16- 표준 - 개정 _06 표준공법개발연구 ( 근거리통신망 ) 2016. 12.
표준공법개발연구 ( 근거리통신망 ) 2016. 12.
제 개정현황 NO 제 개정일자제 개정내용발간번호 1 2012.12 2 2016.12 근거리통신망표준공법제정표준공법일부개정설계 / 설치기준수정 13- 표준 -08 16- 표준 - 개정 _06
목차 제 1 장일반사항 제1절목적 1 제2절적용범위 1 제3절관련기준 2 1. 법령 2 2. 기술기준및지침 2 3. 표준 2 제4절용어및약어 3 1. 용어 3 2. 약어 5 제 2 장근거리통신망설계기준 제1절근거리통신망개요 9 1. 근거리통신망정의 9 2. OSI 참조모델 10 3. LAN Topology 19 4. LAN 방식 22 제2절근거리통신망설계기준 32 1. 일반사항 32 2. 근거리통신망설계기준 34 - i -
제 3 장근거리통신망분류 제1절 1계층장비 41 1. 전송매체 ( 물리매체 ) 41 2. LAN 카드 (NIC) 49 3. 리피터 52 제2절 2계층장비 54 1. L2 스위치 (L2 Switch) 54 2. 브리지 (Bridge) 55 제3절 3계층장비 56 1. 라우터 (Router) 56 2. L3 스위치 (L3 Switch) 58 제4절기타 59 1. 방화벽 (Firewall) 59 2. L4/L7 스위치 (L4/L7 Switch) 62 3. 무정전전원장치 (UPS) 64 제 4 장근거리통신망시공 제1절근거리통신망설치기준 67 1. 일반사항 67 2. 고려사항 67 3. 설치기준 68 제2절근거리통신망 (LAN) 기초시공 70 1. 시공 Flow 70 2. 장비설치 75 제3절 1계층장비 82 - ii -
1. 일반사항 82 2. LAN카드 (NIC) 82 3. 허브및리피터 83 4. UTP케이블 84 5. 광케이블접속 89 6. 광분배함 (FDF) 설치 99 제4절 2계층장비 106 1. L2 Switch 106 2. 브리지 119 제 5 장시험및검사 제1절케이블테스트 123 1. 측정방법 123 2. 측정항목및시험기준 124 제2절준공검사 127 - iii -
표목차 [ 표 2-1] OSI 참조모델계층별기능및역할 18 [ 표 2-2] LAN Topology 장 단점비교 21 [ 표 2-3] 기가비트이더넷 (1000Base-X) 물리매체규격 27 [ 표 3-1] UTP 케이블등급과특성 44 [ 표 3-2] 광케이블모드 46 [ 표 3-3] 대표적인광커넥터 47 [ 표 3-4] L3 스위치와라우터비교 58 [ 표 3-5] L4/L7 스위치비교 63 [ 표 5-1] UTP 케이블링크성능 ( 전기적특성시험 ) 기준 125 [ 표 5-2] 광케이블링크성능기준 ( 공동주택및업무용건축물 ) 126 [ 표 5-3] 준공검사시착안사항 ( 예시 ) 127 - iv -
그림목차 [ 그림 2-1] OSI 참조모델과 TCP/IP 계층구조 11 [ 그림 2-2] 버스형네트워크 19 [ 그림 2-3] 링형네트워크 20 [ 그림 2-4] 성형네트워크 21 [ 그림 2-5] CSMA/CD 통신방식 23 [ 그림 2-6] 10 Base 5 네트워크구성 ( 예시 ) 24 [ 그림 2-7] 10Base-2 네트워크구성 ( 예시 ) 24 [ 그림 2-8] 10 Base-T 네트워크구성 ( 예시 ) 25 [ 그림 2-9] 100Base-TX 네트워크구성 ( 예시 ) 26 [ 그림 2-10] 1000 Base-X 네트워크구성 ( 예시 ) 28 [ 그림 2-11] 1000 Base-T 네트워크구성 ( 예시 ) 28 [ 그림 2-12] 토큰링네트워크 29 [ 그림 2-13] FDDI 네트워크 31 [ 그림 3-1] 꼬임케이블의종류 42 [ 그림 3-2] UTP 케이블기본배열 43 [ 그림 3-3] 다이렉트케이블과크로스케이블배열 43 [ 그림 3-4] 광케이블내부구조 45 [ 그림 3-5] 광케이블모드 46 [ 그림 3-6] 동축케이블구조 48 [ 그림 3-7] LAN 카드 (NIC) 50 [ 그림 3-8] 허브 (Hub) 51 [ 그림 3-9] 리피터 (Repeater) 52 [ 그림 3-10] 리피터 (Repeater) 의역할 52 [ 그림 3-11] L2 스위치 (L2 Switch) 54 [ 그림 3-12] 브리지 (Bridge) 55 [ 그림 3-13] 라우터 (Router) 57 [ 그림 3-14] 방화벽 (Firewall) 원리 59 [ 그림 3-15] 방화벽 (Firewall) 61 - v -
[ 그림 3-16] 무정전전원장치 (UPS) 64 [ 그림 3-17] UPS 전원공급구성 64 [ 그림 4-1] Pre Construction 70 [ 그림 4-2] 자재입고주의사항 71 [ 그림 4-3] 액세스플로어내케이블설치 ( 예시 ) 72 [ 그림 4-4] 효율적인관리를위한케이블연결 ( 예시 ) 73 [ 그림 4-5] 근거리통신망 (LAN) 시공 Flow( 예시 ) 74 [ 그림 4-6] 근거리통신망 (LAN) 구성 ( 예시 ) 75 [ 그림 4-7] 앵커볼트설치 ( 예시 ) 77 [ 그림 4-8] Rack의종류 ( 예시 ) 78 [ 그림 4-9] 전원및쿨링팬설치 ( 예시 ) 80 [ 그림 4-10] Rack 접지 ( 예시 ) 80 [ 그림 4-11] Rack 바닥고정 ( 예시 ) 81 [ 그림 4-12] Rack 장비배치 ( 예시 ) 81 [ 그림 4-13] LAN카드 (NIC) 설치 ( 예시 ) 83 [ 그림 4-14] 허브및리피터설치 ( 예시 ) 83 [ 그림 4-15] UTP Module 설치 (1피복절체 ) 84 [ 그림 4-16] UTP Module 설치 (2페어별구분 ) 85 [ 그림 4-17] UTP Module 설치 (3페어별로끼움 ) 85 [ 그림 4-18] UTP Module 설치 (4Organizer 간격확보 ) 85 [ 그림 4-19] UTP Module 설치 (5가닥을홈에맞춤 ) 86 [ 그림 4-20] UTP Module 설치 (6커넥터결합 ) 86 [ 그림 4-21] UTP Module 설치 (7Tool에커넥터넣음 ) 86 [ 그림 4-22] UTP Module 설치 (8Tool로고정 ) 87 [ 그림 4-23] UTP Module 설치 (9커넥터취부 ) 87 [ 그림 4-24] UTP 케이블제작방법 88 [ 그림 4-25] 광케이블접속작업 Flow 89 [ 그림 4-26] 수동절단기를이용한심선절단 (1광섬유코팅제거 ) 89 [ 그림 4-27] 수동절단기를이용한심선절단 (2이물질제거 ) 90 [ 그림 4-28] 수동절단기를이용한심선절단 (3가이드에심선정렬 ) 90 [ 그림 4-29] 수동절단기를이용한심선절단 (4심선고정 ) 90 - vi -
