황민태* 전영애** 김장경***

동영상 압축 기술, 디지털 신호처리 기술 그리고 정보 가전용 운영체제 기술의 발전으로 인해 댁내의 가전기기들이 점차 디지털화 되고 네트워크 기술이 탑재되어 이들 가전기기들간의 고속 통신 기술을 일컫는 댁내 통신망 기술이 자연스럽게 등장하고 있다. 댁내 통신망 기술은 액세스망 기술의 연장선에서 액세스망을 통해 전달되는 고속의 서비스를 댁내의 여러 위치에 분산되어 있는 단말들까지 전달하기 위한 제반 사항을 포함하고 있어 향후 ATM 기반의 초고속 정보통신망이 구축되는 경우 그 중요성이 더욱 두드러질 전망이다.

본 고에서는 이러한 댁내 통신망 기술과 관련하여 ATM Forum, DAVIC 등의 표준화 기구에서 진행중인 표준 동향을 살펴보고, IEEE 1394, ATM Warren 등과 같은 고속의 댁내 통신망 구현 기술의 개발 동향을 살펴보고자 한다.▒

I. 서 론

다양한 멀티미디어 서비스의 등장에 따라 댁내에서 고속 통신망을 구축하는 댁내 통신망(In-home Network) 기술에 대한 연구가 활발해지고 있다. 그 동안 고속 통신망 관련 기술에 대한 표준화의 움직임은 대체로 액세스 망(Access Network) 관련 기술이 대부분을 차지하고 있다. 액세스 망 기술에는 기존의 전화 회선을 이용한 xDSL(Digital Sub-scriber Line, x=A/V/H 등), 케이블 망을 이용한 HFC(Hybrid Fiber Coax) 기술이 있다. 그리고 가입자 근처 혹은 가입자 댁까지 광케이블을 이용한 고속 통신을 제공하는 FTTC(Fiber To The Curb), 그리고 FTTH(Fiber To The Home) 등의 광가입자 망 기술이 있다[1].

이들 기술의 연장선에서 액세스 망을 통해 전달되는 고속의 서비스를 댁내의 여러 위치에 분산되어 있는 단말들까지 전달하기 위한 댁내에서의 고속 통신망 기술에 대한 연구가 진행 중에 있다. 댁내 통신망이란 댁내에서 디지털 가전기기간의 고속 통신 기술을 일컫는 말로써 최근 동영상 압축 기술(MPEG: Moving Picture Experts Group)과 디지털 신호처리(DSP: Digital Signal Processing) 기술의 발달, 그리고 정보 가전용 운영 체제와 관련된 기술, 예로써 Windows CE, Java 등의 기술이 발전함에 따라 댁내에서 고화질의 영상, 비디오 화상회의, 디지털 영화, 댁내 전자제어 시스템 등의 필요성이 대두되고, 이를 위해 가전 기기들이 점차 디지털화 되고 네트워크 기술이 탑재됨에 따라 자연스럽게 등장하고 있는 개념이다[2].

현재 댁내에서의 디지털 가전 기기들간의 고속 통신 표준 기술로 IEEE 1394[3]에 대한 연구가 활기를 띠고 있으며, 국내에서도 삼성전자, LG, 대우전자 등의 가전 업체들이 IEEE 1394 TA(Trade Association)에 회원사로 가입하여 관련 표준화 활동에도 참여하고 있을 뿐만 아니라 관련 제품의 개발에도 박차를 가하고 있다. 한편 ATM Forum[4]에서는 ATM 기반의 댁내 통신망 구현에 초점을 맞추어 액세스 망을 통해 전달되는 고속의 ATM 셀을 별도의 여과 기능 없이 직접 단말까지 전달하기 위한 방법을 찾고자 노력하고 있다.

본 고에서는 ATM Forum, DAVIC[5] 등의 표준화 기구에서 활발하게 진행중인 댁내 통신망 관련 표준화 동향을 살펴보고, IEEE 1394나 ATM Warren[6] 등과 같은 고속의 댁내 통신망 기술의 개발 동향을 살펴보고자 한다. 본 고의 구성을 살펴보면, Ⅱ장에서는 ATM Forum의 RBB WG(Residential Broadband Working Group)을 비롯한 각 표준화 기구의 댁내 통신망 관련 표준 동향에 대해 살펴보고자 한다. 그리고 Ⅲ장에서는 IEEE 1394, ATM Warren 등의 댁내 통신망 구현 기술 개발 동향을 소개하고, 끝으로 Ⅳ장에서 결론을 다룬다.

