD-ROM 등의 대용량기 

억장치, 스캐너, 프린터, 비디오 캡쳐 기능을 갖는 영상기기 등 가정용 멀티미디 

어 기기의 이용을 고려하여 100~400 Mbps의 전송속도를 정하였다. 그러나 최 

근에는 이 전송속도를 더욱 향상시켜서 800~3200 Mbps까지 규정하고 있다. 

3.5.3 무선 LAN과 무선 홈 네트워크 

무선 LAN 규격으로 IEEE 802.11b가 있으며 이것은 2.4GHz 대역의 주파수와 

CCK변조방식에 의하여 전송속도는 100m까지 최대 11 Mbps를 지원한다. 그리고 

5 GHz대역의 주파수를 사용하는 IEEE 802.11a의 경우에는 OFDM방식을 사용하 

여 최대 54 Mbps의 전송속도를 지원한다[21]. 

802.11구조의 기본구성단위는 셀(cell)이며 BSS(Basic Service Set)로 구성된 

다. BSS는 보통 하나이상의 무선 스테이션들과 하나의 중앙기지국(base station), 

즉 액세스포인트(Access Point:AP)로 구성된다. 그리고 IEEE 802.11에서는 충돌 

41

을 회피하는 캐리어 감지 다중액세스인 CSMA/CA프로토콜을 사용한다. 

그리고 블루투스(Bluetooth)는 IEEE 802.15로 규정되어 있으며, 2.4GHz 대역 

에서 GFSK방식을 이용하여 10m반경에 1 Mbps의 데이터를 전송할 수 있다.[21] 

이 방식은 비 허가대역인 2.4GHz의 주파수를 사용하고 1㎼로 약 100m까지 통신 

이 가능하며 회선(circuit)방식과 패킷(packet)방식을 동시에 지원한다. 그리고 대 

역확산(spread spectrum)통신방식에서 FH(Frequency Hopping)을 사용한다. 이 

시스템의 H/W는 기저대역(link manager, link controller, host control interface) 

과 라디오(RF)로 구성되어 있으며, 네트워크의 형태는 피코넷(piconet)과 스캐터 

넷(scatternet)으로 구분된다. 이 블루투스는 다양한 종류의 응용에 적용될 수 있 

으며 그 중에서도 이동전화, PDA, 노트북컴퓨터와 각종 전자제품들을 쉽게 연결 

해줄 수 있다. 

유선 홈 네트워크에서와 마찬가지로 오디오, 비디오와 IP 데이터 전송을 위하 

여 Wireless 1394를 규정하고 있으며 전송속도는 70 Mbps이다. 앞으로 보다 광 

대역전송을 위하여 IEEE 1394 + UWB (Ultra Wide Band)를 신설하여 그 전송속 

도는 100~400 Mbps로 상향 조정되었다. 각종 가전제품의 자동제어, 전기, 수도, 

가스 사용량의 원격검침과 홈 시큐리티를 위한 대역폭은 전체적으로 보아 1 

Mbps로 설정하고 있다[14]. 

3.5.4 지상파 방송과 디지털 TV 

지상파 아날로그 TV(예 : NTSC)의 채널당 주파수대역폭은 6 MHz이고, 위성 

디지털TV의 중계기당 대역폭은 27 MHz이다. 세계 여러 나라에서 사용하는 TV 

전송방식에는 NTSC방식, PAL방식, 그리고 SECAM방식이 있다. 

표3.9 지상파 아날로그 TV 대역폭 

트랜잭션 형태 포 맷 비압축시전송속도 압축시 전송속도 

Broadcast 

Television 

MPEG-2(PAL) 

MPEG-2(NTSC) 

42 

124.4 Mbps 

124.3 Mbps 

15 Mbps(max) 

15 Mbps(max) 

NTSC방식은 주파수 대역폭이 좁아서 많은 채널의 방송을 유치할 수 있어 경 

제적이며 PAL방식의 특징은 화면의 해상도가 좋아 화질이 선명하며 SECAM방식 

은 위상이 안정되어 화면이 깨끗하다는 특징이 있다. NTSC의 경우 NTSC RF 

AM-VSB방식에 의하여 변조되며, PAL방식과 NTSC방식의 비 압축시의 대역폭 

은 약 124 Mbps이고, MPEG-2에 의한 압축시 에는 표3.9에서 보는 바와 같이

최대 15 Mbps로 소요대역폭이 줄어들게 된다[29]. 

그리고 디지털 TV의 소요대역폭은 SDI(Serial Digital Interface) 표준에 의하 

면 SDTV는 약 270 Mbps가 되고, HDTV의 경우에는 약 1.485 Gbps가 소요되는 

것으로 계산되는데 그 세부내역은 표3.10과 같다. 

표3.10 디지털 TV의 채널당 소요대역 

SDTV HDTV 

Active Pixels / Line 720 x 486 1920 x 1080i 

Interlaced sampling 

858 x 525 x 29.97 

frequency 

= 13.5 MHz 

= 74.25 MHz 

Fields / Frame 2 2 

Bits / Channel 10 10 

Total bit rates 

13.5 x 2 x 10 

= 270 Mbps 

43 

2200 x 1125 x 30 

74.25 x 2 x 10 

= 1.485 Gbps 

일반적으로 아날로그 TV신호는 약 4 Mbps 정도로 압축하여 전송되고, SDTV 

신호는 MPEG-2 규격의 MP@ML에 의하여 최대 15 Mbps로, HDTV의 경우는 

MPEG-2 규격의 MP@HL에 의하여 최대 80 Mbps로 압축 전송할 것을 규정하고 

있다.[23] 여기에서 실용적인 전송대역폭은 SDTV에서 5 Mbps, HDTV의 경우는 

20 Mbps로 설정한다[14]. 

그리고 위성TV에서는 하나의 중계기로 전송 가능한 다중화된 총 데이터량은 

34.35 Mbps이며 방송사업자는 이 대역폭을 SDTV와 HDTV의 실용적인 채널당 

소요대역폭을 고려하여 적정하게 분할하여 사용한다. 앞으로 셀 폰이나 위성DMB 

단말기 등이 홈 네트워크에 연결될 수 있어 이에 필요한 소요대역도 사전검토가 

필요하다. 2~10 GHz 대역의 이동통신단말기는 2~10 Mbs가 소요되고, 30~40 

GHz 대역의 위성 DMB의 경우에는 20~155 Mbps가 요구되고 있다.[42] 

3.5.5 CATV 

CATV도 일반TV와 마찬가지로 1채널의 대역은 하향(down stream)은 6 MHz 

이고 상향(up stream)은 1.6 MHz이다. CATV시스템의 전송주파수 대역을 보면 

표3.11과 같이 하향전송의 54~750MHz를 배정하고 있는데 이중에서 54~552 

MHz는 아날로그 TV에, 552~750 MHz는 디지털 TV와 인터넷서비스에 사용하고 

있으며, 상향전송에는 5~42 MHz를 사용한다.[54]

표3.11 양방향 CATV 주파수 사용대역 

대역폭 5~42 54~552 552~750 

용도 

데이터제어 

상향신호 

아날로그방송 

44 

디지털방송 

인터넷 

CATV 를 위한 디지털 방송의 전송표준으로는 미국의 오픈케이블(open cable) 

방식, 유럽의 DVB-C 방식과 일본의 ISDB-C 방식이 있다. 한국의 CATV 전송 

표준으로는 2001 년 4 월에 오픈 케이블방식을 도입하기로 결정 되었는데 그 중요 

특징을 보면 다음과 같다[54]. 

1) 사용주파수 대역은 대역내 디지털 하향채널(In band/digital down stream) 

은 54-864Mhz 이며 대역내 아날로그 하향채널(In band/analog down stream)도 

동일하다. 그리고 대역외 하향채널(Out of band/down stream)에는 70-130Mhz 

를 대역외 상향채널(Out of band/up stream)에는 5-42Mhz 를 사용한다. 

2) 변조방식은 대역내 디지털 하향채널은 64QAM 또는 256QAM 방식으로, 

대역내 아날로그 하향채널은 NTSC RF AM-VSB 방식으로 변조한다. 한편 대역외 

하향채널과 상향채널은 QPSK 방식으로 변조한다. 

3) 전송속도는 대역내 디지털 하향채널에서는 27 Mbps(64QAM 으로 변조하는 

경우) 또는 39 Mbps(256QAM 으로 변조하는 경우)이다. 대역외 채널의 경우는 

하향채널이 1.544 Mbps, 2.048 Mbps, 3.088 Mbps 이고 상향채널은 256Kbps, 

1.544Mbps, 3.088 Mbps 이다. 

4) 압축과 다중화 방식에서는 비디오는 MPEG-2 방식으로, 오디오는 Dolby- 

AC 3 방식으로 압축하고 다중화 방식으로는 MPEG-2 TS 를 사용한다. 

CATV의 홈 네트워크 장비인 Cable Modem은 송신과 수신의 통신속도가 동 

일한 대칭형과 통신하는 방향에 따라 통신속도가 다른 비 대칭형이 있다. 대칭형 

에서는 상향과 하향의 전송속도는 각각 10 Mbps이고 비 대칭형의 경우는 상향 

전송속도는 최대 10 Mbps이고 하향은 최대 42 Mbps이다. 

그러나 이 데이터 속도는 많은 수의 사용자가 공유해야 하고 또한 대부분의 

케이블TV 운영회사들이 T1정도의 속도로 인터넷에 접속되어 있기 때문에 개별사 

용자가 느끼는 실제 하향속도는 1.5-3 Mbps 정도에 불과하다. 사용자로부터 서 

버측으로 보내는 데이터는 일반적으로 이보다 훨씬 적은 양이므로 전체 상향속도 

는 10 Mbps정도로 설계되고 개별사용자가 느끼는 상향속도는 약 500 Mbps – 

2.5 Mbps 정도가 된다. 

CATV망을 이용하여 고속의 데이터통신을 하기 위하여 DOCSIS(Data Over 

Cable Service Interface Specifications)표준이 있다. DOCSIS는 케이블 TV 운영 

업체와 컴퓨터나 TV세트간의 데이터 입출력을 처리하는 장치인 케이블모뎀의 표

준 인터페이스이다. 여기에서 규정하고 있는 전송속도(상향)를 보면 DOCSIS 1.0 

은 5 Mbps, DOCSIS 1.1은 10 Mbps이었으나 DOCSIS 2.0에서는 30 Mbps로 크 

게 높아지고 있다[13][54]. 

한편 미국에서는 고화질 데이터 전송모드(high data rate cable mode)에 

38.58 Mbps로 규정하고 있다[24]. 차세대 HFCN의 발전방향을 보면 CATV 주 

파수대역이 현재의 5-864 Mhz에서 5 Mhz-1.5 Ghz로 확장되고 DOCSIS의 표준 

속도는 100 Mbps로 향상될 전망이다. 

3.6 BcN형 홈네트워크의 전송용량 산정 

3.2항의 통신과 방송의 융합을 위한 FTTH모형 및 3.5항의 BcN에 유통될 서 

비스별 소요대역폭에서 제시된 전송속도를 기초로 하여 앞으로 실현할 BcN형 

홈 네트워크의 주요 서비스별 소요대역폭의 대표값을 정리하면 표3.12와 같다. 

표3.12 홈 네트워크 서비스별 전송대역 

BcN서비스 대역폭(Mbps) 단말기 

· 고속인터넷 

· VoD / EoD 

· Web Surfing 

· Game 

· 영상회의 

· CATV/ 위성TV 

HDTV/채널 

SDTV/채널 

Analog TV/채널 

· IP-broadcasting/채널 

· 원격검침, 가전제어 

45 

10 

20 

5 

2 

20 

20 

5 

4 

20 

1 

PC 

TV/PC 

PC 

PC 

PC/TV 

TV 

PC/TV 

PC/Mobile 

그리고 통신과 방송의 융합을 실현하였을 때 BcN형 홈 네트워크에 실시간적 

으로 유통되는 트래픽과 소요대역폭을 결정하기 위하여 다음과 같은 조건을 설정 

한다. 

1) 통신과 방송의 통합 수용을 위하여 FTTH를 기반으로 하는 BcN형 홈 네트 

워크를 구축한다. 그리고 공동주택(예: 아파트)에서는 AON방식이나 PON방식을 

선택적으로 사용할 수 있으나 기술성, 경제성, 사업성 등 을 고려하여 AON방식 

을, 단독주택의 경우에는 PON방식을 적용한다.

2) 각 가정에서 PC 2대와 TV 4대가 동시에 사용된다. 그리고 CATV는 100채 

널이 제공되며 이중에서 디지털채널 40%, HDTV채널 10%, 아날로그 채널 50% 

로 전송된다. 위성TV도 100채널이 전송되며, HDTV채널 10%, 디지털채널 90% 

로 전송된다. 

3) AON방식에서는 가정내의 STB에서, PON방식에서는 OLT에서 선국(채널선 

택)이 이루어지며, 방송신호는 중첩방식(overlay)에 의하여 통신채널과 통합된다. 

위와 같은 조건을 적용하여 BcN형 홈 네트워크의 구간별 전송소요대역을 산정 

하여 보면 다음과 같다. 

첫째, 공동주택(AON방식으로 구성)의 건물 내부망(BIN)에는 약 1.3 Gbps의 

전송속도가 필요하고, 홈 내부망(HIN)에는 20 Mbps-1.25 Gbps가 소요된다. 즉 

HIN 1에는 약 20 Mbps, HIN 2에는 약 1,250 Mbps, HIN 3에는 약 20 Mbps가 

소요되는데 그 내역은 다음과 같다. 