[ 그림 4-30] 수동절단기를이용한심선절단 (5심선절단 ) 91 [ 그림 4-31] 수동절단기를이용한심선절단 (6절단확인 ) 91 [ 그림 4-32] 반자동절단기를이용한심선절단 (3가이드에심선정렬 )92 [ 그림 4-33] 반자동절단기를이용한심선절단 (4심선에흠을줌 ) 92 [ 그림 4-34] 반자동절단기를이용한심선절단 (6절단확인 ) 93 [ 그림 4-35] 광섬유융착접속 Flow 94 [ 그림 4-36] 융착접속 (1광섬유에열수축슬리브삽입 ) 94 [ 그림 4-37] 융착접속 (2광섬유코팅제거및절단 ) 95 [ 그림 4-38] 융착접속 (3접속기가이드에광섬유정렬 ) 95 [ 그림 4-39] 융착접속 (4광섬유접속시작 ) 96 [ 그림 4-40] 융착접속 (5광섬유단면관찰 ) 96 [ 그림 4-41] 융착접속 (6광섬유접속상태정렬 ) 96 [ 그림 4-42] 융착접속 (7광섬유접속완료 ) 97 [ 그림 4-43] 융착접속 (8가열기에열수축슬리브정렬 ) 97 [ 그림 4-44] 융착접속 (9열수축슬리브가열 ) 97 [ 그림 4-45] 융착접속 (10열수축슬리브보강상태확인 ) 98 [ 그림 4-46] FDF 설치 Flow 100 [ 그림 4-47] FDF 설치 (1Spool 고정 ) 100 [ 그림 4-48] FDF 설치 (2케이블고정 ) 100 [ 그림 4-49] FDF 설치 (3커넥터라벨링 ) 101 [ 그림 4-50] FDF 설치 (4고정고리에고정 ) 101 [ 그림 4-51] FDF 설치 (5트레이에삽입 ) 101 [ 그림 4-52] FDF 설치 (6어댑터연결 ) 102 [ 그림 4-53] FDF 설치 (7케이블연결 ) 102 [ 그림 4-54] FDF 설치 (8케이블정리 ) 102 [ 그림 4-55] 패치판넬설치 ( 예시 ) 103 [ 그림 4-56] 패치판넬설치 (1케이블피복제거 ) 103 [ 그림 4-57] 패치판넬설치 (2케이블정렬 ) 104 [ 그림 4-58] 패치판넬설치 (3케이블성단 ) 104 [ 그림 4-59] 패치판넬설치 (4케이블마킹 ) 105 [ 그림 4-60] 패치판넬설치 (5케이블고정 ) 105 [ 그림 4-61] L2 스위치전면도 108 - vii -
[ 그림 4-62] L2 스위치업링크포트형태 108 [ 그림 4-63] L2 스위치후면도 109 [ 그림 4-64] L2 스위치업링크포트형태 109 [ 그림 4-65] L2 스위치후면도 110 [ 그림 4-66] L2 스위치 Bracket 설치 111 [ 그림 4-67] L2 스위치랙에설치 111 [ 그림 4-68] L2 스위치접지 112 [ 그림 4-69] L2 스위치업링크옵션모듈설치 113 [ 그림 4-70] L2 스위치 SFP 업링크포트연결 114 [ 그림 4-71] L2 스위치 10/100/1000Base-T 포트연결 115 [ 그림 4-72] L2 스위치 1000Base-X GBIC 포트연결 116 [ 그림 4-73] L2 스위치콘솔케이블핀배열 117 [ 그림 4-74] L2 스위치콘솔포트연결 118 [ 그림 4-75] 브리지설치 ( 예시 ) 119 [ 그림 5-1] UTP 케이블성능측정을위한배선연결예시도 123 [ 그림 5-2] 광케이블성능측정을위한배선연결예시도 124 - viii -
제 1 장일반사항 제 1 절목 적 제 2 절적용범위 제 3 절관련기준 제 4 절용어및약어
제 1 장일반사항 제 1 절목 적 컴퓨팅기술발전과애플리케이션의대용량 고속화 멀티미디어화로네트워크트래픽이급증하면서사용자의요구대역을적절히제공하기위한다양한네트워크기술들이개발되고있다. 이에따라건축물내설치되는네트워크설비는사용자의환경및요구수준에따라다양하게구성되어져있으며, 각기다른설비들의원활한데이터통신을위해효율적이고합리적인설치 시공이중요하다. 본연구는네트워크설비의설치 시공을위한기술적인사항을명시하고시설현장, 설비별설치작업등의특수성을고려한합리적인공법을제시함으로써네트워크설비공사의품질을확보하고자한다. 제 2 절적용범위 네트워크는일반적으로서비스영역에따라 LAN(Local Area Network), MAN(Metro Area Network), WAN(Wide Area Network) 으로분류된다. 하지만최근에는고성능화된 LAN 기술의발전으로 MAN의의미가다소불분명해지면서 LAN과 WAN으로구분하는것이보통이다. 본연구는업무환경등에서일반적으로접하기쉬우며자원및정보의공유, 유연한확장성등의다양한장점으로많이사용되고있는근거리통신망 (LAN) 설비의설치 시공등에대하여적용한다. 제 1 장일반사항 1
제3절관련기준 1. 법령 1) 방송통신발전기본법 2) 정보통신공사업법 3) 방송통신설비의기술기준에관한규정 2. 기술기준및지침 1) 접지설비 구내통신설비 선로설비및통신공동구등에대한기술기준 2) 단말장치기술기준 3) 초고속정보통신건물인증업무처리지침 3. 표준 (1) TTAS.KO-04.0001/R2 주거용건축물에대한구내통신선로설비 (2) TTAS.KO-04.0002/R1 업무용건축물에대한구내통신선로설비 (3) TTAS.KO-04.0005/R1 구내통신선로설비설계및설치 (4) TTAS.KO-04.0007/R1 구내통신케이블링의전송성능현장시험 (5) TTAS.KO-04.0016/R1 Cat. 5e급배선 (6) TTAS.KO-04.0020 구내용 LAN 설계배선표준 (7) TTAS.KO-04.0034 Cat.6급구내배선성능기술표준 (8) TTA.KO-10.0078 근거리통신망 (LAN) 구축지침서 2 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
제4절용어및약어 1. 용어 1) 가상랜 (VLAN) : 물리적배치와상관없이논리적으로 LAN을구분할수있는기술 2) 감쇠 : 이득의반대개념으로, 다양한요인에의해발생하는신호의손실 3) 근단누화 (NEXT) : 송신측으로가까운케이블간에발생하는불필요한신호결합 4) 다중 ( 멀티 ) 모드광케이블 : 빛이다중경로로이동되는광케이블 5) 단일 ( 싱글 ) 모드광케이블 : 빛이오직하나의경로로이동하는광케이블 6) 등위원단누화 (ELFEXT) : 근단에있는송신단자로부터원단의근접해있는페어에나타나는원하지않는신호의측정치에대한동일페어에서측정된수신신호레벨의상대적비 7) 로드밸런싱 (Load Balancing) : 부하분산기능 8) 매체접근제어 (MAC) : 데이터전송시충돌을회피하기위해채널할당문제를해결하는방식 9) 반사손실 : 신호를전송할때회선의접속부또는종단에서전력의반사가발생하여나타나는손실 10) 브로드캐스트 (Broadcast) : 하나의노드로부터동일한네트워크에연결되어있는모든노드에게동시에데이터를보내는방식 11) 성형 (Star) 배선 : 세대단자함또는이와동등한기능이있는단자함에서각인출구로직접배선되는방식 12) 원단누화 (FEXT) : 근단에있는송신단자로부터원단의근접해있는페어에나타나는원하지않은신호의측정치 13) 이더넷 (Ethernet) : 근거리통신망 (LAN) 의대표적인통신기술 ( 방식 ) 14) 전력합근단누화 (PS NEXT) : 다수의송신단자로부터근단에서측정된한페어의원치않는신호의결합연산 15) 전력합등위원단누화 (PS ELFEXT) : 원단에있는다수의송신단자로부터원하지않는신호에대한동일한페어상에서수신되는신호레벨의연산 제 1 장일반사항 3