Ⅱ. 댁내 통신망 표준 동향

1. ATM Forum의 RBB WG 활동

ATM Forum의 RBB WG에서는 ATM 서비스를 가입자까지 전달하는 제반 사항과 가입자 댁내에서의 ATM 서비스 전반에 관한 내용을 다루고 있다[4]. 이를 위해 ATM Forum에서는 (그림 1)과 같은 참조 구조(Reference Architecture)를 규정하고 있다.

ATM 코어 망(Core Network)은 한 개의 교환기 혹은 다수의 교환기로 이루어진 망으로서 정보의 신뢰성 있는 전달을 위한 교환 기능을 제공한다. 그리고 ATM 액세스 망은 지형적인 조건, 케이블 TV나 전화 선로 등의 하부 망 구조, 기타 지역적인 규정 등에 따라 다양한 구성 형태를 가질 수 있다. ATM Forum에서는 액세스 망 기술로서 ADSL, VDSL, HFC, FTTC 및 FTTH에 대한 표준화 작업을 진행중에 있다. 이러한 ATM 액세스 망은 ATM 코어 망과 댁내 ATM 망(HAN: Home ATM Network)간에 투명하게 ATM 셀을 주고 받을 수 있도록 하는 기능을 가지며, 다중화(Multiplexing), 집선(Concentration), 분배(Distribution) 등의 기능과 관련된 제어 및 관리 기능을 갖는다.

망 종단 장치 (NT: Network Termination)는 ATM 액세스 망의 종단 기능을 가지며 댁내 ATM 망과 ATM 액세스 망 간의 연동 기능을 제공한다. 한편, 댁내 ATM 망은 ATM 액세스 망을 통해 전달되는 ATM 기반의 서비스들을 댁내의 여러 단말들에게 분배하는 기능을 한다.

RBB WG에서는 참조 모델을 구성하는 기능 구성 요소들 간의 인터페이스도 규정하고 있다[2]. ANI(Access Network Interface)는 ATM 코어 망과 ATM 액세스 망간의 인터페이스를 말하며, UNI(User Network Interface)는 ATM 액세스 망에서부터 가입자 댁내의 단말까지의 인터페이스를 가리킨다. UNI는 다음과 같은 다양한 구성 형태를 가지게 된다.

○ UNIW: ATM 액세스 망과 망 종단 장치 간의 인터페이스,

여기서 w = HFC, FTTC, FTTH, VDSL, ADSL, and others

○ UNIX: 망 종단 장치와 댁내 ATM망 간의 인터페이스

○ UNIH: 댁내 ATM 망과 사용자 단말(TE: Terminal Equipment)간의 인터페이스

그리고, TII(Technology Independent Interface)는 ATM 기능을 직접 이용할 수 없는 통신 단말을 댁내 ATM 망에 연결시키기 위한 인터페이스를 규정하고 있다.

RBB 기본 문서(Baseline Text)에는 (그림 2)와 같이 댁내 ATM 망을 기능적으로 세분화하여 제시하고 있다.

댁내 ATM 망은 다양한 형태의 서비스 제공자들로부터 ATM 기반의 액세스 망을 통해 전달되는 서비스들을 댁내의 여러 장소에 분배하는 것을 목적으로 한다. 따라서 댁내 ATM 망은 댁내의 다수의 장치들을 액세스 망에 연결하는 방법을 제공해야만 하며, 아울러 구현 방법에 따라 액세스 망을 통하지 않고 댁내의 장치와 장치간의 통신 기능을 제공해 주는 댁내 인트라 네트워크를 구성할 수도 있어야 한다.

바람직한 댁내 ATM 망이 갖추어야 할 기본적인 요구사항을 살펴보면 다음과 같다[7].

○ 댁내에서의 장치간 통신을 지원한다.

○ 기능의 확장성이 제공되어야 한다.

○ 재구성 동안에 서비스의 중단이 최소화되어야 한다.

○ 단말의 위치와 무관하게 동작할 수 있어야 한다.

○ 액세스 망으로부터 분리되어 독립적으로 동작할 수 있어야 한다.

○ 댁내에서 서로 다른 망 토폴로지를 허용한다.

○ 물리 매체는 쉽게 설치가 가능해야 한다.