PC : 20 Mbps × 2대 = 40 Mbps 

CATV : 20 Mbps × 10ch = 200 Mbps 

5 Mbps × 40ch = 200 Mbps 


위성TV : 20 Mbps × 10ch = 200 Mbps 


원격검침, 가전제어 : 1 Mbps 

합계 : 1,291 Mbps 

둘째, 단독주택(PON방식으로 구성)의 세대별 인입망(HAN)에는 약 121 Mbps 

의 전송속도가 산출되며, 홈 내부망(HIN)에는 20-80 Mbps가 필요하다. 즉 HIN 

1에는 약 20 Mbps, HIN 2에는 약 80 Mbps, HIN 3에는 약 20 Mbps가 소요되며 

그 내용은 다음과 같다. 

PC : 20 Mbps × 2대 = 40 Mbps 

TV : 20 Mbps × 4대 = 80 Mbps 

원격검침, 가전제어 : 1 Mbps 

합계 : 121 Mbps 

이를 종합정리하면 BcN형 홈 네트워크의 전송용량을 정하기 위하여는 먼저 

BcN을 실현하기 위한 통신 방송 의 융합기술을 적용한 FTTH모형을 결정하여야 

한다. 다음에는 홈 네트워크 범위와 구간을 설정하고 각 구간에 유통되는 실시간 

트래픽을 분석 산정하는 것이 합리적이다. 

공동주택의 홈 네트워크는 건물 내부망(BIN)과 홈 내부망(HIN)으로 구성되고, 

단독주택에서는 세대별 인입망(HAN)과 홈 내부망(HIN)으로 구분하여 전송대역폭 

을 설정한다. 홈 네트워크의 전송속도를 구간별로 정리하면 건물 내부망(BIN)에 

는 약 1.3 Gbps이상, 세대별 인입망(HAN)에는 약 120 Mbps이상이 소요된다. 그 

46

리고 홈 내부망(HIN)에서 방송연결 부분은 상당한 전송속도를 요구하고 있다. 즉 

AON방식으로 구성하면 약 1.2 Gbps이상, PON방식의 경우에는 약 20 Mbps이상 

이 소요되고 있다. 그리고 PC 및 주변기기의 연결에는 약 20 Mbps이면 충분하다. 

그리고 기간통신망에서부터 홈 내부망(HIN)에 이르기까지의 트래픽 분포를 보 

면 기존 네트워크와는 달리 BcN에서는 큰 용량이 요구된다. 특히 기존 네트워크 

에서는 수Mbps이면 충분하였든 LAN, BIN과 HIN에도 통신과 방송이 융합되면서 

Gbps급의 전송용량이 요구되고 있다. 

BcN은 통신과 방송신호가 융합된 트래픽이 유통되는 5계위 직렬연결망(BcN 

5 serial network division)으로 형성된다. 

제1계위망은 공중전화망(PSTN)과 인터넷 전용망(Internet Network)의 두 기 

간망으로 이루어져 있다. 공중전화망은 전국의 수많은 디지털 교환기와 광 전송로 

로 구성된 수 Gbps에서 수백 Gbps의 초광대역 용량으로 운용되고 있다. 그리고 

인터넷 전용망은 KIX, KT-IX, Dacom-IX, KINX 등의 데이터통신 주 교환기로 상 

호 연결된 데이터통신 백본 네트워크이다. 이 구간의 전송용량은 약 30 Gbps- 

130 Gbps의 대용량으로 운용되고 있다. 

제2계위망은 제1계위망과 직접 연결되는 차순위 계위의 네트워크로서 가입자 

액세스망(SAN)과 방송망(HFCN)을 말한다. 가입자 액세스망은 단독주택으로는 

대부분 동선으로 구성되어 있고 사무용 빌딩이나 공동주택에는 많은 구간이 광케 

이블로 시설되어 있다. CATV를 위하여는 대부분이 광케이블과 동축케이블의 결 

합망(HFCN)으로 구축되며, 이 구간의 전송용량은 약 155Mbps- 2.5Gbps로 운용 

되고 있다. 

제3계위망은 지역망(LAN)으로서 제2계위의 SAN으로부터 유입되는 통신 트래 

픽과 HFCN으로부터의 방송 트래픽이 하나의 광대역 전송매체에 통합 수용되는 

구간이다. LAN은 대부분 SMF나 MMF의 광전송로로 구성되며 세대당 약 4Gbps 

이상의 전송용량이 요구된다. 

제4계위망은 건물 내부망(BIN)으로서 BcN형 홈 네트워크의 진입로로서 통신 

과 방송을 하나의 전송매체를 통하여 각 세대로 전송하는 구간이다. 단일화 전송 

매체로서는 GOF나 POF가 가장 적합하고 세대당 약 1.3Gbps 이상의 브로드밴드 

용량이 소요된다. 

제5계위망은 BcN의 최종단 연결망으로서 홈 내부망(HIN)을 말한다. 이 네트 

워크에서는 통신과 방송의 융합기술로서 AON방식을 선택하느냐, PON방식을 적 

용 하느냐에 따라 소요 전송용량이 달라진다. 세대당 약 20 Mbps-1.2 Gbps의 광 

대역 전송용량이 소요되는 BcN의 가장 중요한 광대역화 대상구간이다. 더구나 

앞으로 멀티미디어 기기의 사용에 대비하여 IEEE 1394기준에서 정한 홈랜(home 

LAN)방식으로 구축한다면 800 Mbps~3.2 Gbps가 소요될 것이다. 다만 단독주택 

의 경우에는 제3계위는 없고 제4계위는 홈 액세스망(HAN)으로 구성된다. 

47

IV. BcN형 홈 네트워크를 위한 전송매체 및 광전변환시스템 

4.1 전송매체별 전송용량 분석. 

가입자 액세스망이나 홈 네트워크에서 여러가지의 다양한 장비와 전송매체들 

이 연결되고 있다. 이들 종단시스템들은 통신링크로 연결되고 이 링크들은 서로 

다른 물리적인 매체(physical media)-구리선, 동축 케이블, 광 케이블, 라디오 스 

펙트럼-로 구성되어 있다. 어떠한 통신채널이나 통신매체도 매체의 종류에 관련 

된 정해진 대역폭을 가지고 있다. 대역폭은 일반적으로 bps로 나타내고 이를 링 

크의 전송율 또는 전송속도라고 한다. 

4.1.1. UTP와 STP 

꼬임페어 동선(twisted pair cable)은 도체인 동선의 주변을 폴리에칠렌으로 절 

연한 간단한 케이블이다. 낮은 가격으로 취급이 쉽기 때문에 LAN의 전송매체로 

서 널리 사용되고 있다. 그러나 전송속도는 수 10 Mbps이하로 고속의 데이터 전 

송에는 사용할 수 없다. 이 케이블에는 비차폐 전선(Unshielded Twisted Pairs: 

UTP)과 차폐된 전선(Shielded Twisted Pairs: STP)이 있다. 

UTP케이블은 빌딩내의 컴퓨터 네트워크, 즉 LAN에 가장 많이 이용되는 매체 

이다. 기본적으로 꼬임페어 동선은 전송속도에 따라 거리제한이 따르는데 보통 1 

Mbps에서 100m의 거리제한이 있으며 누화(crosstalk)를 제거하는 추가회로를 

사용하면 약 10 Mbps의 속도까지 100m의 거리를 지원할 수 있다. 그러나 이 케 

이블을 이용하는 LAN의 데이터전송율은 10 Mbps에서 100 Mbps까지 가능하며, 

두가지의 UTP가 LAN에서 공통적으로 이용된다. Category-3은 사무빌딩 등에서 

흔히 사용되고 있는 음성등급 케이블이며 10 Mbps 이더넷용으로 사용할 수 있다. 

더 많은 꼬임과 우수한 절연성을 가진 Category-5는 더 높은 전송속도를 갖 

고 있어 100 Mbps 이더넷에 이용되고 있다. 이것이 고속 이더넷(fast Ethernet) 

기술이며 이 기술은 IEEE 802.3의 10 BaseT 이더넷회선이나 MAC방식, 프레임 

포멧(frame format) 등을 그대로 유지하면서 처리속도를 높이기 위한 것이다. 고 

속 이더넷에서 어려운 점은 100m의 UTP케이블에서 어떻게 100 Mbps의 속도를 

확보할 수 있는가에 있으며 100 Base 4T, 100 Base X의 두 가지 표준이 있다. 

100 Mbps의 고속에서는 UTP케이블상에서 고속의 클럭을 처리할 수 없으므 

로 맨체스터(Manchester encoding)와 같은 부호화 기법을 사용할 수 없어 수신 

측에서 동기를 유지할 수 있도록 각 부호화된 신호에 충분한 천이를 보장하는 비 

트 부호화방식(bit stuffing)을 사용한다. 100 Base 4T 방식에서는 음성급의 

Category-3의 UTP케이블을 사용하는데 100 Mbps의 속도를 확보하기 위하여 4 

48

페어의 회선을 이용한다. 모든 전송은 반 이중전송방식(half duplex)으로 이루어 

지고 4 페어중 2 페어에서만 각각 한 방향으로 전송이 수행되고 송신중인 DTE 

의 수신용 페어에서 신호가 검출되면 충돌이 발생한 것으로 간주한다. 나머지 2 

페어에서는 양방향으로 전송이 수행되므로 각 방향의 전송은 3 페어에 의해 수행 

된다. 결과적으로 각 페어는 33.33 Mbps의 속도로 데이터를 처리한다. 

또한 100 Base X 방식에서는 고품질의 Category-5의 STP케이블을 사용한다. 

100 Base X에서는 4B5B Encoding방식을 사용하고 있는데 이것은 4개의 데이터 

비트가 5 비트의 신호로 부호화되며 클록동기를 위하여 각 5 비트 신호에 최소 2 

비트의 신호변화가 유지되도록 부호화된다[27]. 그리고 기가비트 이더넷은 다수 

의 10 Mbps 및 100 Mbps 이더넷들을 서로 연결해주는 백본으로 사용되는데 

Category-5의 UTP케이블을 사용할 수 도 있다[21]. 

4.1.2 동축케이블(Coaxial Cable) 

동축케이블은 원통모양의 케이블 구조로서 동선의 중심도체를 폴리에칠렌의 

절연체로 감싸고 그 위를 금속 실드(shield)로 씌운 것이다. 그리고 외부를 폴리 

염화비닐로 감싼 구조로 되어 있어 외부로부터의 전기적인 잡음에 강하다. 

그러나 동축케이블의 최대 감쇠량(Am)은 식(4.1)과 같이 주파수가 높아지면 

증가한다.[28] 여기에서 f (MHz)는 주파수이며 K1과 K2는 상수로서, 5C-FB 동축 

케이블(예)에서는 K1 = 6.7 K2 = 0.046 이다. 

Am = K1√f + K2 f (dB/km) (4. 1) 

이러한 구조와 특수 절연 및 차폐를 갖는 동축케이블은 꼬임페어 동선보다 높 

은 비트율을 가질 수 있으며 동축케이블은 베이스밴드(baseband mode) 동축케이 

블과 브로드밴드(broadband mode) 동축케이블의 두가지 종류가 있다. 

베이스밴드 동축케이블은 50옴 케이블이라고도 하며 약 1 센티미터의 두께이 

며, 가볍고 쉽게 구부러지며 LAN용으로 흔히 사용된다. 베이스밴드 모드에서는 

비트 스트림이 직접 케이블로 보내지고, 그 신호가 다른 주파수 대역으로 이동되 

지 않는다. 즉 이용 가능한 모든 대역폭을 10 Mbps 또는 그 이상의 단일고속비 

트 전송율의 채널에 사용한다[29]. 

브로드밴드 동축케이블은 75옴 케이블이라고도 하는데 베이스밴드 케이블에 

비해 약간 더 두껍고 무거우며 뻣뻣하다. 브로드밴드 케이블은 CATV 시스템에 

흔히 사용되며, 이 시스템은 댁내 사용자들에게 인테넷과 접속하여 1 Mbps 이상 

의 전송속도를 제공하도록 케이블 모뎀과 연결된다. 브로드밴드 모드에서는 이용 

가능한 대역폭을 한 케이블내의 다수의 서브채널을 수용하기 위해 분할한다. 즉 

49

이 모드에서는 다중전송채널들을 FDM방식에 의하여 분배한다. 

유선 LAN중 CSMA/CD 버스방식에 동축케이블이 사용된다. 10 Base 2(10 

Mbps/최대 200m거리)방식에 지름 0.25인치인 thin wire 동축케이블이, 10 Base 

5(10 Mbps/최대 500m 거리)방식에는 지름이 0.5인치인 thick wire 동축케이블이 

사용된다[29]. 이들 케이블은 꼬임페어동선보다 더 높은 주파수 영역(100 Khz- 

500 Mhz)의 신호를 운반한다[19]. Thin wire와 thick wire 동축케이블의 경우 중 

요한 차이점은 송수신기(transceiver)의 위치이다. Thick wire에서는 케이블 탭 

(integrated tap and transceiver unit)에 위치하며 thin wire의 경우는 DTE내에 

들어 있다. 

그러나 동축케이블의 경우 주파수에 따라 손실이 크게 증가하므로 전송용량에 

한계가 있다. 주로 옥내선으로 사용되는 편조동축케이블(5C-2V)의 감쇠특성은 

표5.1에서 보여주는 바와같이 70 MHz의 주파수 대역에서는 손실이 72dB/Km이 

나, 300 MHz대역에서는 156dB/Km, 770 MHz대역으로 올라가면 290dB/Km로 

증가 되므로서 방송채널수가 증가되면 짧은거리 에서도 중계기 없이는 사용이 어 

렵게 된다[28]. 동축케이블은 여러종류의 신호들을 사용할 수 있지만 전형적으로 

몇백미터 이내에서 수10Mbps의 전송용량에 가장 적당하다[21][27][29]. 