16) 접속손실 : 광섬유의접속부 ( 융착, 기계식등 ) 에서의입사광전력에대한출사광전력의비로, 광섬유에입사된광펄스의후방산란광을측정하여접속점에서후방산란파형의단차를양방향에서측정하여평균산술값으로평가하는손실 17) 파워섬 (PowerSum) : 여러페어 (Pair) 의선을사용할때모든페어간일어나는간섭량 18) 카테고리 (Category) : EIA/TIA 568 UTP wiring( 배선 ) 표준규격 19) 토폴로지 (Topology) : 다수의디바이스가통신링크로상호연결되어있는형태 20) 프로토콜 (Protocol) : 컴퓨터상호간또는컴퓨터와단말간정보를주고받을때의통신방법에대한규약 21) OSI 참조모델 : 서로다른시스템간에상호통신이가능하도록국제적으로표준화된네트워크통신모델 4 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
2. 약어 1) ACL : Access Control List 2) AUI : Attachment Unit Interface 3) ANSI : American National Standards Institute 4) CSMA/CD : Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection 5) EIA : Electronic Industries Alliance 6) ELFEXT : Equal Level Far-end Crosstalk 7) FDF : Fiber Distribution Frame 8) FEXT : Far-end Crosstalk 9) IEEE : Institute of Electrical and Electronics Engineers 10) ISO : International Organization for Standardization 11) LAN : Local Area Network 12) MAC : Media Access Control 13) MAU : Medium Attachment Unit 14) MDF : Main Distribution Frame 15) NEXT : Near End Crosstalk 16) NIC : Network Interface Card 17) OSI : Open System Interconnection 18) PDU : Protocol Data Unit 19) PS ELFEXT : Power Sum Equal Level Far-end Crosstalk 20) PS NEXT : Power Sum Near-end Crosstalk 21) QoS : Quality of Service 22) STP : Shielded Twisted Pair 23) TIA : Telecommunications Industry Association 24) TCP/IP : Transmission Control Protocol/Internet Protocol 25) TPS : Telecommunication Pipe Shaft, Triple Play Service 26) UPS : Uninterruptible Power Supply 27) UTP : Unshielded Twisted Pair 28) VLAN : Virtual Local Area Network 29) WAN : Wide Area Network 제 1 장일반사항 5
제 2 장근거리통신망 설계기준 제 1 절근거리통신망개요 제 2 절근거리통신망구성 제 3 절근거리통신망설계기준
제 2 장근거리통신망설계기준 제 1 절근거리통신망개요 1. 근거리통신망정의 네트워크란지리적으로분산되어있는장치간의정보를공유하도록연결된시스템을말한다. 즉, 컴퓨터나단말기, 프린터등여러종류의장치들을유선또는무선으로연결하여서로정보를공유할수있도록만든체계이다. 또한간단히컴퓨터와컴퓨터를케이블로연결하여파일을주고받는것도일종의네트워크라고할수있다. 이러한네트워크는일반적으로서비스영역 ( 규모 ) 에따라 LAN(Local Area Network), MAN(Metro Area Network), WAN(Wide Area Network) 으로분류된다. LAN은사무실이나건물, 학교등비교적가까운지역에사용하는소규모의네트워크를말하며 MAN은몇개의건물로부터도시전체를연결하는네트워크를의미한다. WAN은한국가에서사용하는대규모의네트워크라고볼수있는데, 일반적으로멀리떨어져있는 LAN과 LAN을연결시켜주는역할을한다. 하지만최근에는고성능화된 LAN 기술의발전으로 MAN의의미가다소불분명해지면서 LAN과 WAN으로구분하는것이보통이다. [ 그림 2-1] LAN, WAN 네트워크구조 제 2 장근거리통신망설비설계기준 9
2. OSI 참조모델 네트워크는수많은컴퓨터와장비로이루어져있고, 이들구성요소간에는서로데이터를주고받을수있다. 이렇게네트워크를통해서로통신을할수있는것은프로토콜 (Protocol) 때문이다. 프로토콜이란컴퓨터상호간또는컴퓨터와단말간에정보를주고받을때의통신방법에대한규약을말한다. 1960년대에는 IBM의 SNA나 DEC의 DECNet처럼해당업체에따라프로토콜이모두달랐으며이에따라서로다른네트워크간에는상호호환이되지않았다는문제점이있었다. 전세계의모든컴퓨터가하나의네트워크로연결되어동일한방법으로통신을하기위해서는프로토콜의표준화가필요하였다. 이러한프로토콜의종류는하드웨어상에서이루어지는프로토콜부터시작하여소프트웨어상의프로토콜까지매우다양하며기능또한복잡하였다. 이렇게다양하고복잡한프로토콜들이상호호환되어동작하기위해서는기준이되는모델이필요하게되었으며, OSI 참조모델 (Open System Interconnection Reference Model) 은이러한목적으로 ISO 1) 에서개발된프로토콜모델이다. OSI 참조모델은네트워크통신의전과정을 7계층으로나누고, 각계층마다독립적으로일정한역할을수행하도록하여하나의네트워크통신이완성되는과정을나타낸것이다. 그렇다고모든네트워크프로토콜이 OSI 참조모델에따라 7계층구조를가지고있는것은아니다. 네트워크는목적에따라두세단계의프로토콜만으로도원하는통신을할수있다. 실제로우리가사용하는네트워크프로토콜과 OSI 참조모델이일대일로대응되는경우는그리많지않으며많은프로토콜이 OSI 참조모델의여러계층에걸친기능을제공한다. 예를들면대표적인인터넷프로토콜인 TCP/IP는 OSI 참조모델의 3~4계층에서동작한다. OSI 참조모델은아래부분인물리계층부터각각의계층마다고유의역할및작업들이정의되어있다. 또한각계층은자신의하위계층을통해서비스를받고, 상위계층으로서비스를제공하도록규정되어있다. 예를들면 3계층의네트워크계층은 2계층인데이터링크계층을통해서비스를받고, 상위계층인전송계층에작업한내용을서비스하는식이다. 1) International Organization for Standardization( 표준화기구 ) 10 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