이 밖에도 금년 2월에 미국의 애너하임에서 열린 회의에서는 댁내의 통신 단말들이 ATM 기반의 통신망 환경에서 쉽게 이용할 수 있으려면 플러그 앤 플레이(Plug and Play) 기능을 가져야 하며, 통신망의 보안 기능을 제공해야 할 뿐만 아니라 상호운용성(Interoperability) 기술도 가져야 할 것을 제시하였다.

ATM Forum의 RBB WG에서는 여타의 표준화 기구와는 달리 댁내에서 순수 ATM 기반의 통신망 구성을 목표로 하고 있으며, 기존의 댁내 망 구성과는 달리 댁내 ATM 망의 경우는 단일 통신망을 통해서 다양한 형태의 서비스를 제공해 주게 된다.

댁내 망 구축을 위해 RBB WG에서는 독자적으로 댁내 하부 망 구조(Infrastructure)를 위한 참조 모델을 설정했으며, 이는 전송에 필요한 소모 전력과 전자파의 영향 등을 고려하여 배선의 길이는 50m 정도면 충분하고, 비숙련자라 할지라도 쉽게 설치가 가능하도록 하는 것에 기초를 두고 있다.

또한, 댁내의 하부 망을 구축하기 위한 물리 매체 유형은ISO 11801에 정의된 Category 5 UTP(Unshielded Twisted Pair)를 사용하거나 POF(Plastic Optical Fiber)를 사용하는 것을 고려하며, 아울러 커넥터의 유형은 UTP5를 위해서는 RJ-45를 사용하고, POF를 위해서는 새로운 형태의 커넥터를 정의하여 사용하는 것을 밝히고 있다. 이러한 하부 구조를 갖는 댁내 ATM 망은 초기에 비디오 기반의 오락 서비스를 제공하기 위한 셋탑 박스(Set-Top Box)와 정보 서비스를 위한 PC가 주된 단말 장치가 될 것으로 내다보고 있다.

ATM Forum의 RBB WG에서 지금까지 수행한 표준화 활동을 담은 기본 문서는 "Residential Broadband Architectural Framework"라는 제목으로 정리되어 금년 7월 포틀랜드 회의 개최 직전에 가진 최종 투표에서 찬성 16표, 반대 0표, 기권 5표의 결과로 표준 문서로 확정되었다. 이 문서는 ATM Forum 웹사이트(Web Site)에 af-rbb-0099.000 파일로 업로드 되어 있다.

ATM Forum에서는 그 동안 주로 ATM 액세스망 기술과 관련된 표준화 활동을 추진해오다가 97년 2월 회의에서 처음으로 댁내 ATM 망의 기본 특성과 역할 등을 담은 기고서를 다루었다[8]. 이후 댁내 ATM 망과 관련된 기고서가 다수 발표되었으나 대부분 댁내 ATM 망의 기본 구조 및 요구 사항을 담은 기고서에 불과했으며, 댁내 ATM 망의 구현 방법에 실마리를 제공한 것은 캐나다 Northern Telecom사의 Diana Wilhelm에 의해 발표된 SDP(Simple Device Protocol) 프로토콜이다[9]. SDP 프로토콜은 댁내 통신 프로토콜이라기 보다는 액세스망에 연결되어 있는 관리 시스템에서 댁내의 통신망 종단 장치에 필요한 제어 정보(예: 라우팅 정보)를 전달하기 위한 ATM 셀 기반의 제어 프로토콜을 규정한 것이었다.

'98년 2월 애너하임 회의에서 캠브리지 대학의 D. J. Greaves는 SDP 프로토콜에 기반을 두고서 댁내의 가전 기기들간에 ATM 기반의 제어를 위한 ATM Warren 프로토콜을 발표하였다[6]. 현재 ATM Warren은 다양한 관련 제품을 개발하여 시험망을 구축중에 있다.

그리고 금년 7월 포틀랜드 회의에서는 Diana Wilhelm이 예전에 발표했던 SDP 프로토콜을 개선하여 댁내에서 ATM 셀을 이용하여 디바이스를 제어하기 위한 제어 프로토콜로서 제시하는 기고서가 발표될 예정이다.

2. DAVIC의 표준화 동향

DAVIC (Digital Audio Visual Council) 표준화 기구는 1994년 8월에 창설되어 1998년 현재 25개국에서 200개 이상의 멤버들로 구성되어 있다. 1996년 1월에 DAVIC 1.0 버전이 발표된 이후 1997년 3월에 DAVIC 1.3 버전이 발표되어 현재 활용되고 있다. DAVIC의 표준화 활동 중에서 댁내 통신망과 관련된 분야만을 간추리면 다음과 같다[5].