종별 

표4.1 CATV용 동축케이블(옥내용)의 감쇠특성(예) 

주파수(Mhz)별 표준감쇠량(dB/Km) 

70 90 220 250 300 450 770 1300 

5C-2V 72 84 130 140 156 199 290 - 

3C-2V 98 118 195 - - - 365 - 

4.1.3 유리광섬유(Glass Optical Fiber) 

유리광섬유 케이블에는 굴절율분포에 따라 계단형(step-index profile fiber)과 

언덕형(graded-index profile fiber)의 두가지가 있다. 계단형 광섬유는 굴절률이 

n 1인 중심코어(core)와 이를 둘러싸고 있는 굴절률이 n 2인 클레딩(cladding)으로 

이루어져 있다. 효과적인 전송을 위해 코어와 클레딩에서 되도록 손실이 없어야 

하며, 광선이 전적으로 코어내 에서만 진행하여야 한다. 

그러나 실제로는 얼마간의 광은 소멸파동의 형태로 클레딩에서 진행하게 되는 

데 비 흡수성의 클레딩 이라면 이 광은 손실이 되지 않고 광섬유를 따라 진행한 

다. 광섬유에서 클레딩을 하는 것은 코어를 보호하여 광섬유가 쉽게 구부러지고 

쉽게 긁혀지지 않도록 하기 위한 것이다. 즉 클레딩을 사용하여 코어의 오염방지 

50

와 물리적 안전성을 유지시킨다. 

계단형 광섬유에는 3가지의 형태가 있는데 약간 낮은 굴절률을 갖는 유리에 

의해 클레딩되는 GOF(Glass Optical Fiber), 플라스틱으로 클레딩되는 PCF 

(Polymer Cladded Fiber) 그리고 종류가 다른 플라스틱으로 클레딩되는 POF 

(Plastic Optical Fiber)이다. 일반적으로 굴절률 차는 GOF가 제일 작으며, PCS는 

조금 크고 POF가 가장 크다[30]. 

언덕형 광섬유(GRIN)는 코어의 굴절률이 광섬유의 횡방향 축을 따라 변하는 

구조이다. 광선은 발진 형태로 진행하여 변화되는 굴절률은 광선이 광섬유를 향하 

도록 방향을 계속 변경시켜 광섬유축을 향해 되돌아오게 한다. 즉 광선축을 지나 

는 광선은 매번 낮은 굴절률 영역으로 들어갈 때마다 경계면에 부딪혀서 더욱 광 

선축을 향해서 휘어진다. 또한 축으로부터 멀리 떨어진 경계면에서 광선은 임계각 

을 넘어설 때 전반사를 하므로 광섬유축을 향해 되돌아 온다. 이러한 방식으로 광 

섬유에 갖힌 광선은 광섬유속을 왕복 진동하면서 진행한다 

다음에는 광섬유 내에서 빛이 전파되는 모드에 따라 단일모드형(Single Mode 

Fiber: SMF)와 다중모드형(Multi Mode Fiber: MMF)이 있다. 

SMF에서는 코어의 직경이 워낙 작기 때문에 입사된 빛은 한 개의 모드만 전 

송되며 입사각이 서로 달라서 생기는 도달시간차와 같은 문제는 있을 수 없다. 

MMF는 위에서 설명한 계단형과 언덕형이 있으며 여러 각도로 입사된 빛이 다중 

모드를 형성하여 전송된다. 장거리 통신망 및 시내 엑세스망에는 MMF와 SMF가 

주로 사용되며 초광대역 전송에는 SMF가 사용되는데 이들 케이블의 특성을 비교 

하면 표4.2와 같다[30]. 

표4.2 MMF와 SMF의 특성비교 

구 분 MMF SMF 

코어 재료 

클래드 

코어 직경 

클래드 직경 

전송손실 

전송파장 

광전모듈비용 

접속용이도 

석영 

석영 

62.5,50㎛ 

125㎛ 

< 3.5 ㏈/㎞ 

850,1310㎚ 

약간 비쌈 

어려움 

51 

석영 

석영 

< 10㎛ 

125㎛ 

< 0.5 ㏈/㎞ 

1310,1550㎚ 

아주 비쌈 

매우 어려움 

그러나 기존의 MMF나 SMF 케이블은 코어가 유리 광섬유로 되어 있어 마음

대로 구부릴 수가 없고 코어가 너무 가늘어 접합 작업이 매우 곤란하여 건물내부 

에 시공하기가 곤란할 뿐만 아니라 시공비가 과다한 문제점을 가지고 있었다 

광섬유를 구부리면 감쇠가 일어나는데 거시적인(macroscopic)것과 미시적인 

(microscopic)것 두 가지가 있다. 거시적인 것은 큰 구부림으로 광섬유를 스풀에 

감거나 모퉁이에 돌려진 광섬유를 당길 경우에 일어나는 의도적 손실에 해당된다. 

실제 예로서 125µm직경의 광섬유를 25mm 정도의 곡률반경으로 구부릴 때에 

는 거의 손실이 발생하지 않는다. 일반적으로 이 보다 작은 반경으로 구부리지 않 

는 한 부러지지는 않지만 구부림에서 일어나는 나쁜 영향은 손실만이 아니고 광 

섬유의 강도를 약화시킨다. 이로 인하여 광섬유 표면에 미세한 흠집이 생기면 강 

도가 떨어지는데 더구나 광섬유가 압력이나 습기 등을 받으면 이들 흠집이 커져 

열화된다. 따라서 구부림으로 인한 압력은 광섬유의 조기 열화를 일으킨다[30] 

이러한 광케이블의 굴곡기준에 관하여는 미국 전기통신산업협회(TIA)에서 정 

한 홈 네트워크의 통신케이블링 규정(residential telecommunications cabling 

standard)이 있다. GOF의 최소굴곡반경(minimum bending radius)은 무부하조건 

에서 1인치이고, 222N의 최소인장부하에서는 2인치이다. 또한 정지피로 장애율 

(static fatigue failure probability in bending)이 1.5인치의 굴곡반경에서 6.7× 

10 -5 이고, 0.5인치인 경우에는 22×10 -5 으로 높아지고 있다[31]. 

㈜.미국전기통신산업협회(TIA)는 미국 전기통신장비 및 서비스 제공산업의 발 

전을 도모하고 전기통신장비분야의 미국표준을 개발하는 한편 세계 각국간 통신 

협상에서 민간업체의 대변자 역할을 담당하고자 1998년에 설립되었다. 주요대상 

은 이동 및 개인이동통신의 무선 인터페이스, 네트워크 정합, 프라이버시 및 보안, 

팩시밀리 시스템, 데이터 전송장치, 라디오장비, 전화 사용자장치, 위성통신장비, 

마이크로웨이브 통신기술 등이다. 

4.2 BcN형 홈 네트워크를 위한 전송매체 

4.2.1 플라스틱 광섬유(POF)의 선정 

GOF의 굴곡특성상의 문제점을 해결하기 위하여 POF(Plastic Optical Fiber 또 

는 Polymer Optical Fiber)가 개발되었다. 이 케이블은 유연성이 뛰어나서 2mm 

정도의 작은 굴곡반경에서도 손실이 발생하지 않아서[2] 배관특성이 우수하며 케 

이블의 절단도 용이하다. 따라서 케이블의 커플링(coupling)이나 스프라이싱 

(splicing)이 용이하고 광섬유의 종단처리와 컨넥타의 부착도 간단하다. 

결과적으로 설치가 용이하여 GI-POF에 의한 네트워크 구축비용은 GOF에 의 

한 비용과 비교했을 때 공사비를 포함한 전체 구축비용의 1/2정도로 나타나서 경 

제성 있는 설치공사(cost-effective installation)의 이점을 가지고 있다[32]. 또한 

52

EMI(ElectroMagnetic Interference)특성과 누화특성의 장점도 빼 놓을 수 없다. 

POF는 광케이블 이론상 SI-POF(Step-Index POF)와 GI-POF(Graded-Index 

POF)로 구분할 수 있다. 

첫번째 SI-POF는 코어부의 굴절률이 높고 클래드부의 굴절률은 낮아서 굴절 

률의 불연속계면상에서 빛이 전반사하면서 진행하는 광케이블로서 주로 저속도, 

저용량의 단거리 전송, 조명 및 Image Guide에 응용된다. 

두번째 GI-POF는 코어부의 굴절률이 중심축에서 외부방향으로 가우스 분포 

(Gausssian distribution)를 가지면서 낮아지는 구조이고, 광축에 모든 입사광의 

모드들이 교차하면서 진행하는 특성을 가진 광케이블로서 주로 전송대역폭이 넓 

고 대용량 고속전송에 적합하여 응용분야가 다양하다. 

한편 코어재료를 기준으로 구분하면 PMMA계 POF와 PF계 POF의 2종류가 

있다. 

PMMA-POF는 코어재료를 PMMA(polymethyl methacrylate)를 사용하고 있 

으며 코어 직경은 980㎛이고 클래드 직경은 1,000㎛이다. 그리고 코어 굴절율 

(refractive index)은 1.492이고 클래드 굴절율은 1.416이다. 이 케이블은 

Mutsubishi Rayon, Asahi Chemical, Toray, Fuji Film 등에 의하여 개발 생산 되 

고 있으며, PMMA POF의 구조는 그림4.1과 같다[33]. 

그림4.1 PMMA-POF의 구조 

그리고 PF-POF는 코어재료로 불소수지(perfluorinated optical polymer 

+dopand)를, 클래딩재료로는 역시 불소수지(perfluorinated optical polymer)를 

사용하고 있다. 그리고 코어 직경은 120㎛이고 클래드 직경은 500㎛인 광 케이 

블로서 그 구조는 그림4.2와 같다. 

PF GI-POF는 일본 게이오 대학의 고이께(Yasuhiro Koike)교수에 의해 발명 

되어 일본의 Asahi Glass Co. Ltd, 미국의 Chromis Fiberoptics 그리고 프랑스의 

Nexans에서 개발 생산되고 있다. 

53

D 

Reinforcement layer 

Core material: Doped PF BE Polymer 

Cladding material: PF BVE Polymer 

Core diameter(d): 120㎛ Cladding outer diameter: 160-200㎛ 

Reinforcement outer diameter(D): 500㎛ 

그림4.2 PF GI-POF의 구조 

이들 케이블들은 코어직경이 GOF에 비하여 대단히 크기 때문에 케이블 접속 

이 매우 용이하며 광전모듈비용도 상당히 저렴하다. PMMA-POF와 PF-POF의 

제반특성을 비교하면 표4.3과 같다[34]. 

표4.3 PMMA-POF와 PF-POF의 특성비교 

구 분 PMMA-POF PF-POF 

코어 재료 

클래드 

코어 직경 

클래드 직경 

전송손실 

전송파장 

접속용이도 

광전모듈비용 

4.2.2 POF의 대역폭특성 

clad 

core 

PMMA 

PMMA 

980㎛ 

1,000㎛ 

< 220 ㏈/㎞ 

650㎚ 

매우 쉬움 

아주 저렴 

54 

Index 

Perfluorinate 

PMMA 

120㎛ 

500㎛ 

< 40 ㏈/㎞ 

850㎚ 

쉬움 

약간 비쌈 

PF Polymer의 재질분산(material dispersion)특성은 단파장대(~850nm)에서는 

유리광섬유보다 적은데 이것은 PF GI-POF의 잠재대역폭이 MM-GOF보다 크다 

는 것을 의미한다. 이 POF를 사용하여 10 Gbps 이상의 전송속도를 실현하게 되 

d 

Graded Index profile

었으며, 굴절율분포(refractive index profile)는 식(4.2)와 같이 전력법칙의 공식 

(power law form)으로 나타낼 수 있다[30][43][44]. 

___ r 

n(r)=n1 1-2Δ 

a 

0 ≤ r ≤ a (4. 2) 

Δ = 

n1 2 -n2 2 

2n1 2 

g 1/2 

여기에서 n1은 코어중심의 굴절율, n2는 크래딩의 굴절율, r은 코어중심으로부 

터 거리, a는 코어반경, Δ는 상대굴절율차이(relative refractive index difference), 

g는 굴절율지수(index exponent)이다. 

PF GI-POF의 굴절율지수는 850nm에서 2.1이고 이 최적의 굴절율지수로 인 

하여 재질분산값이 적기 때문에 MM-GOF보다 광대역 특성을 갖는다. 실용시험 

에서 이 POF는 0.65㎛ 파장에서 MM-GOF보다 훨씬 좁은 펄스폭을 보여주었고, 

100m 거리에 10 Gbps의 데이타전송에 성공하였다.[44] 

그림4.3에서 보면 PF 폴리머(fluorinated polymer)의 손실이 이론적으로는 

SM GOF의 손실값에 접근하고 있다. 그러나 실용적으로는 이론적인 손실값에 도 

달하는 것은 어렵다[33]. 최근에 발표된 PF GI-POF의 실용적인 손실특성을 보 

면 그림4.4와 같다[55]. 

그림4.3 GOF와 PF-POF의 이론적손실 비교 

55

그림4.4 PF GI-POF의 실용적인 손실특성 

일반적으로 PF-POF는 800~1300nm의 파장대에서 10~50dB/Km의 손실특성 

을 가지고 있으며 전송용량(bandwidth-length products)은 5GHz·Km라고 알려져 

있다. 

실제 성능확인시험에 의하면 100m까지 11 Gbps의 초고속 전송이 가능하고, 

550m까지는 2.5 Gbps, 990m까지는 1.23 Gbps의 고속전송에 성공한 것으로 발 

표되었다[1]. 지금까지 POF시스템에서 최고전송속도인 100m까지 11Gbps의 속 

도는 Lucent Technologies에 의해 수행 되었다[33]. 