한편각계층은전송데이터에각계층에서의요구조건과처리정보를포함한 헤더 (Header) 라는고유의제어정보를추가 2) 하여다음계층으로보내며, 수신측의동일계층에의해해석되어처리된다. 예를들면송신측컴퓨터의 4계층에서추가된헤더는수신측컴퓨터의 4계층에서해석되며, 해석된헤더는지정된작업을수행한다음제거된상태로다음계층으로넘어가최종적으로수신측컴퓨터에는데이터만전송된다. 이때각계층간에전달되는데이터의단위는계층에따라서로다른이름으로불린다. 프로토콜이데이터를전송하기위해사용하는기본단위를 PDU(Protocol Data Unit) 라고하는데, 여기에는사용자정보뿐만아니라데이터의발신처와수신처에대한주소정보와전송중에에러가발생했는지확인하기위한패리티, 그밖에흐름제어등을위한각종정보가함께들어간다. 계층화된프로토콜에서는계층마다 PDU 이름을독특하게붙여사용하는경우가있는데, 1계층 PDU는비트 (Bit), 2계층 PDU는프레임 (Frame), 3계층 PDU는패킷 (Packet), 4계층 PDU는세그먼트 (Segment) 등으로부르는것이일반적이다. [ 그림 2-1] OSI 참조모델과 TCP/IP 계층구조 2) 과정을캡슐화 (Encapsulation) 라고한다. 제 2 장근거리통신망설비설계기준 11
가. 물리계층 (Layer 1) 물리계층은 OSI 참조모델의최하위계층인 1계층으로서, 전기적인신호를전송해주는전송매체에관한계층이다. 물리계층은구조화되지않은비트 ( 데이터단위 ) 들을물리적인매체를통하여전송하는것에관계한다. 즉, 데이터링크계층에비트전송을위한물리적접속을유지함을목적으로하고, 비트를보내고받기위해서기계적 3), 전기적 4), 기능적 5) 및절차적 6) 특징을다루어물리적으로액세스한다. 물리계층과관련된물리매체 ( 네트워크연결장비 ) 에는 허브, 스위치등의전기적신호를재발생시키는장비, 전화선이나 UTP 케이블, 각종커넥터등과같은기계적인연결장치, MODEM, CODEC 등디지털 / 아날로그신호변환기가있다. 세부적으로물리계층은장치와장치간의물리적인접속을위하여필요한전송매체, 신호전달방식등물리적인연결에관한사항을규정한다. 또한커넥터및각핀의기계적특성, 전압및전류, 주파수등에관한사항도이계층에서정의된다. 나. 데이터링크계층 (Layer 2) OSI 참조모델의두번째계층인데이터링크계층은물리계층의비트들을프레임으로구성하며, 데이터를전송하는방법에대해규정하는계층이다. 데이터링크계층은물리계층에서넘어오는데이터의오류를검사하고복구기능을담당할뿐만아니라, 시스템간전송속도차에의한흐름제어까지처리한다. 즉, 동기화, 오류제어, 흐름제어등을통하여데이터블록을전송한다. 상위계층인네트워크계층에서전송오류가없는전송매체로서의기능을제공하며, 인접한두장치간의신뢰성있는전송이이루어지도록하기위해서전송오류의검출및처리, 상황에따른데이터흐름의조절등에필요한사항을규정한다. 데이터링크계층의여러기능은대개 MAC(Media Access Control) 와 LLC(Logical Link Control) 의두가지계층으로다시세분화할수있다. 3) 주변장치사이의연결을위한사항 4) 신호의전위규격과전위변화의타이밍에관한사항 ( 데이터전송속도와거리를결정 ) 5) 각신호에의미를부여함으로써수행되는기능을정의 6) 기능적특성에의하여데이터를교환하기위한절차를규정 12 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
MAC 계층은동일채널을공유하는통신방법을제어하기위한것이고, LLC 계층은데이터전송을위해각장비들을논리적으로연결하고, 연결을유지하는역할을담당한다. 대표적인 2계층장비로는스위치 (L2) 가있는데, 2계층장비의특징은자동으로어드레스 (Address) 를습득한다는것이다. 스위치의 1번포트에 1A 라는 MAC 어드레스를가진시스템이연결되어있고, 이시스템이프레임을전송한다면스위치의 1번포트로해당프레임이들어오게된다. 이때스위치는프레임의소스어드레스 (SA) 7) 부분에적혀있는 MAC 어드레스를습득하게된다. 결과적으로스위치의 MAC 어드레스테이블에는 1번포트에 1A라는 MAC 어드레스를가진시스템이있다고기록된다. 이제부터는해당스위치에들어오는프레임가운데목적지어드레스가 1A인프레임의경우에는다른포트로는내보내지않고 (Filtering) 1번포트로만전달하게된다. 다. 네트워크계층 (Layer 3) 네트워크계층은여러개의독립적인네트워크간데이터전송에관한계층이다. 데이터링크계층의데이터전송은물리적인장치의어드레스지정을통해단일네트워크로연결된모든장치에데이터를브로드캐스팅 (Broadcasting) 하며, 수신측장비에서확인해자신에게오는데이터를수신하는방식이다. 하지만네트워크계층은네트워크를구성하는컴퓨터나통신장비등노드들의주소체계를설정하여각노드를지정할수있도록하며, 데이터가목적지까지올바르게도달할수있도록경로선택및중계기능을수행한다. 즉, 네트워크계층에서는네트워크와네트워크를연결하는인터네트워킹환경에서특정경로를선택하여권한이없는네트워크에데이터를전송하는것을미연에방지할수있다. 네트워크계층에서는기본적으로다음과같은사항을수행한다. 7) < 프레임구조 > 제 2 장근거리통신망설비설계기준 13
o 논리적으로분리된모든네트워크에고유한네트워크어드레스를부여 o 인터네트워킹을통해컴퓨터와라우터가최적의데이터경로를결정하도록라우팅을구현 o 네트워크는인터네트워크내에서예상되는오류의개수에따라서로다른단계의연결서비스를구현네트워크계층에서제공되는서비스는연결설정의방법에따라연결지향형서비스와비연결형서비스의 2가지형태로나뉜다. o 연결지향형서비스 (Connection Oriented Service) - 데이터를송 수신하기전에연결을설정한후데이터를전송하는형태로서, 데이터를보내기위해서는사전에연결설정을위한작업이필요하다. 일반적으로연결설정을수행하는작업을 Dialing이나 Signaling이라부르며, 이러한형태의네트워크계층으로는전화망이대표적인예가될수있다. 연결지향형서비스를제공하는네트워크계층에서는연결설정작업시데이터가전송되는경로가결정되며, 결정된경로로데이터를전달하기위하여각데이터에포함된연결식별정보를사용하여해당경로로데이터를교환 (Switching) 한다. o 비연결형서비스 (Connectionless Service) - 연결설정작업없이바로데이터를전송할수있도록하는서비스로대표적인예로인터넷을들수있다. 이러한비연결형서비스를제공하는네트워크에서데이터가목적지까지올바르게전달되기위해서는각데이터에목적지주소가포함되어있어야하며, 네트워크에각노드들은데이터에포함된목적지주소를이용하여라우팅 (Routing) 하게된다. 이때, 각노드에서는자신이갖고있는라우팅정보를이용하여각데이터를라우팅하는데이때문에동일한목적지로향하는데이터라할지라도각기다른경로를통하여목적지로도착할수도있다. 네트워크계층에서전달하는데이터단위는패킷 (Packet) 과데이터그램 (Datagram) 이라불린다. 이러한패킷과데이터그램은데이터를송신하기전에네트워크에서처리하기에적당한크기로자른것을말하는데, 패킷은연결지향형서비스를제공하는네트워크에서사용되며, 패킷의헤더에는연결설정시결정된연결식별정보가들어있다. 데이터그램은비연 14 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