(그림 3)은 케이블 환경에서 DAVIC이 참조 모델로 고려하고 있는 구조이다. DAVIC에서는 무선 환경에서의 참조 모델도 정의하고 있으나 본 고에서는 케이블 환경에서의 댁내 통신망 연구 동향만을 살펴보도록 한다.

DAVIC에서는 순수 ATM 기반의 댁내 통신망을 다루는 ATM Forum과는 달리 ATM 기술 이외에도 기존의 다양한 통신 기술을 고려한 댁내 통신망을 대상으로 하고 있다. DAVIC에서는 댁내 통신망을 위한 UPI(User Premises Interface) 표준 인터페이스를 규정하고 있으며, 통신망 종단 시스템(End System)으로는 셋탑 박스(Set Top Box)를 고려하고 있다. 또한 댁내 통신망과 액세스 망간의 인터페이스로서 A1 인터페이스를 규정하고 있다. 그러나 셋탑 박스가 통신망 종단 장치에 직접 연결되는 경우와 별도의 댁내 통신망에 연결되는 두 가지 경우가 존재할 수 있으므로 전자의 경우에는 A1 인터페이스가 적용되고 후자의 경우에는 별도의 Al* 인터페이스를 따르게 된다. 경우에 따라 A1 인터페이스와 A1* 인터페이스는 동일한 경우일 수도 있다.

한편, 셋탑 박스 내부에는 네트워크 인터페이스 유닛(NIU: Network Interface Unit)과 셋탑 유닛(STU: Set Top Unit)의 두 가지 기능으로 나누어지고 이들간의 인터페이스를 A0 인터페이스로 규정하고 있다.

DAVIC 1.3 버전에서는 댁내 통신망을 점대점(Point to Point) 구조의 통신망 만을 고려하고 있다. (그림 4)는 DAVIC 1.3에서 명시하고 있는 댁내 통신망 구성 방법중에서 단순히 하나의 셋탑 박스가 통신망 종단 장치에 연결되는 형태의 통신망 구조이다.

또한 (그림 5)는 다수의 셋탑 박스들이 버스 토폴로지(Bus Topology) 형태를 이루면서 통신망 종단 장치에 연결된 댁내 통신망 구성을 보여주고 있다.

이 경우 셋탑 박스에서 통신망 종단 방향으로의 트래픽 전달시에는 다수의 셋탑 박스에서 동시에 발생되는 트래픽의 충돌을 막기 위한 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control) 프로토콜이 필요하게 됨을 언급하고 있다.

아울러 DAVIC 1.3에서는 셋탑 박스가 직접 통신망 종단 장치에 연결되지 않고 별도의 댁내 통신망에 연결되는 기본적인 댁내 통신망 모델을 제시하고 있다. 그러나 구체적인 댁내 통신망 구성 형태, 댁내 액세스망(HAN: Home Access Network) 및 댁내 근거리망(HLN: Home LAN) 등의 기술에 대해서는 곧 발표될 DAVIC 1.4 버전에서 제시될 전망이다.

3. ANSI 표준화 동향

ANSI의 IISP 그룹에서는 주로 GII/NII(Global/National Information Infrastructure) 관련 표준화를 다루고 있으며, 댁내 망 관련 표준화는 별도의 표준 제정을 다루기 보다는 <표 1>과 같이 액세스망 기술과 사용자 응용 서비스의 조합에 의한 분류표를 만들고서 각 모델에 해당하는 동작 시나리오 및 다이어그램을 제시하고 있으며, 댁내 통신망 기술과 관련하여 표준화를 진행중인 표준화 기구들을 명시하고 있다. IISP 그룹에서 이러한 RBB(Residential Broadband) 관련 연구 활동을 모아 별도의 웹 사이트를 관리하고 있다[10].

(그림 6)은 액세스망 기술로서 광 케이블을 이용하고, 댁내에서의 서비스로서 디지털 데이터를 이용하는 경우에 구성될 수 있는 통신망 구성 예를 보여주고 있다. 그림에서 살펴보듯이 댁내 디지털 서비스를 위한 표준화 활동이 TIA(Telecommunications Industry Association)나 IEEE 등을 중심으로 진행중임을 알 수 있다.

4. 기타 표준화 기구의 동향

그 밖의 댁내 통신망 관련 표준화 단체 및 워킹 그룹으로는 HomeRF(Home Radio Fre-quency) 워킹 그룹[11], VESA(Video Electronics Standards Association)[12], HomePNA (Home Phoneline Networking Alliance) 그룹[13] 등이 있다.