이때 광원은 1300nm Fabry-Perot LD를 사용하였고 그림4.5에서 보는 바와 

같이 SM-GOF를 LD에 연결하고 렌즈를 이용 하므로서 1mW의 전력을 결합 할 

수 있었다. 사용된 GI-POF의 코어는 130nm, 클레딩은 300nm에서 33dB/Km로 

측정되었으며 수신장치로는 62.5nm MM-GOF의 피그테일로된 PIN PD를 사용 

하였다. 그리고 POF와 수신기의 GOF사이에 4.8 dB의 손실을 갖는 렌즈를 사용 

하였다.[45] 

그림4.5 최고전송속도를 실현한 POF시스템 구성 

56

그러나 또다른 실용시험결과를 보면 850nm파장에서 광원을 pigtailed LED를 

사용한 경우 40dB/Km이하로 확인되고 100m까지 5GHz의 대역폭으로 전송이 가 

능하다고 발표되었다[45]. 

한국에서는 2003년부터 LG전선에서 PF GI-POF를 생산하고 있으며 원자재 

(CYTOP)를 일본 아사히그라스로부터 공급 받고 있다. 이 CYTOP제품은 저손실 

특성의 POF인데 초기에 50dB/km에서 30dB/km로 감소시켰고 현재 1300nm 파 

장에서 15dB/km까지 감소시켰다고 발표하였다[33]. 따라서 LAN의 수평계 배선 

용으로 장점을 가지고 있으며 200m이하의 단거리구간에서 확실한 미디어이며 브 

로드밴드 홈 네트워크 구축시 홈 내부망(HIN)은 물론 건물 내부망(BIN)에도 적합 

한 전송매체이다. 

한편 PMMA SI-POF는 그림4.6에서 나타내고 있는 것처럼 520nm, 570nm와 

650nm의 3개 파장에서 최소손실특성을 가지고 있다. 

이들 파장대에서 송신부에는 LED를 사용 할 수 있고 LD도 사용 가능하며 만 

약 650nm파장에서 LED를 사용한다면 손실은 130 dB/Km이상으로 높아진다 

[33]. PMMA-POF는 높은 손실 때문에 사용거리가 제한되고 있는데 이 광섬유의 

이론적 손실한계(theoretical attenuation)는 650nm에서 108dB/Km로 발표되었으 

나[1], 실질적인 손실은 180~220dB/Km로 나타나고 있다[46]. 

이러한 손실특성으로 보아 PMMA-POF는 건물 내부망(BIN)보다는 홈 내부망 

(HIN)에 사용할 수 있는 충분한 전송속도를 갖추고 있다. 우리나라에서는 SKC, 

옵티미디어, 누비텍 등 수개의 회사에서 개발 생산하고 있다. 

그림4.6 PMMA SI-POF의 손실특성 

57

4.2.3 POF의 굴곡특성 

POF의 굴곡특성(bending radius)은 대단히 양호하여 0.125nm 직경의 광섬유 

의 경우 손실없이 2mm까지 구부릴 수 있으며 실제 배선 시공에서 얻은 실증결과 

는 굴곡에 강한 동선케이블(UTP)수준의 취급편의성이 입증되었다[32]. 최근 

Nexans에서 개발한 Simplex PF GI-POF 케이블의 강도(tensile performance)는 

최대 300N이고, 굴곡반경은 단기간에는 10mm, 장기간에는 30mm로 발표하고 

있다[45]. 

일본 게이오 대학에서는 GI POF의 대역폭과 손실이 굴곡영향(bending effect) 

을 얼마나 받는가에 대하여 처음으로 발표하였다[43]. 

GI POF에서 10mm정도의 작은 굴곡은 작은 대역폭의 변화를 가져왔고 코어 

직경이 작을수록 굴곡손실도 작게 나타났으며, 굴곡손실은 특히 NA(Numerical 

Aperture)와 코어직경에 큰 영향을 받고 있는 것으로 확인 되었다[43]. 즉 NA값 

이 작을때는 대역폭의 변화를 억제하는 것처럼 보이기는 하나 상당한 굴곡손실을 

유발하고 있었다. 코어직경이 작고 NA값이 클 때 굴곡손실이 적게 발생한다. 

앞으로 기가비트 성능의 신뢰성있는 고속 광 링크에 POF를 이용하기 위하여 

는 최적의 NA와 코어직경을 연구할 필요가 있다. 링크전력 패널티(link power 

penalty)를 고려할 때 500㎛ 코어직경의 GI POF에서 요구되는 NA는 약 0.25이 

고 굴절율지수(index exponent)는 1.9~2.9가 되어야 한다[43]. 

GI POF의 NA와 코어직경은 광섬유 굴곡과 함께 링크성능에 큰 영향을 주고 

있으며 링크전력예산(link power budget)의 관점에서 굴곡손실은 바로 대역폭 감 

소를 가져오고 있다. 

4.2.4 POF의 결합효율 

광섬유의 광학적 성능은 감쇠(attenuation), 펄스퍼짐(pulse dispersion), 그리 

고 개구수(numerical aperture)에 의해 결정된다. 한계 파워를 갖는 시스템에서 

광섬유의 감쇠는 펄스퍼짐보다 중요하며 직접적으로 광원 결합효율에 관계되는 

광섬유의 NA는 아주 중요하다. 장거리 고속 데이터 전송에서는 펄스퍼짐이 주요 

관심사이며 손실은 부차적인 문제가 된다. 여기에서 광섬유의 결합효율과 용도에 

대하여 살펴본다. 

첫번째 MMF에서 SI형과 GI형 광섬유를 비교하여 보면 GI형 광섬유는 SI형 

광섬유보다 고속의 정보전송을 할 수 있다. 이 두 섬유의 손실은 같지만 광원과의 

결합효율은 SI형 광섬유가 더 높으나 GI형 광섬유는 낮은 펄스 찌그러짐에 적합 

하게 설계되어 있어 장거리, 고속 전송분야에 적합하다. 

두번째 MMF와 SMF를 비교하면 MMF는 SMF보다 크기가 크고 다루기도 쉽 

58

다. 그러나 SMF는 모드간 퍼짐이 없어 대량의 정보용량을 갖기 때문에 장거리와 

대량의 정보용량 전송에 유리하다. 

셋째 광섬유의 재료를 기준으로 보면 GOF는 최저손실을 가지므로 장거리용으 

로, PCS는 손실이 세 종류중 중간에 속하지만 GOF의 경우보다 개구수가 커서 결 

합효율이 좋아서 중거리 전송에 쓰인다. POF는 손실이 크지만 코어와 개구수가 

커서 단거리 전송에 효과적이다 

광 시스템의 중요한 특성의 하나는 넓은 범위의 각으로 입사한 광을 모을 수 

있는 능력이다. 일반적으로 광 수신기는 렌즈와 광 검출기로 구성되며, 렌즈가 검 

출기 표면보다 훨씬 크면 검출기가 직접 광선을 수집하는 것보다 많은 광선을 검 

출기에 모아줄 수 있다. 개구수(NA)는 식(4.3)과 같이 정의된다[30]. 

NA = n0sinθ (4. 3) 

여기서 n0은 렌즈와 광 검출기 사이의 물질이 갖는 굴절률이고 θ는 최대 허용 

수광각(maximum acceptance angle)이다. 개구수의 측정은 보통 광섬유 앞에 공 

기가 있는 것으로 하여 n0=1이 되어 식(4.4)와 같이 된다. 

NA = sinθ (4. 4) 

낮은 NA는 허용수광각이 작다는 것을 나타내고, 광섬유와의 결합은 더 어렵고 

기계적 배열이 더 민감하다. 높은 NA의 광섬유보다 결합효율이 떨어지는데 이것 

은 입사광선의 일부가 허용수광각 밖에 존재하기 때문이다. 이 경우에 광선의 퍼 

짐을 줄이기 위해 렌즈를 사용하면 결합효율을 향상시킬 수 있다. 

보통의 장거리용 광섬유는 대략 0.1에서 0.3정도의 NA를 갖도록 설계되며 낮 

은 NA는 결합효율을 떨어뜨리나 광섬유의 대역폭을 향상시킨다. POF는 높은 전 

파손실을 부분적으로 상쇄할 목적으로 GOF보다 높은 0.4~0.5 정도의 개구수로 

설계하여 결합효율을 증가시킨다[30]. 

4.3 전광 및 광전변환시스템 분석 

4.3.1 전광변환기술(Electrical-Optical Conversion) 

BcN형 홈 네트워킹을 하기 위하여는 전송매체와 함께 전광변환 및 광전변환 

기술이 개발되어야 한다. 반송파원은 정보를 전송하는 파를 발생하는데 이 파를 

반송파라고 한다. 라디오 주파수 통신시스템에서 반송파는 전자 발진기에 의해 만 

들어진다. FTTH를 기반으로 하는 홈 네트워크 시스템에서 가장 일반적인 광원은 

59

레이저 다이오드(LD)와 발광 다이오드(LED)이며 이 두가지 장치들을 광 발진기 

라고 한다. LD와 LED는 작고 경량이며 적은 양의 전력만을 소비하고, 비교적 변 

조시키기도 쉽고 광의 복사에 정보를 실기가 용이하다. 

발광 다이오드는 순방향 바이어스가 걸렸을 때 빛을 발하는 pn 접합 반도체이 

며 소자로서 GaInP, AlGaAs, InGaAs, InGaAsP 등이 사용되고 있다. 그리고 이 

소자들의 구성원자의 비율을 조정하면 광원의 동작파장을 결정할 수 있으며 금지 

대 에너지폭(bandgap energy)을 바꾸면 동작파장을 변화시킬 수 있다. 예를 들어 

적색 발광재료인 GaInP는 0.64–0.68 µm 파장대에서 상대적으로 최소손실을 갖는 

POF를 운용할 수 있다. 발광 반도체의 종류별 사용파장대를 보면 표4.4와 같다 

[30]. 

표4.4 발광반도체의 사용파장대 

재료 파장범위(µm) 금지대역에너지(eV) 

GaInP 

GaAs 

AlGaAs 

InGaAs 

InGaAsP 

0.64 – 0.68 

0.9 

0.8 - 0.9 

1.0 – 1.3 

0.9 – 1.7 

60 

1.82 – 1.94 

1.4 

1.4 – 1.55 

0.95 – 1.24 

0.73 – 1.35 

LD와 LED는 매우 유사한 구성을 갖고 있는데, LED는 광 스펙트럼 영역은 다 

르지만 MM SI-GOF나 MM GI-GOF에 효과적으로 사용할 수 있다. SI GOF에서는 

모드가 찌그러짐이 우세하므로 LED의 스펙트럼폭으로 인한 재료분산(material 

dispersion)은 무시되므로 LD를 써서 재료분산을 줄이려는 것은 적절하지 않다. 

보통 MM SI-GOF는 LED광원을 선택하여 제1전송영역인 0.8–0.9µm을 사용 

하고 있는데 이 영역에서 부품가격들이 싸기 때문이다. 반면에 제1전송영역에서 

복사하는 LED의 경우 재료분산이 모드간 찌그러짐보다 큰 펄스퍼짐을 일으키므 

로 GI-GOF링크에는 최적이 아니다. 

그러나 LED 광원이라 하더라도 1.3µm부근의 제2전송영역에서는 재료분산이 

최소가 되므로 장파장에서 동작하는 LD와 GI-GOF를 결합하여 상당히 긴 거리의 

고속 데이터 전송시스템을 만들 수 있다. 발광 다이오드(LED)와 레이저 다이오드 

(LD)의 일반적인 특성을 종합하면 표4.5와 같다[30]. 

이중에서 많이 사용되고 있는 분포귀환 레이저 다이오드(DFB-LD)는 출력특 

성이 분포귀환 이다. DFB-LD(Distributed Feedback-Laser Diode)는 활성영역 

위를 에칭(etching)하여 층을 주름지게 만든 것으로 이 주름은 광의 파장에 따라 

선택적으로 반사시키는 광 회절격자(grating)를 형성한다.

스펙트럼 폭(nm) 

상승시간(ns) 

변조대역(MHz) 

결합효율 

적용광섬유 

온도감도 

회로구성 

수명(hours) 

비용 

주 용도 

표4.5 LED와 LD의 특성비교 

특 성 LED Laser Diode 

20-100 

2-250 

< 300 

Very low 

MM-SI/MM-GI 

Low 

Simple 

10 5 

Low 

Moderate paths 

Moderate data rates 

61 

1-5 

0.1-1 

2000 

Moderate 

MM-GI/SMF 

High 

Complex 

10 4 

-10 5 

High 

Long paths 

High data rates 

그리고 레이저 다이오드의 가장 새로운 형태는 종방향 공진 표면방출 레이저 

(Vertical Cavity Surface Emitting Laser: VCSEL)로서 이 다이오드에서는 레이 

저가 측면이 아니라 표면을 통하여 발산된다. 왕복 진행하는 공동(cavity)의 종방 

향 모드 중 오직 한 개만을 허용하는 분포된 필터(distributed filter)로 동작한다. 

격자와 반사경으로 이루어진 공동은 각각 그들이 지지하는 일련의 공진주파수를 

갖고 있지만 그들의 공통된 파장은 오직 한 개이다. 

VCSEL은 결합효율을 향상시키는 구조로 되어 있어 LD를 직접 2차원 배열로 

구성할 수 있으며, 그와 같은 배열은 광섬유 네트워크 연결에 유용하다. 그리고 

가시광선 영역에서 동작하는 VCSEL은 POF 시스템을 위한 좋은 광원으로 권장 

되고 있다. 최근에는 플라스틱 몰딩기술을 적용하여 POF 또는 PCS에 맞는 

VCSEL을 사용한 송신기를 개발하여 500 Mbps의 전송속도를 실현하였다[36]. 