결형서비스를제공하는네트워크에서사용되는데이터를말하며데이터그램의헤더에는송신지와목적지의주소정보가포함된다. 대표적인 3계층어드레스로는 IP 어드레스를예로들수있으며, 3계층장비인라우터는 3계층헤더의목적지어드레스를확인하여해당어드레스지로전달하는장비이다. 라. 전송계층 (Layer 4) 전송계층은종단시스템간 (End-to-End) 에신뢰성있고정확한데이터전송을담당한다. 즉, 송신측이보낸데이터를원래의내용그대로수신측이수신하는것을보장하는역할을수행한다. 전송계층은상위계층의메시지를세그먼트 (Segment) 화한후, 이세그먼트를세션계층혹은상위계층에게신뢰성있게전달한다. 또한하위계층에서의신뢰성이모자라는연결서비스 8) 가갖는미비점을해소하기위한역할을수행한다. 여기서신뢰성이보장된다는말은데이터가항상전달된다는것을의미하지는않는다. 전송계층은네트워크장비의지능화와함께 4계층스위치또는애플리케이션스위치 (L4/L7 스위치 ) 라는이름으로다계층스위치장비가출시되면서더욱중요성이높아지고있다. 전송계층이담당하는주요기능은다음과같다. o 분할과재조립 (Segmentation & Reassembling) - 상위계층에서만든데이터는전송에앞서적당한크기로분할된다. 이들을세그먼트 (Segment) 라고하는데, 이렇게분할된각각의세그먼트는순서번호 (Sequence Number) 를가지고네트워크상에서전송된다. 네트워크상에서데이터전송은 3계층의역할이고 3계층의패킷은순서대로도착하지않을수도있다. 하지만수신장비는이번호를이용해다시원래순서대로세그먼트를조립한다. o 연결제어 (Connection Oriented / Connectionless) - 4계층에서의연결은연결지향형일수도있고비연결형일수도있다. TCP/IP 의예를들면 TCP와 UDP를생각하면된다. 연결지향형프로토콜인 TCP는 8) Connection Oriented/Connectionless Service 제 2 장근거리통신망설비설계기준 15
애플리케이션사이의연결에앞서 TCP를이용하여연결을확립하고이를바탕으로신뢰성있는데이터를전송하게된다. 3계층의서비스는신뢰성이란개념은부족하다. 패킷을받으면그만이지잘받았다는응답은하지않는다. 하지만신뢰성있는 4계층의경우에는세그먼트를잘받았는지, 빠진세그먼트는있는지없는지를철저하게제어하게된다. o 흐름제어 (Flow Control) - 흐름제어는송신자와수신자사이에서주고받을수있는데이터의크기를결정하여적당량을보내는것을말한다. TCP에서는한번에받을수있는세그먼트의크기를윈도우크기라고한다. 대부분의경우수신측호스트의상태에따라서윈도우크기를증감한다. o 에러제어 (Error Control) - 신뢰성있는전송을하기위해데이터의손실이나중복에관해제어할수있어야한다. 이같은에러제어는확인응답 (Acknowledgement) 을통해이루어진다. 앞서말한것처럼세그먼트는순서를가지고보내게되고수신자는해당세그먼트를받았으면그다음넘버를요구함으로써송신자에게확인응답을한다. 만약에송신측에서 1, 2, 3 세그먼트를보냈는데수신측에는 1, 2만도착했다면 3번을요청하여에러를제어할수있다. o 서비스지점어드레스지정 - 3계층어드레스가네트워크내에서시스템을구분하기위한어드레스라면, 4계층어드레스는시스템내에서서비스를구분하기위한어드레스이다. TCP/IP 포트번호가대표적인예다. 마. 세션계층 (Layer 5) 세션계층은다양한응용프로그램간의세션 (Session) 을관리하는기능을수행한다. 여기서세션이란프로그램간의연결이라고생각할수있다. 즉, 우리가인터넷에서하나의파일을다운받기위한연결, 텔넷 (Telnet) 으로접속된연결, FTP로접속된연결등이하나의세션으로볼수있다. 세션계층에서는이러한응용프로그램간의세션의설정및해제, 즉서비스의개시와완료를담당하고응용프로그램에따른서비스등급을매겨데이터를차등처리할수있도록해준다. 또한세션계층은두응용프로세스간의통신에대한제어구조를제공 16 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
한다. 즉, 상호협력하는응용들에대하여연결을성립, 관리, 종결하기위해토큰 (Token) 을사용한다. 토큰은한시점에서어떤서비스를실행한뒤에충돌을제어하기위한권리로토큰이특정세션서비스를사용할권리를가진한세션서비스사용자에게동적으로할당된다. 세션서비스로는두표현계층간의연결설정및해제서비스와실제데이터교환을제어하는대화 (Dialogue) 서비스가있다. 대화서비스에는이외에도세션연결확립, 데이터전송, 세션연결해제서비스와데이터전송, 동기, 세션연결해제에필요한송신권의절충및관리서비스, 협상재개서비스등이있다. 바. 표현계층 (Layer 6) 표현계층은변환과암호화를통해데이터를주고받는서로다른환경의컴퓨터와애플리케이션이데이터를이해할수있도록돕는기능을수행한다. 즉, 데이터표현 ( 구문 ) 에차이가있는응용프로세스들에게그차이에관계하지않도록한다. 컴퓨터들은서로다른언어, 문자코드, 숫자표현, 단어들내에서바이트들의다른순서때문에데이터표현을위한표현계층이필요하며, 두프로세스들간에어떤데이터가전송되기전에추상구문에서응용범위전체에걸친전송구문으로바뀌어야한다. 만약이것이전송구문과다르다면, 어떤수신된데이터가처리되기전에로컬 (Local) 구문으로바뀌어야한다. 사. 응용계층 (Layer 7) 사용자로부터데이터를받아하위계층으로전달하고, 하위계층에서전달하는데이터를사용자에게전달하는응용계층은여러가지실제적인네트워크서비스를제공하는계층이다. 전자메일, 파일전송, 분산데이터베이스관리, 원격로그인과같은실제의응용기능들을제공하며사용자에게 OSI 통신환경을제공하는접점이된다. 응용계층하부에있는여섯계층이일반적으로네트워크서비스를지원하는기술과작업을포함하는데반해, 응용계층에서는특정네트워크서비스기능을수행하는데필요한프로토콜을지원한다. 제 2 장근거리통신망설비설계기준 17
[ 표 2-1] OSI 참조모델계층별기능및역할 Layer 7 Layer 6 Layer 5 Layer 4 Layer 3 Layer 2 Layer 1 구분 응용계층 Application Layer 표현계층 Presentation Layer 세션계층 Session Layer 전송계층 Transport Layer 네트워크계층 Network Layer 데이터링크계층 Data Link Layer 물리계층 Physical Layer 기능및역할 사용자어플리케이션이이용할수있는서비스를제공하는인터페이스계층 데이터표현차이를해결하기위한표현의형식변환, 압축, 암호화등을하는계층 데이터가통신하기위한논리적인세션을생성, 유지, 종료등을하는계층 데이터를전송하기위한계층으로흐름과오류제어 데이터를목적지까지전송하기위해경로를선택하고경로에따라전달하는계층 물리계층을통해송수신되는정보의오류와흐름을관리하는계층 데이터를전기적신호로변환하여매개체를통해전달하는계층 18 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