HomeRF 워킹 그룹은 가정용 기기간의 무선 데이터 전송을 가능케 하는 프로토콜을 개발하고 있으며, VESA는 PC와 주변기기, 그리고 가전 제품을 웹(Web)을 기반으로 통합하는 댁내 통신망 기술 개발에 적극 나서고 있다. 또한 HomePNA는 댁내에서 기존의 전화 라인을 이용한 가정용 네트워크 장비 개발에 박차를 가하고 있다.

인텔, 스리콤, AT&T 등이 참가하고 있는 HomeRF 워킹 그룹은 PC, 휴대전화, TV, 음향기기 등 가정용 기기간의 데이터를 무선으로 송수신하는 프로토콜인 전용 무선접속 프로토콜(SWAP: Shared Wireless Access Protocol) 스펙을 올 가을 경에 내놓을 방침이며 이를 기반으로 한 제품은 내년 하반기 중으로 출시할 계획이다. SWAP은 음성 신호와 데이터 신호의 호환성에 초점을 맞춰 가정에서 활용하고 있는 이기종의 음성 장치와 데이터 장치를 연결 사용할 수 있는 프로토콜이다.

마이크로소프트, IBM, 컴팩 등이 참여하고 있는 HomePNA는 댁내에서 기존의 전화 라인을 이용하여 이더넷 네트워크 환경을 구현한다는 방침 아래 PC 카드에 탑재해 1Mbps 속도로 인터넷 데이터를 전송하는 기술 개발에 주력하고 있다. 이 기술은 기 설치된 전화 라인을 이용하면서도 전화나 팩스와 같은 기존 전화 서비스와 간섭이 전혀 없으며, xDSL 인터넷 액세스 등과 같은 서비스와도 아무런 무리 없이 동작하는 특징을 보여준다. HomePNA는 이러한 기술에 대한 스펙을 마련해 금년 가을부터 초안에 따른 홈 네트워킹 관련 제품을 출시할 방침이며, 오는 '99년 발표될 차세대 홈 네트워킹 제품은 10Mbps 속도를 지원할 계획이라고 밝혔다[13].

이 밖에도 댁내 자동화(Home Automation) 등과 관련하여 EIA(Electronic Industry Alliance)[14], LonWorks[15], 그리고 CIC(CEBus Industry Council)[16] 등의 표준화 기구들이 활동 중에 있으며, 공식 표준화 기구는 아니지만 1995년에 표준화가 이루어진 IEEE 1394 파이어와이어(Firewire) 기술을 댁내 통신망의 표준으로 만들기 위해 결성된 협의체인 IEEE 1394 TA[17]는 전 세계 150여 개 업체가 참여하여 활발한 표준 활동을 진행중이다. IEEE 1394는 미국 애플사가 개발한 디지털 기기간 전송 기술 표준으로 통신 기기, 컴퓨터, 가전제품을 연결해 멀티미디어 데이터를 100Mbps∼1Gbps까지 고속으로 송수신할 수 있도록 하는 새로운 인터페이스 규격이다. 이 규격이 발표된 이후 국내에서도 삼성전자를 비롯한 가전제품 업체들이 IEEE 1394를 채택한 제품을 개발중에 있다.

Ⅲ. 댁내 통신망 기술개발 동향

20여 년 동안 PC의 주요 입출력 버스로 자리잡아 왔던 RS-232 시리얼 버스를 대체할 차세대 기술로서 USB(Universal Serial Bus)와 IEEE 1394 파이어와이어가 있다[18]. USB의 경우 인텔사가 주도하고 있기 때문에 IEEE 1394보다 빠르게 정착됐고 이미 대부분의 PC 메인보드가 이를 지원하고 있어 많이 알려진 기술이다. 하지만 이에 비해 IEEE 1394는 가전제품과 PC를 연동해서 사용할 수 있는 인터페이스 정도로만 알려져 있을 뿐이다. 그러나 컴팩이 이미 지난 봄에 IEEE 1394 인터페이스를 장착한 시스템을 발표했고, 소니, NEC 등의 주요 업체들도 연이어 이 기술을 장착한 노트북 및 데스크탑 PC를 선보이고 있어 세계적으로는 상용화 단계에 접어들고 있는 상황이다. 게다가 곧 출시될 윈도 98에서도 IEEE 1394를 지원함에 따라 올 하반기 혹은 내년부터는 IEEE 1394가 보다 광범위하게 이용될 것으로 전망된다.