한편 광 변조기의 광 출력전력은 입력전류의 형태를 갖고 있는 강도변조 

(intensity modulation: IM)를 하게 된다. LD는 일반적으로 큰 전류를 필요로 하 

는데 전형적인 LD는 75mA 임계치를 가지며, 이 임계치를 넘어 25mA 바이어스 

가 필요하기 때문에 필요한 총 직류전류는 100mA이다. 

아날로그 변조기들과는 달리 디지털 LED구동기는 직류 바이어스 전류를 공급 

할 필요가 없다. 디지털 회로에서는 LED를 단순히 ON-OFF하게 되므로, 높은 

ON/ OFF의 전력비를 발생시킬 수 있도록 오프상태에서는 LED의 방출이 낮아야 

한다. ON상태에서는 구동전류가 입력신호의 크기에 무관한 것이 바람직하며 출력 

전력은 연속적인 입력신호가 다소 변하더라도 모든 펄스에 대해 동일하여야 한다.

4.3.2 광원과의 결합효율 

홈 네트워크시스템에서 OLT, CTS, 그리고 홈 게이트웨이(HGW)에는 전광 

변환을 위하여 광원(light source)을 사용하게 된다. 이때 광원과 광섬유간에 

결합이 얼마나 완전하게 이루어졌는가를 나타내는 결합효율(coupling efficiency) 

을 식(4.5)와 같이 정의하고 있다[30]. 

n = 

Pf 

Ps 

62 

(4.5) 

여기서 Pf 는 광섬유에 수신된 전력이고, Ps 는 광원에 의해 발산되는 전력이다. 

결합손실을 데시벨(DB)로 표현하면 L=-10 log n 이다. 이 결합손실은 여러가지 

메커니즘에 의하여 발생하는데, 중요한 원인으로는 반사손실, 면적불일치 손실, 

패킹분할 손실 그리고 NA 손실 등이 있다. 

첫번째, 공기간극이 발산표면과 광섬유간에 있다면 수직반사를 할 때 광전력 

이 그 경계에서 반사되어 손실이 발생한다. 일반적으로 공기에서 유리로의 경계 

손실은 0.2dB 이하로 계산하고 있으며 만약 광원을 광섬유와 직접 접합 시키거나 

정합액으로 간극을 채운다면 이 손실은 없다. 광섬유의 끝단면이 평탄하지 않으면 

표면으로부터 산란이 발생하므로, 스프라이싱할 때와 마찬가지로 준비하여 이러한 

산란을 제거하여야 한다. 

두번째, 광원면적이 광섬유의 코어면적보다 크면 전력의 일부분을 잃게 되어 

면적불일치 손실이 발생한다. 이 경우 결합효율의 감소는 광원면적에 대한 코어 

면적비(Ac/As)로 나타내며, 만약 광원면적이 코어면적보다 작다면 이 손실은 없다. 

세번째, 단일광원과 광섬유다발이 사용될 때 패킹분할손실(packing fraction)이 

발생한다. 단일광원과 많은 광섬유의 클레딩을 서로 맞닿게 묶는 경우 광섬유간의 

공간이나 클레딩에 부딪히는 광원의 광전력은 잃게 된다. 

이때의 결합손실을 패킹분할손실이라 하며 다발면적에 대한 총 코어면적으로 

나타내고 패킹분할의 대표적인 값은 0.4~0.75 이다. 이때에는 큰 광원은 보다 

많은 광을 방출하므로 큰 다발은 넓은 면적의 광원과 정합 시키므로서 보다 많은 

광을 광섬유다발에 결합 시킬 수 있어 면적불일치에 의하여 발생하는 손실을 

제거할 수 있다. 이처럼 광섬유다발을 이용하게 되면 광섬유 하나가 절단되어도 

전력은 낮아지나 수광은 중단되지 않는 장점을 가지고 있다. 

네번째, 도파로의 허용수광각보다 크게 입사 한 광선은 효율적으로 전송되지 

않는데 이때 생기는 손실을 NA 손실이라 한다. 광원이 광섬유와 결합될 때 이 

영향에 의한 손실은 매우 심각하다. 예를 들어 LED 와 LD 가 광을 발하는 각도

영역이 광섬유의 허용수광각보다 크다면 허용수광각 이내에 도달하는 광은 

광섬유 에 수광되지만 허용수광각 바깥부분의 광은 손실된다. 이 현상에 대한 

효율은 표면발광 LED 와 같은 광원과 SI 형 광섬유가 결합된 경우 효율은 

식(4.6)과 같이 나타낼 수 있으며, 대표적인 NA 의 값은 전 유리광섬유(GOF)가 

0.24 이고 전 플라스틱 광섬유(POF)가 0.48 이다 [30]. 

4.3.3 광전변환기술 

n = NA 2 (4.6) 

BcN형 홈 네트워크의 광전변환시스템에서 광파(optical wave)는 광 검출기 

(photo detecter)에 의해 전류로 변환된다. 광 검출기(PD)의 출력전류는 입사광의 

전력에 비례하며 정보는 광전력 변화에 포함되어 있으므로 그 출력전류는 이 정 

보를 포함하고 있다. 

광섬유 통신시스템에서 검출기로는 APD(Avalanche Photo Diode)나 PIN PD 

(Photo Diode with P-I-N semiconductor structure)를 주로 사용하는데, PIN 소 

자는 가격이 저렴하고 온도에 덜 민감하며 APD보다 낮은 역 바이어스 전압을 필 

요로 한다. 따라서 두 소자의 속도가 비슷할 때 대부분의 시스템에서 PIN PD를 

선호한다. 

PIN PD는 광섬유시스템에서 가장 일반적인 검출기이며, 이 다이오드에서는 넓 

은 진성 반도체층이 p와 n형 영역 사이에 위치하고 있다. 진성층은 자유전자가 

없고 저항이 높아 결과적으로 다이오드 전압의 대부분이 걸리므로 진성영역에서 

전계력은 강하다. 또한 진성층이 넓으므로 들어오는 광자를 흡수할 수 있는 확률 

이 p나 n 영역보다 크므로 PIN 광 다이오드는 pn 광 다이오드에 비해 높은 효율 

과 응답속도를 가진다. 

APD는 높은 전압을 가 하므로서 입력광에 의해 발생한 전자를 급격히 증배하 

기 때문에 감도가 높은 특성을 얻을 수 있다. 특히 손실이 문제가 되는 장거리 링 

크에서는 APD가 필요하며 APD 수신기는 PIN PD가 검출할 수 있는 전력의 9dB 

아래 값 까지도 검출할 수 있다. 그러나 10 Gbps이상의 초고속전송에서는 감도가 

둔해진다는 결점이 있다. 반면에 PIN PD는 소규모 시스템에 사용되어 왔지만 광 

섬유 앰프와 조합하여 초고속통신에도 사용하게 되었다[37]. 

한편 광섬유의 손실이 3dB/km인 경우 APD는 PIN PD보다 3km 더 긴 링크를 

구성할 수 있고, 광 출력을 높이기 위해 재생기가 필요할 때에도 APD 검출기를 

사용하면 재생기 간격을 3Km 더 연장시킬 수 있다. 많은 종류의 검출기가 이용 

되고 있는데 PIN PD와 APD의 특성을 표4.6에서 비교 하였다[30]. 

63

재 료 구 조 상승시간 

(ns) 

Si 

Ge 

InGaAs 

Si 

Ge 

InGaAs 

PIN 

PIN 

PIN 

APD 

APD 

APD 

표4.6 PIN PD와 APD의 특성비교 

0.5 

0.1 

0.3 

0.5 

1 

0.25 

파장(nm) 

300-1100 

500-1800 

900-1700 

400-1000 

1000-1600 

1000-1700 

64 

반응도 

(A/W) 

0.5 

0.7 

0.6 

75 

35 

12 

암전류 

(nA) 

1 

200 

10 

15 

700 

100 

이득 

1 

1 

1 

150 

50 

20 

이 표에서 보면 검출기에 사용되는 파장의 대표적인 값으로 800nm근처에서는 

실리콘이, 1300nm이나 1500nm근처에서는 Ge(게르마늄)와 InGaAs(인듐,갈륨,비 

소)이 적합하다. 

APD와 PD에 사용되는 재료로서는 Ge를 많이 사용하였으나 최근에는 InGaAs 

를 주로 이용하고 있다[37]. 이것은 게르마늄과 InGaAs 다이오드는 실리콘보다 

잡음이 많으나 제2전송영역에서 반응도가 양호하기 때문이다. 표4.7은 가장 보편 

적인 PIN 다이오드의 반응특성을 나타낸 것이다[30]. 

표4.7 PIN PD의 반응특성 

재 료 파장대역(µm) 최대응답파장(µm) 최대반응도(A/W) 

Si 

Ge 

InGaAs 

0.3-1.1 

0.5-1.8 

1.0-1.7 

0.8 

1.55 

1.7 

APD는 보통 PIN PD의 변형이고 사용되는 재료와 스펙트럼 범위는 같으며, 

내부이득은 PIN 소자이상으로 반응도를 증가시킨 것이다. APD는 PIN 다이오드보 

다 가용이득이 크고 훨씬 감도가 높아서 1nW 이하에서 수W까지의 광전력에 대 

해 뛰어난 선형성을 가진다. 그러나 1µW 이상의 큰 전력에 대해서는 보통 APD 

가 아닌 PIN 다이오드를 사용하여 대부분 응용분야에서 충분한 반응도와 상당히 

큰 신호 대 잡음비를 얻을 수 있다. 

0.5 

0.7 

1.1

V. BcN형 홈 네트워크 모델링 

5.1 POF를 이용한 데이터 및 비디오 전송 

POF를 사용하여 고속데이타 전송을 할 때 수신기(receiver)의 크기가 문제가 

되고 있는데, 1GHz 또는 3dB-주파수 특성 이상의 성능을 가질려면 PD는 직경이 

0.4mm 이하이어야 한다. 또한 1mm의 광섬유에 연결할 때는 광 렌즈(optics)가 

사용되지 않는다면 약 10dB의 손실이 발생한다는 것이 일반적이다[45]. 

PMMA-POF를 이용하여 고속 데이터전송을 성공적으로 수행한 최근실적 

(2004년)을 보면 SI-POF를 사용하고, 송신부에는 650mm DVD Laser를, 수신부 

에는 1GHz Silicon PIN Photodiode(0.33mm PD)를 사용하여 IEEE 1394b s800 

을 실현하였다[47]. 그리고 520nm파장에서 0.09dB/m의 손실을 갖는 PMMA- 

POF 케이블과 SQW구조의 GaN green LED를 사용하여 250 Mbps의 데이터전송 

속도로 100m의 거리에 전송하였다[48]. 

또한 SI-POF를 이용하여 대단히 짧은거리(2m)이긴 하지만 3.2 Gbps의 높은 

전송율로 데이터전송을 성공한 경우도 있다. 이때는 Most-PMMA-POF를 사용하 

고 송신부에는 Infineon 850mm VCSEL을, 수신부에는 전치증폭기를 이용한 

Small area GaAs-PIN Photo diode를 사용하였다[49]. 

한편 PF GI-POF를 이용하여 고속 데이터전송에 성공한 최근실적(2004년)을 

보면 Nexans에서 개발한 수동 광 접속기술과 가장 경제성있는 광원인 VCSEL을 

사용하여 850nm 파장에서 400m까지 Gbps 속도로 전송하는데 성공하였으며 

[45] 일본에서는 100m 거리에서 10 Gbps의 데이터전송에 성공하였다[44]. 

앞으로 IEEE 1394b를 기본으로 하는 홈 네트워킹의 인프라구조는 댁내에서 

멀티미디어 기기, 정보통신 및 컴퓨터를 위한 고성능의 백본이 필요한데, 이를 위 

하여 POF가 사용될 수 있다는 것이 확인되었다[50]. TV, 데이터 및 음성을 통합 

전송하는 TPS서비스에서 CATV전송은 중요한 어플리케이션이다. 그러나 지금은 

POF를 이용하여 CATV신호를 전송할 수 있게 하는 상업용 부품이 없는 실정이 

다. 더구나 아날로그 신호와 디지털 신호방식의 CATV가 상당기간 공존할 것이기 

때문에 광 전송시스템은 양 신호를 다 처리할 수 있어야 한다. 

이더넷과 같은 디지털 데이터전송과 비교하여 멀티채널의 아날로그 CATV신 

호를 전송할 때는 높은 대역폭(high bandwidth), 높은 SNR 그리고 높은 직선성 

(high linearity)이 요구되고 있다. CATV 전송시스템에서 SNR은 CNR(Carrier to 

Noise Ratio)로 정의되며 양질의 화질을 위하여는 40dB이상이어야 한다. 

또한 비직선성에 의한 2차신호왜곡(second order signal distortion)은 합성2차 

비트(Composite Second Order: CSO)로 정의되고 있는데 반송파 신호보다 50dB 

이하라야 한다[51]. 

65

앞에서 설명한 바와 같이 아날로그 CATV신호를 전송하기 위하여는 송신부 

LD, 드라이버, 수신부 전자부품에 대하여 고성능의 직선성(high linearity)이 요구 

된다. 대부분의 PIN PD는 APD PD와는 달리 높은 직선성을 가지고 있고 LD도 

직선성 광전곡선을 갖는 것을 선택해야 한다. 그리고 광출력의 직선성을 얻기 위 

하여 적당한 바이어스와 변조전류도 요구된다. 완전한 전송링크(complete trans 

mission link)가 구성되어야만 충분한 대역폭과 높은 SNR를 가질 수 있다. 