3. LAN Topology Topology란다수의디바이스가통신링크로상호연결되어있는형태를의미한다. 즉, 통신노드의외적인연결모양또는통신망을구성하기위해물리적으로결선하는방식을말한다. LAN 형태는단순하지만그구성에따라컴퓨터와컴퓨터간에주고받는데이터의흐름이특이하다. 대표적인 LAN Topology에는버스형 (Bus), 링형 (Ring), 성형 (Star) 등이있다. 가. 버스형 (Bus) 버스형은일반적으로알고있는허브나스위치같은중간매체를사용하지않고모든장비 ( 컴퓨터 ) 가버스라고불리는중앙의통신회선 ( 백본케이블 ) 하나에연결되는형태를말한다. 한장비가데이터를전송할때통신회선을따라양방향으로전송하는데, 같은데이터를모든장비에보내지만지정된한장비에서만수신할수있는구조이다. 버스형의백본케이블의경우양쪽끝에터미네이터 (Terminator) 라고하는저항을연결하거나접지를연결하는데, 이는한장비에서발생한신호가백본케이블의양쪽끝까지도달한후다시반사되어서되돌아오는것을방지 ( 신호흡수 ) 해주는역할을한다. 버스형은통신회선을공유하므로경제적이며, 구조가단순하여장비의추가및제거가쉽다는장점이있다. 하지만백본케이블이나중간에한노드의고장이전체네트워크에영향을미치며, 통신회선을공유하므로비밀보장이어렵고장거리에사용하기에적당하지않다. [ 그림 2-2] 버스형네트워크 제 2 장근거리통신망설비설계기준 19
나. 링형 (Ring) 링형은각장비가좌우의인접한장비와연결되어원형 ( 링 ) 을이루고있는형태를말한다. 링형에서는 토큰 (Token) 이라는일정크기의단위로데이터를전송하는데, 데이터는한방향으로만전송되며다른장비가보낸데이터를받은후에다음장비로데이터를전송한다. 링형은통신회선을공유하므로경제적이고모든장비의네트워크서비스가동일하며, 장애발생시고장지점을발견하기쉽다. 하지만새로운장비추가에어려움이있고하나의통신회선 ( 노드 ) 에장애발생시전체망에영향을준다. 또한각장비마다중계기능이필요하며전송지연이발생한다. [ 그림 2-3] 링형네트워크 다. 성형 (Star) 성형은중앙집중식으로모든장비가중앙노드 ( 허브또는스위치 ) 에직접연결 (Point to Point) 되는형태를말한다. 현재가장보편적으로사용되는방식인성형은중앙의노드가전체망을총괄하므로관리및유지보수가용이하며, 한노드의고장이전체망에영향을미치지않는다는장점이있다. 하지만각장비마다회선이필요하므로설치비용이많이소요되고중앙의노드에장애가발생하면전체망에영향을미치는단점이있다. 성형방식에서연결할장비의수가늘어나서네트워크의확장이필요한경우에는허브 ( 또는스위치 ) 와허브를연결해주면된다. 대부분의허브에는다른허브와연결할수있는포트를가지고있으므로간편하게허브를추가함으로써네트워크를확장할수있다. 20 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
[ 그림 2-4] 성형네트워크 [ 표 2-2] LAN Topology 장 단점비교 종류장점단점 버스형 링형 성형 통신회선을공유하므로경제적임 노드의추가및제거가쉬움 한노드의장애가다른노드에영향을주지않음 통신회선을공유하므로경제적임 장애발견이쉬움 모든노드의네트워크서비스동일 ( 신뢰성이높음 ) 장애발견이쉬움 중앙노드가총괄하므로관리및유지보수가용이함 노드의추가및제거가쉬움 한노드의장애가다른노드에영향을주지않음 노드가많아질수록네트워크성능이떨어짐 통신회선을공유하므로비밀보장이어렵고장거리사용에적당하지않음 한노드에장애가발생하면전체망에영향을줌 노드의추가및확장이어려움 각노드에중계기능이필요하며전송지연이발생함 중앙노드에장애가발생하면전체망에영향을줌 설치비용이올라감 제 2 장근거리통신망설비설계기준 21
4. LAN 방식 가. 이더넷 (Ethernet) 1) 개요이더넷은현재전세계적으로사용되는대표적인 LAN 방식중하나로, IEEE 802.3 규격인 CSMA/CD 프로토콜을사용하며전송속도는 10Mbps ~ 10Gbps까지다양하다. 우리가네트워크를구성하기위해서랜카드 (NIC) 를구입할때같은형식의이더넷카드를구입하면각각의랜카드들이통신을할수있다는것을의미한다. 현재우리나라에서는대부분이더넷방식으로네트워킹하고있다. 이더넷의가장큰특징은 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection) 라는매체접근제어 (MAC: Media Access Control) 9) 방식을사용하여통신을한다는것이다. 이더넷이프레임을전송하는방법은 2가지가있는데, Full-duplex( 전이중 ) 방식과 Half-duplex( 반이중 ) 방식이있다. CSMA/CD 방식은 Half-duplex 방식이동작하는링크에서프레임을전달하는방식이다. 1단계 ) Carrier Sense : 호스트가프레임을전송하기전에네트워크상에다른프레임이전송되고있는지를확인하는단계이다. 즉, 같은링크안에다른데이터가돌아다니고있는지를확인한다. 2단계 ) Multiple Access : 위의 Carrier Sense에서네트워크상에프레임이없는것을확인하게되면, 자신이보낼데이터를보낼수있게된다. 하지만이단계는하나의컴퓨터만일어나는것이아니라여러대의컴퓨터가동시에일어날수있다. 즉, 네트워크에데이터가없어서모든컴퓨터가데이터를보낼수있는상태라는것이다. 3단계 ) Collision Detection : 위의 Multiple Access에서컴퓨터는자신의데이터를보낼수있다는것을인지하고그데이터를보내려고한다. 그런데, 다른컴퓨터에서도마찬가지로데이터를보내려고하다보니데이터가서로충돌이발생하게되는것이다. 위의 3단계가일어나면데이터가충돌했다고일컫는다. 이렇게 9) 전송시충돌을회피하기위해채널할당문제를해결하는방식 22 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
[ 그림 2-5] CSMA/CD 통신방식 데이터가충돌하게되면프레임을전송한컴퓨터는서로랜덤한시간을지정하고그시간만큼대기하게된다. 그리고그시간이지난후다시데이터를전송하게된다. 만약똑같은데이터에관해서 15번까지충돌이나게되면프레임전송을포기하게되고데이터를폐지시킨다. 넓은의미의이더넷은 LAN에서사용되는일반적인네트워크를의미하지만, 정확히말하자면네트워크초기에사용되는 10Mbps의전송속도를가진 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T 등의네트워크를말한다. 2) 10 Base 5 이더넷이처음발표되었을때사용하던방식은동축케이블 (Thick) 을사용한 10Base-5 방식이다. 10Base-5 방식은버스형네트워크에 MAU 10) 라고하는트랜시버를케이블에설치해서사용하고이더넷카드는 AUI 11) 를통해연결된다. 10Base-5 방식의네트워크를구성하면 10Mbps의전송속도에최대 500m의길이까지사용할수있다. 10Base-5 방식의네트워크를구성하기위해서는이더넷카드외에도 MAU 등부가장비가많이들어가기때문에가격이비싸고구성하기도힘들다. 현재새로구축되는네트워크에는사용되지않지만일부에서는아직까지사용되고있다. 10) Medium Attachment Unit 11) Attachment Unit Interface 제 2 장근거리통신망설비설계기준 23