한편, ATM Forum에서 주장하는 순수 ATM 기반의 댁내 통신 프로토콜로서 캠브리지 대학에서 개발중인 ATM Warren 기술이 테스트베드 구축을 위한 시제품 개발을 통해 필드 테스트(Field Test)에 활기를 띄고 있다. 그리고, 캐나다의 Northern Telecom 사에서 개발중인 SDP (Simple Device Protocol) 프로토콜 역시 금년 7월 ATM Forum 포틀랜드 회의에서 ATM 기반의 댁내 디바이스 제어 프로토콜로서 수정된 버전이 발표될 예정이어서 관심이 집중되고 있다.

1. USB(Universal Serial Bus)

USB는 컴팩, DEC, IBM, 인텔, 마이크로소프트, NEC, Northern Telecom 등 여러 회사들이 주체가 되어 제정하고 있는 산업체 표준안[18]으로서 1996년 1월에 버전 1.0이 만들어졌다. USB는 (그림 7)에서 보는 바와 같이 키보드, 마우스, 모니터, 프린터, 모뎀 등과 같은 PC용 주변기기를 한꺼번에 연결시킬 수 있는 범용 인터페이스 방식을 제공한다.

USB는 다양한 주변장치를 사용할 수 있는데 최대 128개의 주변장치를 연결시킬 수 있으며, 같은 종류의 장치도 여러 개 사용할 수 있다. PC 게임용 조이스틱을 2~3개 연결시켜 동시에 여러 명이 게임을 즐길 수 있으며 심지어는 마우스를 3개, 키보드를 5개 연결시켜 각기 따로 작동시킬 수 있다. 물론 이 경우 응용 소프트웨어나 운영체제가 이들 기능을 지원해야 한다.

USB는 주변장치와의 고속 통신이 가능하고 CPU와 직접 신호를 주고 받을 수 있게 설계되어 방대한 이미지를 전송하는 스캐너나 대용량 출력물을 인쇄하는 프린터 등의 분야에 이용 가능하다. USB는 초당 데이터 전송속도가 1MB에서 최대 12MB로 현재 PC에서 가장 대중적으로 사용되는 병렬 포트와 비슷한 수준이다. 그러나 USB 인터페이스는 플러그 앤드 플레이가 완벽하게 제공되므로 컴퓨터를 끄고 켜는 과정 없이 필요한 주변장치를 교체할 수 있고 전원이 동시에 공급되므로 별도의 전원 어댑터 없이 사용할 수 있는 장점이 있다. 특히 USB는 스카시(SCSI) 인터페이스와 같이 별도의 컨트롤러 없이 메인보드에서 지원하는 커넥터에 연결해 사용할 수 있고 연결 디바이스가 128개로 병렬 입출력 포트나 스카시, IDE 인터페이스에 비해 우수한 확장성을 갖추고 있다.

USB방식의 디바이스를 개발하는 제조업체의 입장에서도 기존 인터페이스를 USB로 교체하는 데 1~2달러 정도의 추가비용만을 소요하게 될 것으로 내다보고 있어, 앞으로 키보드나 마우스, 스캐너, 프린터, 모니터 등 데이터 입출력 속도가 그다지 빠르지 않은 주변장치에서 표준 입출력 인터페이스로 USB를 채용한 제품이 많이 등장할 것으로 예상된다.

2. IEEE 1394 파이어와이어

미국의 애플사가 처음 제안하고 IEEE 1394 워킹그룹에서 개발한 IEEE 1394 파이어와이어 직렬 버스[3,17,19]는 이미 1995년에 IEEE 국제 표준으로 정해졌으나 그 동안 지원되는 하드웨어가 많지 않아 대중화가 늦어지게 되었다.

IEEE 1394는 (그림 8)과 같이 데이지 체인(Daisy Chain) 형의 통신망 구조를 가지며, 단일 버스상에서 100, 200, 그리고 400Mbps의 데이터 전송 속도를 동시에 지원할 수 있는 특징을 갖고 있다. 그러나 한 순간에 단지 한 개의 장비만이 데이터 패킷을 전송할 수 있다.