다음에는 POF를 이용한 비디오전송의 가능성을 살펴본다. 최근 독일에서는 

실제로 GI-POF와 SI-POF를 이용하여 다음과 같은 조건에서 아날로그 CATV 신 

호를 전송하는 실험을 시행하였다. 즉 전송매체로는 GI POF 100m, SI POF 30m 

를 사용하여, 주파수대역 470MHz이하의 41개 아날로그 채널과 862MHz까지의 

확장대역에 있는 몇 개의 채널을 전송하였다. 이 실험결과 입력 스펙트럼과 비교 

하여 CNR은 3dB감소하였고 모든 채널에서 40dB이상이었으며 CSO는 증가되지 

않았다[52]. 

GI POF는 광대역특성을 가지고 있고 저잡음 특성(low modal noise)을 가지고 

있어 아날로그 CATV신호를 전송하는데 적절한 매체이고, 짧은 거리에는 SI POF 

도 사용이 가능하다고 판단된다. 

5.2 IEEE 1394 기술적용 

5.2.1 BcN형 홈 네트워크` 

통신과 방송의 융합 전송이 가능한 BcN형 홈 네트워크의 구축을 위하여는 

IEEE 1394기술을 적용해야 한다. 이 기술표준은 IEEE의 마이크로컴퓨터 표준위 

원회가 제정한 퍼스널컴퓨터(PC)와 주변장비사이를 접속하기 위한 직렬데이터 송 

수신규격이다. 미국의 애플사가 처음 제안하고 IEEE 1394 워킹그룹에서 개발한 

IEEE 1394 고성능 직렬버스는 이미 1995년에 IEEE 국제표준으로 정해졌으나 그 

동안 지원되는 하드웨어가 많지 않아서 가전제품과 PC를 연동해서 사용할 수 있 

는 인터페이스 정도로만 알려져 왔다. 

그러나 컴팩이 1998년에 IEEE 1394 인터페이스를 장착한 시스템을 발표했고 

소니, NEC 등의 주요 업체들도 연이어 이 기술을 정착한 노트북 및 데스크톱 PC 

를 선보이고 있어 세계적으로 상용화 단계에 있다. 그리고 윈도우 98에서도 

IEEE 1394를 지원함에 따라 앞으로 이 기술표준이 보다 광범위하게 이용될 것으 

로 전망된다. 

이 기술표준은 USB(Universal Serial Bus)와 마찬가지로 동작중에도 가전기기 

의 추가 및 제거가 용이한 기능(plug and play)을 제공한다. 그리고 대역폭을 다 

수의 가전기기들이 공유하여 비동기(asynchronous)트래픽 뿐만 아니라 음성과 

66

같은 등시성(isochronous)트래픽을 동시에 수용할 수 있다. 또한 케이블을 통해 

저전력의 전원을 공급할 수 있어 가전기기에서는 공급전원을 사용하거나 별도의 

외부전원을 선택적으로 사용할 수가 있다. 

IEEE 1394는 PC주변 기기인 하드디스크나 CO-ROM 등의 대용량 기억장치, 

스캐너나 프린터, 그리고 비디오 캡쳐(video capture) 기능을 갖는 화상기기에 특 

히 적합하다. 그리고 USB는 음성신호를 실시간으로 처리할 수 있지만, 이 기술표 

준은 비디오 신호까지도 실시간으로 처리할 수 있는 기능을 갖고 있어 디지털 비 

디오 등의 실시간 전송이 가능한 사양으로 되어있다[22]. 

또한 이 규정에서는 100 Mbps~400 Mbps의 고속전송이 가능하며, 전송대역 

폭을 보장 할 수 있는 등시성 전송을 채용했기 때문에 차세대의 멀티미디어용 인 

터페이스로 가장 유력하다. 하지만 케이블의 전체 길이가 72m이내 이고 두 장치 

간에 홉(hop)의 개수는 최대 16개 이내 이어야 한다는 제약사항을 두고 있다. 또 

한 직접 연결된 두 기기간의 거리가 4.5m 이내이어야 하므로 보다 먼 거리에 위 

치한 두 가전 기기간의 연결을 위해서는 IEEE 1394용 리피터나 브리지 등의 장 

비를 이용해야만 한다[22]. 

IEEE 1394 기술에 의한 댁내통신망의 표준은 1394 TA(Trade Association)를 

중심으로 개발되었으며, 최근에 개발된 IEEE 1394b는 800 Mbps에서 3.2 Gbps 

까지의 전송속도를 지원할 수 있고 노드간 최대거리도 100-800m가 가능하여 어 

떤 인터페이스보다 빠른 성능을 갖게 되었다. 

이처럼 이 기술은 PC 주변장치 분야와 디지털 카메라, 캠코더, VCR 등 대용 

량의 데이터를 컨트롤하거나 고속 데이터 전송이 필요한 영상 가전기기분야에서 

개발이 이루어지고 있다. 따라서 IEEE 1394 고속직렬 전송기술은 PC와 VCR을 

비롯한 가정 안의 모든 전자제품들을 하나로 연결함으로써 BcN형 홈 네트워크의 

실현을 가능하게 할 것이다. 

5.2.2 IEEE 1394의 통신망 구조 

BcN형 홈 네트워크의 구성을 위하여 IEEE 1394는 단일버스상에서 100 Mbps, 

200 Mbps, 그리고 400 Mbps의 데이터 전송속도를 동시에 지원할 수 있는 특징 

을 갖고 있다. 그러나 한 순간에 단지 한 개의 장비만이 데이터 패킷을 전송할 수 

있으며 IEEE 1394를 지원하는 디바이스는 하나 또는 여러 개의 1394 포트를 가 

질 수 있다. 

이들 포트간을 서로 접속함으로써 디바이스들을 데이지 체인(daisy chain) 형 

상으로 접속하거나, 하나의 디바이스에서 트리(tree) 형상으로 분기시키는 것도 

가능하다. 그러나 루프(loop) 형상의 경로를 만들지 않는 것이 중요하며 이 기술 

표준에서 접속할 수 있는 디바이스의 개수는 최대 16개이지만, 트리 형상의 분기 

67

를 병용함으로써 최대 63개까지 확장할 수 있다. 즉 IEEE 1394는 그림5.1과 같 

이 Dasiy Chain형의 통신망구조를 가지고 있다. 데이지 체인형 연결이나 트리 구 

조의 연결을 하기 위해서는 여러 개의 포트를 갖는 디바이스가 필요하다. 일반적 

으로 디지털 카메라 등의 휴대용 기기에서는 하나의 포트만을 가질 것이며 PC에 

는 2개 내지 3개의 포트를 가지게 될 것이다. 

그림5.1 IEEE 1394의 통신망 구조 

. 

IEEE 1394 디바이스의 연결 형태는 USB의 경우와 비슷하지만 논리적인 구성 

에는 큰 차이가 있다. USB와 같이 한대의 호스트 PC가 다른 디바이스들을 제어 

하는 구성과는 달리 이 기술에서는 모든 디바이스가 대등한 상태로 동작하며, 임 

의의 디바이스간에 데이터 전송이 가능하다. 예를 들면, 중간에 위치한 PC를 거 

치지 않고 디지털 카메라로부터 프린터로 화상 데이터를 전송할 수 있다. 이처럼 

전체를 제어하는 호스트 PC가 없어도 모든 디바이스가 자동적으로 버스의 구성 

을 인식할 수 있는 방식을 채용하고 있다. 

5.2.3 IEEE 1394의 고속화 

Workstation PC HDD 

CD-ROM 카메라 프린터 

스캐너 

100 

Mbps 

200Mbps 

400Mbps 200Mbps 

IEEE 1394a는 IEEE 1394 고속직렬버스 표준을 보완한 표준으로서 다음과 같 

은 전송특성을 가지고 있어 BcN형 홈 네트워크의 실현에 유용하다. 

첫째, 비동기 스트림(asynchronous stream)의 전송모드를 사용하며, 이 전송 

모드는 비동기 전송모드와 등시성 전송모드가 혼합된 개념이다. 즉 비동기 데이터 

를 전송하기 위해 등시성 전송모드처럼 채널을 할당 받은 다음 비동기 전송모드 

의 데이터 전송시점에서 이를 전송하는 형태를 말한다. 

또한 동기 전송모드와는 달리 ACK 패킷으로 응답해주지 않으므로 전송이 제 

대로 되었는지 확인할 수 없으며, 등시성 전송모드가 아닌 비동기 전송모드의 데 

68 

100Mbps 

100Mbps

이터 전송시점에서 데이터를 전송하기 때문에 실시간 전송을 보장하지도 못한다. 

그러나 이 전송모드는 방송형 데이터 전송에 적절한 특성을 갖고 있어 IP over 

1394 워킹그룹에서는 비동기 스트림의 전송모드를 방송형 전송에 사용하는 것으 

로 규정했다.. 

둘째, IEEE 1394 고속직렬버스는 긴급접속(hot plug)기능이 있다. Bus의 연결 

상태에 따라 스스로 재설정 하는 기능이 있어 재설정 시간이 단축되었다. 이 규격 

은 등시성 및 비동기 전송모드를 가지며, 고속을 지원하기 때문에 향후 BcN형 

홈 네트워크의 전송기술로서 적합하다. 

IEEE 1394 TA, VESA, DAVIC등의 단체를 중심으로 이 규격을 이용한 각종 

기술의 표준화가 활발히 진행되고 있으며, IEEE 1394-1955에 이어서 확장 사양 

의 표준을 검토하기 위한 워킹그룹도 설치되어 IEEE 1394b가 만들어졌다. IEEE 

1394b는 노드간의 최대거리가 100-800m에서 800Mbps, 1600 Mbps, 3200 

Mbps의 전송속도를 지원한다. 그리고 보다 전송속도를 높이기 위하여 8 비트의 

병렬버스(parallel bus)를 사용한다[13]. 

5.2.4 IEEE 1394의 FTTH망 접속 

IEEE 1394는 로컬버스(local bus)규격이므로, 외부 액세스망과 접속할 수 없 

다. 그래서 그림5.2와 같이 이 규격과 FTTH, HFC망, xDSL 등 외부 액세스 망을 

상호 접속하기 위한 기술이 개발되고 있다. 

그림5.2 IEEE 1394 홈 네트워크와 외부망접속 

69

현재 독립적인 기능만을 갖는 가전제품들이 점차 디지털화되고 네트워크 기능 

이 탑재되는 정보가전으로 발전하고 있어 홈 네트워크에서의 고속통신기능이 필 

요해지고 있다. IEEE 1394인터페이스에 가장 많은 관심을 보이는 분야는 가전 및 

PC업체들인데, 이것은 가전제품들이 아날로그에서 디지털방식으로 급속히 전환되 

고 있고 이들 디지털 가전제품들 사이에 신호결합용 디지털 인터페이스가 반드시 

필요하기 때문이다. 따라서 IEEE 1394 고속직렬버스 방식의 디지털 인터페이스 

는 BcN형 홈 네트워크를 실현하는데 있어 결정적인 역할을 할 것이다. 

이 기술이 등장 함으로서 가정 및 업무용 캠코더와 비선형 편집기 분야에도 

큰 변화가 일어나고 있다. S-VHS/Hi-8시대에서는 촬영한 영상을 TV모니터를 단 

순히 감상하는 수준에 머물거나 편집을 하드라도 화질과 음질의 급격한 저하로 

만족할만한 결과를 얻을 수 없었다. 그러나 이 기술에 의하여 경제적인 비용으로 

영상의 화질과 음질을 방송사 수준으로 제작할 수 있게 되었다. 

IEEE 1394 고속직렬버스가 일상화되면 디지털 방식의 모든 가전제품들이 단 

하나의 POF 광케이블로 연결하여 음성 및 멀티미디어 데이터를 400 Mbps~3.2 

Gbps의 속도로 전송할 수 있게 된다[22]. 

5.3 BcN형 홈 네트워크 시스템 모델 

앞에서 여러 전송매체들의 전송용량과 기계적 특성들을 분석하여 BcN형 홈 

네트워크의 인프라로서 플라스틱 광섬유(POF)를 선택하였다. 이 POF를 건물 내 

부망(BIN)과 홈 내부망(HIN)에 도입하고 통신과 방송의 융합시스템인 CTS와 이 

들 복합신호를 분배하는 장치인 HGW를 개발하여 그림5.3과 같이 구성한다. 

Internet 2 

CATV 

Sat.TV 

A 

• 

• 

• 

1 

3 

100 

그림5.3 POF기반의 FTTH시스템 구성 

70 

B1 

•• 

•• 

B100 

Internet 

CATV 

Sat.TV 

Internet 

CATV 

Sat.TV

여기에서 A는 CTS이고 B는 HGW이며 이들 시스템은 기본적으로 광 다중화 

장치(optical multiplexer)와 광 복조화장치(demultiplexer)를 핵심부분으로 구성 

된다. 이를 위하여 단거리 광 링크에 적합한 WDM기술을 이용하며, 특히 비디오, 

오디오 및 데이터 신호의 전송을 위하여 CWDM (Coarse WDM)을 사용하게 되는 

데 이것은 일반적으로 DWDM(Dense WDM)에 비해 저렴한 네트워크 구성이 가 

능하기 때문이다. 이 시스템에서 CTS는 초고속 인터넷, CATV, 위성 DTV신호들 

을 광신호로 전환하여 다중화 전송하는 기능을 갖고 있으며, HGW는 이 복합광신 

호를 다시 복조화하여 전기신호로 변환하는 기능을 갖는다. 