[ 그림 2-6] 10 Base 5 네트워크구성 ( 예시 ) 3) 10 Base 2 10 Base 2 방식은 10 Base 5 방식과마찬가지로동축케이블을사용한방식이다. 단, 10 Base 2는 10 Base 5에서사용하던외부트랜시버를이더넷카드속에포함시킨방식이다. 따라서 10 Base 5 방식에비해가격이저렴하고설치가쉽다. 10 Base 2 방식은 BNC 케이블과 T커넥터를사용하여네트워크를구성하며, 10Mbps의전송속도에최대 200m의길이까지사용할수있다. 10 Base 2 역시 10 Base 5와마찬가지로현재새로구축되는네트워크에는사용되지않지만일부에서는아직까지사용되고있다. 10 Base 5와 10 Base 2는초기네트워크로획기적이긴했으나하나의공유매체에여러대의컴퓨터가연결되어있을때중간이단절되면그이후에연결된컴퓨터모두와통신이안된다는단점을가지고있다. [ 그림 2-7] 10Base-2 네트워크구성 ( 예시 ) 24 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
4) 10 Base-T [ 그림 2-8] 10 Base-T 네트워크구성 ( 예시 ) 10 Base-T는버스형방식을사용하는 10 Base 5나 10 Base 2 네트워크와다르게중간역할을하는허브 ( 또는스위치 ) 를통해연결되는성형 (Star) 방식을사용한다. 또한꼬임케이블 12) 과 RJ-45 커넥터를사용하여이더넷카드와허브사이를연결한다. 전송속도는기존의이더넷과같은 10Mbps를제공하지만꼬임케이블의특성상사용거리는최대 100m로제한된다 ( 일반적으로선로구간은 90m내로설치 ). 하지만성형 (Star) 방식이기때문에중간매체인허브 ( 또는스위치 ) 가고장나기전까지는한노드에장애가발생해도전체네트워크에영향을미치지않는다. 5) 10 Base-F 네트워크에서광케이블을사용하는가장큰이유는속도 ( 기본 1Gbps) 와거리 ( 수 km에서수십 km) 문제를극복하기위함이다. 광케이블을사용하는 10Base-F는속도와는상관없이 ( 기본 10Mbps) 거리의제한을극복하기위해서 ( 기본 2km) 사용된다. 일반적으로 10Mbps 네트워크에광케이블을사용하는네트워크는 FOIRL(Fiber Optic Inter-Repeater Link), 10Base-FL (Fiber Link), 10Base-FB(Fiber Backbone), 10Base-FP(Fiber Passive) 등이있는데이들중에서 10Base-FL이보편적으로사용되었던네트워크이다. 이때사용하는커넥터는 10Base2 의 BNC 커넥터와비슷한 ST 커넥터이다. 12) 10Base-T T 는 TP 케이블을의미하는데, 일반적으로꼬임케이블이사용됨 제 2 장근거리통신망설비설계기준 25
6) 고속이더넷 (Fast Ethernet) 이더넷이개발된이후여러전송방식이제안되었고, 사용의편리성과가격경쟁력등의이유로 10Base-T 방식이표준으로자리잡았다. 하지만 PC의 CPU 속도가높아지고 HDD 등보조기억장치의용량이커지면서이더넷도대용량의데이터를고속으로처리하는방식이필요하게되었다. 이에따라기존이더넷의한계인 10Mbps의전송속도보다 10배나빠른고속이더넷이 1995년에표준으로제정되었다. 현재는 100Mbps 속도의고속이더넷이대부분사용되고있다. 가 ) 100 Base-TX 현재가장보편적인네트워크방식인 100 Base-TX는기존의 10 Base-T 방식과동일한구조로서단지속도만 10배빨라졌다. 즉, 중앙의허브 ( 또는스위치 ) 에다수의노드가연결된성형 (Star) 네트워크로구성되어있다. 단, 100Mbps의전송속도를내기위해서기존의 Cat.3가아닌 Cat.5 케이블을사용한다. 10Base-T와마찬가지로 100 Base-TX에서도가장중요한역할을하는장비가허브와스위치같은중간매개체이다. 이전네트워크에서는전송거리의제한때문에리피터 (Repeater) 를사용하기도하나 100 Base-TX 이상에서는중간에허브나스위치같은장비가그역할을대신해준다. 100 Base-TX 네트워크가 10Base-T 네트워크의발전된네트워크이긴하지만, 네트워크의속도를 10/100Mbps 로자동으로구분하는기능 (Auto negotiation) 이있기때문에호환성에문제가없다. 즉, 100Mbps 이더넷카드의경우 10Mbps 의허브를사용하는곳에서는자동으로 10Mbps로동작한다. [ 그림 2-9] 100Base-TX 네트워크구성 ( 예시 ) 26 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
7) 기가비트이더넷 (Gigabit Ethernet) 인터넷이대중화되고클라이언트 / 서버방식의네트워크가구성되면서, 중앙의서버에트래픽이집중되는현상이나타났다. 이에따라백본에대한트래픽처리를위해기가비트이더넷이생겨났으며, 1998년 IEEE 802.3z(1000Base-X) 과 IEEE 802.3ab(1000Base-T) 로표준화되었다. 기가비트이더넷은고속이더넷보다 10배높은 1,000Mbps(1Gbps) 의속도를지원하며, 기존의이더넷구조를따르고있기때문에 CSMA/CD 방식을사용하는 10Base-T, 100Base-T 등과호환성을유지한다. 또한 CSMA/CD 이외에 Full duplex( 전이중 ) 방식으로도동작할수있는데, 이는이더넷스위치가전이중방식을지원할때만가능한방법으로서송신채널과수신채널을분리하고동시에사용한다. 즉, CSMA/CD 방식처럼중앙의통신회선 ( 백본케이블 ) 을공유하는것이아니라스위치의포트와이더넷카드가일대일로매핑 (mapping) 되어서회선을독점적으로사용하기때문에다른노드와충돌하지않는다. 기가비트이더넷은광케이블을사용하는 1000 Base-X 13) 와꼬임케이블을사용하는 1000 Base-T로분류할수있으며, 이중에서보편화된것은광케이블을사용한 1000 Base-X이다. 1000 Base-X 방식에는일반적으로사용되는멀티모드광케이블을사용하는 1000 Base-SX(Short Wavelength), 싱글모드광케이블을사용하는 1000 Base-LX(Long Wavelength) 등이있다. 초기에기가비트이더넷은전송량이많은스위치간을연결하는경우가많지만최근에는서비스량이많은웹서버나데이터베이스, 파일서버등에도기가비트로연결하는경우가흔해졌다. [ 표 2-3] 기가비트이더넷 (1000Base-X) 물리매체규격 구분전송모드코어직경최대거리 1000 Base-SX (850 nm ) 1000 Base-LX (1300 nm ) 멀티모드 62.5 μm 275m 멀티모드 50 μm 550m 멀티모드 50/62.5 μm 550m 싱글모드 9 μm 5km 13) 1000Base-CX STP 케이블을사용함 제 2 장근거리통신망설비설계기준 27