IEEE 1394는 USB와 마찬가지로 동작 중에도 가전 기기의 추가 및 제거가 용이한 플러그 앤드 플레이 기능을 제공할 뿐만 아니라 대역폭을 다수의 가전 기기들이 공유하여 비동기(Asynchronous) 트래픽 뿐만 아니라 음성과 같은 등시성(Isochronous) 트래픽을 동시에 수용할 수 있게 한다. 또한 케이블을 통해 저전력의 전원을 공급하므로 가전기기에서는 공급 전원을 사용하거나 별도의 외부 전원을 선택적으로 사용할 수가 있다.

IEEE 1394 인터페이스는 가전기기와 컴퓨터를 연결하는 인터페이스로 현재 컴퓨터 저장장치와 캠코더 등 분야에서 가장 활발하게 제품 개발이 추진되고 있다. IEEE 1394의 성능 향상 규약으로 개발중인 IEEE 1394b는 800Mbps에서 3.2Gbps까지의 전송 속도를 지원할 예정이어서 현재 사용되고 있는 어떤 인터페이스보다 빠른 성능을 갖게 될 전망이다.

현재 IEEE1394 인터페이스는 미국 퀀텀을 필두로 시게이트, 맥스터, 웨스턴디지털 등의 업체와 어댑텍 같은 칩세트(Chipset) 개발 업체, 그리고 삼성전자, 소니, 파나소닉 등 가전 업체들이 관련 제품을 개발하고 있다. 이처럼 IEEE 1394는 PC 주변 장치 분야와 디지털카메라, 캠코더, VCR 등 대용량의 데이터를 제어하거나 고속 데이터 전송이 필요한 영상 가전기기 분야에서 주로 제품 개발이 이루어지고 있어 내년 중반이면 이 인터페이스를 채용한 제품 출시가 크게 늘어날 것으로 예상된다.

하지만 IEEE 1394는 케이블의 전체 길이가 72미터 이내이고 두 장치간에 홉(Hop)의 개수는 최대 16개 이내이어야 한다는 제약 사항을 두고 있다. 또한 직접 연결된 두 기기간의 거리가 4.5m 이내이어야 하므로 보다 먼 거리에 위치한 두 가전 기기간의 연결을 위해서는 (그림 9)에서 보는 바와 같이 IEEE 1394용 리피터나 브리지 등의 장비를 이용해야만 한다.

아울러 IEEE 1394는 댁내에서의 통신 기술에만 초점을 맞추어 개발된 까닭에 향후 ATM 기반의 초고속 정보통신망이 구축되는 경우 두 통신망간의 변환 기술이 필요하게 된다.

현재 IEEE 1394 관련 기술의 표준화는 IEEE 1394 기술을 댁내 통신망의 표준으로 만들기 위해 결성된 협의체인 IEEE 1394 TA(Trade Association)[17]를 중심으로 활발히 진행 중이다. IEEE 1394 TA는 전 세계 150여 개 업체가 참여하고 있으며, 국내에서도 삼성전자를 비롯한 다수의 가전 업체들이 회원사로 가입하여 표준화 활동 참여뿐만 아니라 관련 제품 개발에 박차를 가하고 있다.

3. ATM Warren

ATM Warren은 순수 ATM 기반의 댁내 통신 기술로서 영국의 캠브리지 대학에서 개발한 프로토콜이다[6, 20~24]. ATM Warren은 (그림 10)과 같이 다수의 ATM 스위치들이 메쉬(Mesh) 구조로 연결된 토폴로지를 가지며, 링형이나 버스형의 토폴로지를 서브 네트워크로 가질 수 있다.

Warren 스위치는 25Mbps의 고정 대역폭을 갖는 포트들로 구성되며, 댁내의 가전 기기들은 이들 스위치의 한 포트에 연결된다. ATM Warren에는 하나의 WC(Warren Controller)가 있어 자신으로부터 스위치나 디바이스까지의 경로 정보를 관리하면서 제어용 ATM 셀들을 주고 받는다. (그림 11)은 ATM Warren에서 WC와 디바이스간에 주고 받는 제어용 ATM 셀의 구조를 보여주고 있다.

제어용 ATM 셀의 헤더에는 WC에서 디바이스로 전달되는 다운 스트림(Down Stream) 제어 셀인 경우 VCI(Virtual Channel Identifier) 값으로 30이 사용되고, 디바이스에서 WC로 전달되는 업 스트림(Up Stream) 제어 셀인 경우 VCI값으로 31을 고정적으로 사용하여 제어 셀의 구분에 이용한다. 그리고 ATM 셀의 정보 필드를 분할하여 처음 8바이트는 WC로부터 디바이스까지의 경로를 나타내는 소스 라우팅(Source Routing) 정보를 표시하는데 이용하고, 나머지는 커맨드(Command)와 패드(Pad)용으로 이용한다.