여기에서 CTS와 HGW에 사용할 수 있는 최적의 광원선택이 중요하다. POF에 

사용할 수 있는 광원대상으로는 LED, SLED, LD, VCSEL, RC LED, NRC LED, 

PLED 등이 있으며, 링크전력설계(link power budget)계산에 의하면 실제로는 

LED, LD, RC LED가 사용 가능하다. 그러나 POF송신기에는 LED와 SLED가 상 

용화되었으나 1 Gbps 이상의 고속전송에서는 LED는 속도가 충분하지 않아서 LD 

로만 사용하고 있다. 

DFB-LD는 POF시스템에서 완전히 무시될 수 있는 폭의 싱글 모드로 빛을 방 

출하며 우수한 선형 출력특성을 갖고 있어 찌그러짐을 줄이기 위해 고도의 선형 

성을 요구하는 아날로그 시스템에 사용할 수 있다. 따라서 DFB-LD는 여러 채널 

의 동시전송을 위한 다중화 시에 상호변조를 최소화할 수 있어 다중화된 CATV 

신호의 아날로그 변조에 효율적으로 사용될 수 있다. 

그리고 좋은 DFB-LD는 70dB이상의 총 고주파 디스토션과 상호변조 디스토 

션 특성을 갖고 있으며 온도특성도 양호하다. 한편 VCSEL은 RC LED나 NRC 

LED만큼이나 실험실증에서 우수한 성능을 보여주고 있어 앞으로 POF 광케이블 

연결에 유용할 것으로 판단된다. 

본 CTS에서는 CATV와 위성방송의 영상전송을 위하여 1310nm DFB Laser를 

사용하고, Ethernet을 위하여는 송신부(Tx)에는 850nm VCSEL을, 수신부(Rx)에 

는 PIN PD를 사용한다. 그리고 HGW에서는 CATV와 위성방송을 위하여는 

1310nm PIN PD를 사용하고, Ethernet을 위해서는 송신부(Tx)에 850nm VCSEL 

을, 수신부(Rx)에는 850nm PIN PD를 사용한다. 

그림5.4에서는 CTS의 분배증폭기, 광 송수신기, WDM모듈 등 CTS의 기본모 

델을 보여주고 있으며, 그림5.5에서는 POF용 WDM모듈, 광 송수신기, 종단 증폭 

기 등 HGW의 기본모델을 나타내고 있다. CTS에서 인터넷신호는 DA(Driver 

Amplifier)와 LA(Limiting Amplifier)에서, 위성TV와 CATV신호는 각각의 증폭기 

SA와 CA에서 증폭된다. 그다음 위성TV신호와 CATV신호는 DFB-LD에서 1310 

nm의 광파장으로, 인터넷 송신신호는 VCSEL에서 850nm의 광파장으로 전광변 

환된다. 한편 인터넷 수신신호인 850nm의 광파장은 PIN PD에서 광전변환된다. 

이들 광신호들은 WDM모듈1에서 위성TV(1310nm)와 인터넷 송신신호(850nm) 

71

가 다중화되고 WDM모듈2에서 CATV 신호(1310nm)와 인터넷 수신신호(850nm) 

가 다중화된다. 이들 다중화된 광신호들은 POF1과 POF2를 통하여 HGW에 연결 

된다. 

Ethernet 850nm POF 1 

MC 

LA 

PD 

Satellite 

Signal 1310 nm 

SA LD 

72 

850nm 

CATV POF 2 

WDM 

Signal 1310nm 

CA LD 

(2) 

MC : Media Converter SA : Satellite Amplifier 

CA : CATV Amplifier DA : Driver Amplifier 

LA : Limiting Amplifier LD : Laser Diode 

PD : Photo Diode WDM : Wavelength Division Multiplexer 

POF 1 850nm 

WDM 

(3) 

1310nm 

DA 

그림5.4 CTS의 기본모델 

PD 

LD 

Ethernet 

POF 2 Satellite 

850nm PD SA 

Signal 

WDM 

(4) 

PD CA 

LD 

LA 

DA 

1310nm CATV Signal 

그림5.5 Home Gateway의 기본모델 

WDM 

(1) 

MC

HGW에서는 이 광신호들을 분리하고 광전변환 또는 전광변환한다. 즉 HGW의 

WDM모듈3에서는 위성TV 광신호(1310nm)와 인터넷 수신광신호(850nm)를 분리 

하고 WDM모듈4에서는 CATV 광신호(1310nm)와 인터넷 송신광신호(850nm)가 

구분된다. 

다음단계에서 위성TV 광신호, CATV 광신호, 인터넷 수신광신호는 PIN PD에 

서 광전변환 되고 인터넷 송신신호는 VCSEL에서 전광변환된다. 여기에서 인터넷 

신호는 각각 CTS와 HGW에서 송신과 수신을 기준으로 한 것이다. 

제시된 홈 네트워킹 시스템 모델로 개발할 때 CTS와 HGW에 적용할 파라미 

터를 정리하면 표5.1와 같고 주요기능은 표5.2와 같다. 

Data 통신부분 

표5.1 CTS와 HGW에 적용할 파라미터 

구 분 주 요 항 목 기 술 기 준 

CATV/위성TV부분 

(CTS입력부) 

CATV/위성TV부분 

(CTS출력부) 

LD wavelength 

LD output power 

LD power variation 

LD spectral width 

LD bandwidth 

WDM isolation 

WDM back reflection 

Connector 

Up-link impedance 

Up-link input power 

Return loss 

Wavelength 

Output power 

Output power variation 

WDM back reflection 

CNR 

CSO 

CTB 

Connector 

73 

850 ± 20nm 

> -10 dBm 

< 5 dB 

< 10 nm 

> 125 MHz 

>15 dB 

< -40 dB 

LC / SC 

75 ohm 

27 dBmv 

>14dB(CATV)/ 

16dB(Satellite) 

1310 ± 20nm 

> - 5dBm 

< 2 dB 

< - 50 dB 

> 40 dB 

< - 60 dB 

< - 55 dB 

LC / SC

표5.2 CTS와 HGW의 주요기능 

구 분 주 요 기 능 

Data통신부분 1) Ethernet를 위한 interface 

상향링크/SMF케이블, 하향링크/POF케이블 

2) WDM모듈을 이용한 통신과 방송의 다중화 

850nm의 광신호출력 

3) 56Gbps 스위치 용량, 4096 MAC address, 

2 GBICs trunking support 

4) Protocols 

L2브리징, IEEE802.1q , Security port locking 

IEEE 802.3x flow control 

IEEE 802.3d spanning tree multicast 

IEEE 802.3ad link aggregation 

5) Network management 

시스템구성,장애,각종통계관리 

패킷필터링(L2/L3), SNMP v1 or v2 

CATV/위성TV부분 1) CATV와 위성TV를 위한 인터페이스 

(CTS) 

상향링크/동축케이블, 하향링크/POF케이블 

2) WDM모듈을 이용하여 50Mhz-780Mhz CATV와 

950Mhz-2Ghz 위성RF신호의 다중화 

3) 50Mhz-2Ghz, 1310nm 광신호출력 

4) CATV 80채널과 위성 100채널 제공 

CATV/위성TV부분 1) CATV와 위성TV를 위한 인터페이스 

(HGW) 

상향링크/POF케이블, 하향링크/동축케이블 

2) CATV와 위성TV신호(1310nm)의 광신호를 

50Mhz-2Ghz RF신호로 변환 

3) 50Mhz-780Mhz CATV RF신호출력 

950Mhz-2Ghz 위성 RF신호출력 

4) 50Mhz-2Ghz RF신호의 증폭 및 필터링 

그 외에 홈 네트워킹 시스템에서 고려할 사항은 CATV신호와 같은 아날로그 

신호의 전송을 위한 설계이다. 광섬유 시스템에서는 수신기에 충분한 전력이 도달 

할 수 있도록 여러 구성 요소들의 결합손실이 적어야 한다. 아날로그 시스템에서 

규정된 SNR을 얻는데 충분한 전력량이 되어야 하고, 결합된 구성요소들이 광 신 

호에 포함된 가장 높은 변조주파수를 통과시키기에 충분한 대역폭을 가져야 한다. 

74

VI. 결론 

통신과 방송의 융합을 위한 광대역통합망(BcN)은 기본적으로 통신망, 방송망 

과 인터넷망을 통합하는 차세대 네트워크이다. 일반적으로 BcN이라고 말할 때 

그 대상은 기간망과 가입자망을 포함하고 있다. 그러나 본 논문에서는 가입자 액 

세스망(subscriber access network)과 홈 네트워크(home network)를 중심으로 

통신과 방송을 융합 전송하는 기술, FTTH의 전송용량과 BcN형 홈 네트워크 모 

델에 대하여 다음과 같이 연구하였다. 

첫째, 통신과 방송의 융합을 위한 FTTH 실현방안을 구체화하였다. 앞으로 통 

신과 방송을 하나의 전송매체에 통합 수용하기 위하여는 광대역 전송특성을 갖는 

FTTH망이 그 기반이 되어야 한다. 따라서 BcN을 실현하기 위하여는 가입자 액 

세스망(SAN)의 광케이블화가 우선적으로 시행되어야 한다. FTTH를 기반으로 통 

신과 방송을 융합하는 기술방식에는 광 전송로의 구성모형과 다중화 기술면에서 

AON, E-PON과 WDM-PON 방식이 있다. 

이들 3가지 전송방식에 대하여 광 인터페이스 기술개발, 통신과 방송의 융합 

기술, TV신호의 선국지점, 신호전송의 지연특성, 통신과 방송서비스의 통합지점, 

통신과 방송의 사업영역 문제 등을 종합적으로 분석하였다. 분석결과 공동주택 

(multi-unit home)에는 AON 방식을, 단독주택(single-unit home)에는 PON 방식 

을 적용하였다. 

둘째, BcN형 홈 네트워크의 범위(home network limits)를 설정하였다. 통신과 

방송의 융합수용을 전제로 하는 BcN형 홈 네트워크에서는 홈 게이트(home gate 

way)를 중심으로 전단과 후단이 모두 광대역 성능을 갖추어야 한다. 즉 통신과 

방송의 융합 전송시 광대역 트래픽이 유통되는 홈 내부망의 진입로의 역할을 하 

게되는 공동주택의 건물 내부망(BIN)과 단독주택의 세대별 인입망(HAN)은 본 논 

문에서는 홈 네트워크에 포함하였다. 따라서 공동주택의 홈 네트워크는 건물 내부 

망(BIN)과 홈 내부망(HIN)으로 구성되고, 단독주택에서는 세대별 인입망(HAN)과 

홈 내부망(HIN)으로 구성하는 것으로 정하였다. 

셋째, 통신과 방송의 융합을 위한 FTTH의 전송용량을 산정하였다. 이를 위하 

여 BcN형 홈 네트워크에 유통될 것으로 보이는 통신과 방송서비스별 전송속도의 

대표값을 조사하였다. 즉 고속인터넷, VoD/EoD, Web Surfing, Game, 영상회의, 

CATV, 위성DTV, IP-broadcasting, 원격검침, 가전제어 등 서비스별 소요대역폭 

을 설정하였다. 

그 결과 AON방식을 적용하는 공동주택의 경우, BIN에는 1.3 Gbps, HIN1에는 

20 Mbps, HIN2에는 1.2 Gbps, HIN3에는 20 Mbps가 소요되고, PON방식을 적용 

하는 단독주택의 경우에는 HAN에서 120 Mbps, HIN1에는 20 Mbps, HIN2에는 

80 Mbps, HIN3에는 20 Mbps가 소요될 것으로 정리하였다. 그러나 홈 내부망 

75

(HIN)의 경우 앞으로 멀티미디어 기기 사용에 대비하여 IEEE 1394 기준에서 정 

한 Home LAN 방식으로 구축한다면 800 Mbps ~ 3.2 Gbps가 소요될 것이다. 

넷째, BcN형 홈 네트워크를 위한 가장 적합한 전송매체로서 Plastic Optical 

Fiber(POF)를 선정하였다. 홈 네트워크를 위한 전송매체로서는 주로 Category3 

케이블이나 Category5 케이블의 동선과 동축케이블이 사용되고 있으나 이것은 

주파수에 따라 손실이 크게 증가하므로 전송용량에 한계가 있다. 

그리고 유리광섬유(Glass Optical Fiber)는 전송용량에는 제한이 없으나 코어 

가 유리섬유로 되어있고 코어직경이 대단히 미세하여 굴곡특성이 나쁘다. 특히 굴 

곡 허용치 이내로 구부린다 해도 그로 인한 압력은 광섬유의 조기열화를 일으킨 

다. 또한 케이블의 접속과 건설이 어려운 단점을 가지고 있어 홈 네트워크의 인프 

라 구조로서는 부적합하다. 

그래서 최근에 개발되어 상용화되기 시작한 플라스틱 광섬유(Plastic Optical 

Fiber)에 대하여 대역폭특성, 손실특성, 굴곡특성, 결합효율 등의 전기적, 기계적 

특성을 분석하였다. POF는 유연성이 뛰어나서 작은 굴곡반경에서도 손실이 발생 

하지 않아서 배관특성이 우수하고, 케이블의 커플링이나 스프라이싱이 매우 용이 

하다. 그 결과 종합적으로 경제성 있는 설치공사의 이점을 가지고 있어 BcN형 

홈 네트워크의 전송매체로서 가장 적합하다. 

앞으로 BcN형 홈 네트워크에서 건물 내부망(BIN)과 홈 내부망(HIN)에는 각각 

1 Gbps 이상의 광대역이 요구되고 있다. PF GI-POF는 100m까지 10 Gbps의 고 

속데이타 전송이 확인되어 홈 내부망(HIN)은 물론 건물 내부망(BIN)에 가장 적합 

하고, PMMA GI-POF는 100m까지 250 Mbps의 전송특성을 가지고 있고 짧은 거 

리에는 Gbps급의 브로드밴드 성능도 실증되어 특히 홈 내부망(HIN)에 적정하다. 