ATM Warren에서 사용하는 소스 라우팅 기법은 디바이스가 추가되는 경우 자신의 추가 사실을 WC로 전달하기 위한 비콘(Beacon) 제어 셀을 생성하도록 하고, 중간 스위치에서는 이를 수신한 포트 번호를 차례로 담아 WC가 위치한 업 스트림 방향으로 전달하게 된다. 비콘 제어 셀을 수신한 WC는 자신으로부터 신규 등록 디바이스까지의 경로 정보를 알게 되므로 향후 디바이스 제어 및 관리를 위한 소스 라우팅 정보로 활용하게 된다. 또한 WC에서 디바이스까지 제어 셀의 전달시에 중간 스위치에서는 이러한 소스 라우팅 정보를 보고서 해당 제어 메시지가 전달되어야 할 포트를 결정하게 된다.

커맨드 필드의 처음 4 바이트는 커맨드의 종류를 나타내며, 다음 4 바이트는 주소 필드, 그 다음 4 바이트는 커맨드와 관련된 제어 데이터를 나타내며, 나머지 4 바이트는 응답 메시지를 담는 용도로 사용된다.

ATM Warren 프로토콜은 이러한 제어용 ATM 셀을 이용하여 각 스위치 및 디바이스의 자동 등록 기능을 제공하게 되며, 컨트롤러와 각 스위치 혹은 디바이스간에 제어 메시지를 주고 받을 수가 있다.

그 동안 ATM Forum 표준화 회의에서는 댁내 ATM 망에 관한 기본적인 개념 위주의 기고서가 발표되어 왔으나, '98년 2월 ATM Forum 애너하임 회의에서 구체적인 댁내 통신 프로토콜로서 처음 소개된 ATM Warren 프로토콜은 많은 주목을 받았다. 현재 ATM Warren은 영국의 ATML사의 지원으로 다양한 관련 제품을 개발하여 시험망을 구축중에 있다.

4. 기타 댁내 망 구성 방법

이 밖에도 댁내 통신망을 구축하기 위한 기술로서 댁내에 기 포설된 전화 라인, 동축케이블, 그리고 전원 케이블을 이용하는 방법 등이 등장하고 있으며, 기존의 근거리망 환경에서 사용해 온 이더넷 혹은 고속 이더넷 기술을 댁내에서 활용하는 방안도 제기되고 있다. 그리고 PoF (Plastic Optical Fiber)를 직접 댁내에 포설하여 고속의 댁내망을 구축하거나 무선 기술을 이용하는 방법도 있다.

Ⅳ. 결 론

그 동안 ATM Forum, DAVIC 등의 표준화 기구에서는 액세스망 관련 기술에 초점을 맞추어 표준화를 추진해왔으나, 점차 액세스망 기술의 연장선에서 댁내 가전기기들까지 직접 서비스를 전달하기 위한 댁내 통신망 기술의 표준화를 위해 관심을 기울이는 추세이다. 이는 동영상 압축 기술, 디지털 신호처리 기술 그리고 정보 가전용 운영체제 기술의 발전으로 인해 댁내의 가전기기들이 점차 디지털화 되고 네트워크 기술이 탑재되어 더욱 필요성이 증대되고 있는 분야이다.

본 고에서는 이러한 댁내 통신망 기술과 관련하여 ATM Forum, DAVIC 등의 표준화 기구와 HomePNA, VESA, IEEE 1394 TA 등의 워킹 그룹에서 진행중인 표준 개발 동향을 살펴보았다. 그리고 최근 PC 주변기기를 중심으로 각광을 받기 시작한 USB와 IEEE 1394 파이어와이어 기술에 대한 개요를 살펴보았으며, ATM Forum에서 목표로 하고 있는 순수 ATM 기반의 댁내 통신망 구축을 위해 새롭게 등장한 캠브리지 대학의 ATM Warren 프로토콜에 대해 통신망 구조 및 디바이스 등록 절차 등에 대해 살펴보았다.

향후 댁내 통신망 기술 분야는 USB 기술을 흡수한 IEEE 1394 파이어와이어와 ATM Warren을 비롯한 순수 ATM 기반의 댁내 통신망 기술이 치열한 각축전을 벌일 것으로 예상된다.

<참 고 문 헌>