다섯째, BcN형 홈 네트워크 시스템 모델을 제시하였다. BcN형 홈 네트워크 

시스템의 전송특성에서 중요한 부분이 아날로그 TV신호의 전송인데 실험실증에 

의하면 POF를 이용하여 100m거리에 다채널의 TV전송에 성공하였다. 따라서 본 

논문에서는 건물 내부망(BIN)에 PF GI-POF를 이용하고 이에 사용 가능한 광원 

과 PD들을 분석하여 1310nm DFB LD, 850nm VCSEL, PIN PD를 선정하여 BcN 

형 홈 네트워크 시스템 모델을 제시하였다. 

앞으로의 과제는 POF를 기반으로 하는 FTTH를 완성하기 위하여는 기술적으 

로 우수하고 경제성 있는 전광/광전 변환시스템을 설계하고 개발하는 연구가 계 

속되어야 한다. 

76

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80

ABSTRACT 

A Study on BcN type Home Network Modeling based on Plastic 

Optical Fiber 

Jung-Wook Lee 

Department of Network Management Engineering 

Graduate School of Information and Communication 

Kyung Hee University, Seoul, Korea 

Rapid growth of digitalization in telecommunication and broadcasting and 

remarkable enhancement in broadband and high speed transmission capability 

of media raised a problem of integrating communications and broad 

casting. To realize the integration of those services, the Ministry of 

Information and Communication(MIC) formulated the broadband convergence 

network(BcN) plan as a main new growth engine of the country. 

The BcN for integrated accommodation of communications and broad 

casting is a next generation network which basically integrates communication 

network, broadcasting network and Internet network. In other words, the 

concept of BcN is integrating the communication network which interconnects 

wired phones and mobile phones, the broadcasting network which inter 

connects terrestrial broadcasting, satellite broadcasting and CATV, and the 

Internet network using xDSL, FTTH and HFC into one broadband network by 

multiplexing technology. 

The BcN under discussion includes backbone network and subscriber 

network. Subscriber network usually consists of subscriber access network 

(SAN), local area network(LAN) and home network, and this study focuses on 

the implementation of BcN type home network. The BcN should be based on 

FTTH(Fiber To The Home) with broadband transmission characteristics. The 

FTTH technology which was developed first for communications such as 

voice telephone, data communication, image transmission and others has been 

enhanced in order to implement integrated accommodation of broadcasting 

services. 

81

To develop and promote the BcN, we need to find the bandwidth 

requirements for broadband home network. A representative value is set for 

each communication and broadcasting service which is likely to be serviced 

through FTTH and home network and it is necessary to determine total 

bandwidth requirements for these services to be converged into the BcN type 

home network simultaneously. 

To establish the broadband home network, it is reasonable to determine 

bandwidth requirements by FTTH configuration by specifying home network 

limits and area in terms of technical aspect. To implement BcN, we should 

establish FTTH applied by AON(Active Optical Network) and PON(Passive 

Optical Network) technologies. In this study, most of AON system will be 

applied for multi-unit home, otherwise PON technology will be more suitable 

for singe-unit home than multi-unit home. 

There is a pressing need to draw up the home network area not only for 

the multi-unit home but for single-unit home to implement the BcN. The home 

network limits should be defined in detail to establish data traffics of building 

intra network(BIN), home access network(HAN) and home intra network(HIN) 

POF(Plastic Optical Fiber) will be considered as a candidate solution for 

the broadband transmission media of home network from the analysis of 

transmission capacity and mechanical characteristics of several transmission 

media including untwisted pair(UTP) cables, coaxial cables and glass optical 

fiber(GOF) cables. 

POF is proved to be the most appropriate as the broadband home 

networking media from the analysis of transfer rate required for BcN type 

home network. This cable is installed as a transmission medium of building 

intra network and home intra network to convey integrated broadband data 

signals and BcN type home network modeling could be optimized by adopting 

POF cables. The system architecture of BcN type home network is basically 

composed of CTS(Central Transmission System), HGW(Home Gate Way) and 

POF cable. Further study will be a development of optic/electric signal 

conversion system suitable for POF cable. 

82

약어 목록 

ACK Acknowledgment 

A/D Analog to Digital 

AM Amplitude Modulation 

ADSL Asymmetrical Digital Subscriber Line 

AL Active Lines 

AON Active Optical Network 

AP Access Point 

APD Avalanche Photo Diode 

A-PON ATM Passive Optical Network 

AP/L Active Pixels/Line 

AR Aspect Ratio 

ARIC ATM Radio Interface Card 

ARP Address Resolution Protocol 

ATSC Advanced Television System Committee 

A/V Audio/Video 

ATV Advanced TV 

A/W Ampere/Watt 

AWG Arrayed Wave guide Grating 

BBN Back-Bone Network 

BcN Broadband Convergence Network 

B-frame Bidirectional Predicted picture frame 

BIN Building Infra Network 

BLS Broadband Light Source 

BM Burst Mode 

B-PON Broadband Passive Optical Network 

BS/CS Broadcasting Satellite/Communication Satellite 

BST-OFDM Band Segment/Splitted Transmission Orthogonal 

Frequency Division 

B-WLL Broadband Wireless Local Loop 

CA CATV Amplifier 

CATV/SO CATV Station Operator 

CCK Complementary Code Keying 

CDMA Code Division Multiple Access 

CDPD Cellular Digital Packet Data 

83

CD-ROM Compact Disk-Read Only Memory 

CMTS Cable Modem Termination System 

CNR Carrier to Noise Ratio 

COFDM Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex 

CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance 

CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection 

CSO Composite Second Order 

CSR Control and Status Registers 

CTB Composite Triple Beat 

CTS Central Transmission System 

CYTOP Cyclic Transparent Optical Polymer 

CWDM Coarse WDM 

DA Driver Amplifier 

DAVIC Digital Audio Visual Council 

DFB-LD Distributed Feedback Laser Diode 

DHCP Dynamic Host Configuration Protocol 

DMB Digital Multimedia Broadcasting 

DOCSIS Data Over Cable Service Interface Specifications 

DRAM Dynamic Random Access Memory 

DSB Double Side Band 

DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer 

DTE Data Terminal Equipment 

DTV Digital Television 

DVB-C Digital Video Broadcasting-Cable 

DVB-T Digital Video Broadcasting-Terrestrial 

DVD Digital Video Disk 

DVTR Digital Video Tape Recorder 

DWDM Dense WDM 

EMI Electromagnetic Interference 

EoD Education on Demand 

EPG Electronic Program Guide 

E-PON Ethernet Passive Optical Network 

ES Ethernet Switch 

ETSI European Telecommunications Standard Institute 

EU European Union 

FCC Federal Communications Commission 

84

FDM Frequency Division Multiplexing 

FEC Forward Error Correction 

FES Fast Ethernet Switch 

FH Frequency Hopping 

FLC Fiber Loop Carrier 

FLC-COT FLC-Central Office Terminal 

FLC-RT FLC-Remote Terminal 

FP-LD Fabry-Perot Laser Diode 

FSK Frequency Shift Keying 

FTTC Fiber To The Curb 

FTTD Fiber To The Display 

FTTH Fiber To The Home 

GA Grand Alliance 

GaAs Gallium Arsenide 

GBIC Gigabit Interface Converter 

Gbps Giga bits per second 

GES Gigabit Ethernet Switch 

GFSK Gaussian Frequency Shift Keying 

GI-POF Graded Index POF 

GOF Glass Optical Fiber 

GRIN Graded Index 

GSM Global System for Mobile Communication 

HAN Home Access Network 

HAVi The Home Audio Video interoperability 

HDTV High Definition Television 

HFC Hybrid Fiber Coaxial 

HFCN Hybrid Fiber Coaxial Network 

HGW Home Gateway 

HIN Home Intra Network 

Home PNA Home Phone line Networking Alliance 

Home RF Home Radio Frequency 

HTML Hyper Text Markup Language 

HTTP Hyper Text Transfer Protocol 

HTU Home Terminal Unit 

ICMP Internet Control Message Protocol 

ID Identifier 

85

IEC International Electro technical Commission 

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers 

IF-BPF Intermediate Frequency Band Pass Filter 

I Frame Intra picture frame 

IGMP Internet Group Management Protocol 

IHDN In Home Digital Networks 

IP Internet Protocol 

IPng Internet Protocol Next Generation 

IPv4 Internet Protocol version 4 

IPv6 Internet Protocol version 6 

IP-xDSL Internet Protocol-xDSL 

IS Interlaced Scanning 

ISDB-C Integrated Service Digital Broadcasting-Cable 

ISDB-T Integrated Service Digital Broadcasting-Terrestrial 

ISDN Integrated Services Digital Network 

ISO International Standards Organization 

ISP Internet Service Provider 

ITU-T Telecommunication Standardization Sector of International Tele 

communication Union 

IX Internet Exchange 

JPEG Joint Photographic Experts Group 

KINX Korea Internet Neutral eXchange 

KIX Korea Internet eXchange 

LA Limiting Amplifier 

LAN Local Area Network 

LD Laser Diode 

LED Light Emitting Diode 

LGT LG Telecom 

LHCP Left Hand Circular Polarization 

L/L Leased Line 

LNB Low Noise Block Down Converter 

LSB Low Side Band 

L3 Layer 3 

MAC Medium Access Control 

MC Media Converter 

MDF Main Distribution Frame 

86

ME Mobile Explorer 

M-JPEG Motion-JPEG 

MMF Multi Mode Fiber 

MM-GI Multi Mode Graded Index 

MMS Manufacturing Messaging Service 

MM-SI Multi Mode Stepped Index 

MP@HL Main Profile at High Level 

MP@ML Main Profile at Main Level 

MPEG Moving Pictures Experts Group 

MPEG 2-TS MPEG 2-Transport Stream 

MP3 MPEG 1 audio layer 3 

MQW Multi Quantum Well 

NA Numerical Aperture 

NAS Network Access Server 

NCA National Computerization Agency 

NRC LED Non Resonant Cavity LED 

NTSC National Television System Committee 

NVOD Near Video on Demand 

ODN Optical Distribution Network 

O/E Optical/Electrical 

OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing 

OLT Optical Line Termination 

ONT Optical network Termination 

ONU Optical Network Unit 

OSI Open System Interconnect 

OSPF Open Shortest Path First 

PAL Phase Alternation by Lines 

PATH Photonic Access To the Home 

PCF Polymer Cladded Fiber 

PCS Plastic Cladded silica 

PD Photo Diode 

PDA Personal Digital Assistants 

PF BVE Perfluoro Butenylvinylether 

PF GI-POF Perfluorinated Graded Index-POF 

P Frame Predicted picture frame 

PIN-PD Photo Diode with P-I-N semiconductor structure 

87

P-LED Polymer LED 

PMMA Polymethylmeth acrylate 

POF Plastic (Polymer) Optical Fiber 

PON Passive Optical Network 

PS Progressive Scanning 

PSDN Public Switched Data Network 

PSTN Public Witched Telephone Network 

PTMP Point-To-Multipoint 

PTP Point-To-Point 

PVR Personal Video Recorder 

QOS Quality of Service 

QAM Quadrature Amplitude Modulation 

QPSK Quadrature Phase Shift Keying 

RARP Reverse Address Resolution Protocol 

RC-LED Resonant Cavity LED 

RF Radio Frequency 

RFID Radio Frequency Identification 

RGB Red Green Blue 

RIP Routing Information Protocol 

RT-DSLAM Remote Terminal-DSLAM 

SA Satellite Amplifier 

SAN Subscriber Access Network 

SAW Surface Acoustic Wave 

SDI Serial Digital Interface 

SDM-DTM Satellite Distribution Method-Digital Transmodulator 

SDTV Standard Definition Television 

SECAM Sequential Couleur Avec Memoire 

SF Scanning Frequency 

SFN Single Frequency Network 

Si-PD Silica Photo Diode 

SI-POF Step Index POF 

S-LED Super Luminescent diode 

SM Scanning Method 

SMF Single Mode Fiber 

SMS Short Messaging Service 

SNI Service Network Interface 

88

SNMP Simple Network Management Protocol 

SNR Signal to Noise Ratio 

SOC System On Chip 

SP@ML Spatial Profile at Main Level 

SQW Single Quantum Well 

STB Set Top Box 

STP Shielded Twisted Pair 

Sync Synchronization 

TA Trade Association 

TB Tera Byte 

T-Commerce Television-Commerce 

TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol 

TDM Time Division Multiplexing 

TIA Telecommunication Industry Association 

TPS Triple Play Service 

TVN Television Network 

UNI User Network Interface 

USB Universal Serial Bus 

USN Ubiquitous Senser Network 

UTP Unshielded Twisted pair 

UWB Ultra Wide Band 

VCR Video Cartridge Recoder 

VCSEL Vertical cavity surface Emitting Laser 

VDSL Very high speed Digital Subscriber Loop 

VESA Video Electronics Standards Association 

VoD Video on Demand 

VoE Video over Ethernet 

VoIP Voice over Internet Protocol 

VSB Vestigial Side Band 

WAP Wireless Application Protocol 

WDM Wavelength Division Multiplex 

CWDM Coarse WDM 

DWDM Dense WDM 

Wibro Wireless Broadband 

WML Wireless Markup Language 

4B/5B 4 Binary 5 Binary 

89

플라스틱 광섬유를 이용한 BcN 형 홈 네트워크 모델링에 관한 연구 慶 ...

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