[ 그림 2-10] 1000 Base-X 네트워크구성 ( 예시 ) [ 그림 2-11] 1000 Base-T 네트워크구성 ( 예시 ) 28 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
나. 토큰링토큰링은 1980년대초반 IBM에의해개발되었고 IEEE 802.5로표준화된 LAN 방식중하나이다. 토큰링네트워크는여러컴퓨터 ( 워크스테이션 ) 들이하나의링 ( 고리 ) 에이어져형성되며데이터는항상한방향으로만흐른다. 정확히말하면토큰 (Token) 을가진컴퓨터만이데이터를전송할수있는권리를가지게되는데, 데이터를다보내고나면다음컴퓨터로토큰을전달한다. 만약전송할데이터가없다면토큰을다시다음컴퓨터에게전달한다. 이렇게순서대로전달하는방식으로통신이이루어지는것이다. 세부적으로데이터의전송은링을순회하는프리토큰 (free token) 을수신한컴퓨터가데이터를전송할권한을갖게된다. 프리토큰은링상의모든컴퓨터가데이터를전송하고있지않는경우의토큰을말한다. 전송할데이터가있는컴퓨터는프리토큰이도달할때까지기다렸다가프리토큰을수신하면토큰을변경하여비지토큰 (busy token) 으로만든후, 데이터프레임을토큰의데이터필드에기입하여링으로전송한다. 링으로전송된프레임은링을따라서순회하게되고목적지컴퓨터에도착하면수신측의컴퓨터에서는이비지토큰에서메시지를복사함과동시에확실히받았다는메시지를부가하여다시링으로내보낸다. 송신측컴퓨터는이비지토큰이되돌아오면응답확인메시지 ( 목적지에서복사된정보데이터등 ) 를없애고프리토큰으로변환하여링으로내보낸다. 그컴퓨터가계속하여정보를보내고싶을때에도일단프리토큰을송출해야한다. 즉, 각컴퓨터는한번전송후에는다른컴퓨터에게프리토큰을양보해야한다. [ 그림 2-12] 토큰링네트워크 제 2 장근거리통신망설비설계기준 29
토큰링에서는당연히충돌 (Collision) 이발생하지않는다. 또한토큰의역할과토큰패싱의원리때문에토큰링네트워크는최대전송시간등을예측할수있으며, 이에따라이더넷네트워크보다신뢰성있는네트워크를구축할수있다. 이러한이유로공장등의자동화시스템과같은부분에토큰링네트워크가많이쓰인다. 하지만전송속도의한계가있으며 ( 기본 4Mbps, 최대16Mbps), 내가보내야할데이터가있고다른컴퓨터들은보낼데이터가하나도없다고하더라도차례가올때까지계속기다려야한다. 비록다른컴퓨터들은보낼데이터가없더라도토큰은계속옆으로만전달되기때문이다. 다. FDDI FDDI(Fiber Distributed Digital Interfaces Networks) 는 1980년대초반 ANSI에의해서개발되기시작한고속 LAN 방식을말한다. 토큰링 (Token Ring) 접속방법을기반으로하여 100Mbps의전송속도를사용하고최대 200km 거리까지네트워크를구성할수있다. 고속이더넷이나기가비트이더넷등이 LAN 백본으로사용되기전에구축된대부분의 LAN은모두 FDDI를백본으로사용했다. 전송매체로광섬유케이블을사용하기때문에단일또는다중모드의광섬유케이블모드를지원하며모든컴퓨터 ( 워크스테이션 ) 들은듀얼 ( 이중 ) 링으로연결되어있다. 이렇게링을듀얼로연결하는이유는서로다른전송방향을갖는링중한쪽에장애가발생할경우나머지링을사용하여통신을계속하기위함이다. 만약두개의링모두에장애가발생하면 FDDI는두개의링을결합하여길이가긴단일링으로서통신을수행하게된다. 이와같이 FDDI의매체접근및데이터전송방식은 IEEE 802.5 토큰링방식과매우유사하지만 FDDI에서는데이터를전송한컴퓨터는자신이전송한데이터프레임이돌아올때까지기다리지않고전송이끝나자마자프리토큰을링으로내보냄으로써토큰링방식보다채널의사용효율이높다는장점이있다. 이러한장점에도불구하고이더넷에비해가격이매우고가이며비교적설치가난해하고표준화가늦어져이더넷의 CSMA/CD 방식에자리를내주고말았다. 30 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
[ 그림 2-13] FDDI 네트워크 제 2 장근거리통신망설비설계기준 31
제2절근거리통신망설계기준 1. 일반사항 가. 일반사항인터넷의급속한확산에따라음성 영상 데이터가 All IP기반으로통합됨에따라네트워크의중요성은증가되고있으며, 통신망계위상가입자구간 (Access) 의역할을수행하는 LAN의중요도는날로높아지고있다. 근거리통신망은설계의목적에부합되도록최적의가용성및성능을확보하기위해물리매체의대역폭과시스템솔루션을검토하여설계해야하고향후확장성및네트워크경쟁력을고려하여야한다. 나. 고려사항근거리통신망은기업 학교 단체등목적에따른성능을만족시켜야하며, 통신망의기능및성능, 적합성, 신뢰성, 확장성, 경제성등을고려하여설계한다. 1) 기능및성능통신망은단계별, 단위별로최적의성능을제공하는구조로설계하며, 근거리구간 (Local) 및원거리구간 (Wide) 에서로다른방법론을사용하여구간별로성능향상을고려한다. 그리고고속의전송속도를제공하는기술을사용하며, 기존장비를향후에도지속적으로사용할수있는구조로지향하여투자대비효과가우수한기술을선택한다. 또한네트워크화의필요성과목적을분명히하여이에따른 LAN 시스템의기능과성능을검토하고, 도입하는 LAN 시스템에대해어떤 LAN 기능이필요한지확인한다. 예를들어 업무에필요한트래픽분석, 예측되는실시간최대트래픽량결정, 데이터전송등에대한 QoS 필요성, VLAN 등부가기능의필요성등을파악할필요가있다. 2) 신뢰성 ( 보안성 ) LAN 을이용하는사용자가어느정도중요한 ( 업무 ) 시스템을운용할것 인지그요구수준에따라 LAN 신뢰성을검토하여설계한다. 이를위해 32 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
LAN 시스템및개별기기에대한적절한백업장치와우회경로설정및관리시스템등을고려할수있다. 또한신뢰성이보장된통신망을구축하기위해서는화재, 홍수와같은각종재해와해킹, 바이러스등외부침입에대비한장애관리및보안기능이제공되어야한다. 따라서통신망은장애에신속하게대처할수있고장애의확산을제어할수있는구조이며, 장애발생시에도최소한의서비스를제공할수있는구조로설계한다. 장기적으로는장애의검출이신속하고용이하여예정된시간내에복구가지원되는구조로설계한다. 또한해킹, 바이러스와같은외부침입에대비하여 패킷필터링에의한액세스제어기준, VLAN에의한보안, LAN 기기설정의패스워드관리등의대책을어느정도까지취할것인지검토한다. 3) 확장성통신망의규모가확대되고신기술의등장으로통신망의지속적인변경은불가피하다. 따라서통신망은변환이용이한계층적인구조를가져야하며, 지속적으로트래픽이증가될것을고려하여대역폭증설이용이한구조로설계한다. 이를위해 LAN 증설계획유무, LAN 기기의예비슬롯 (slot) 수, 단말기 (PC) 증가여부등을확인하여처음구축할때향후어느시점까지대응할것인지고려하여야한다. 또한최소의변경으로중소형구조에서대형구조로업그레이드가가능하며단위구간통신망별물리및논리적인분할기능과다른통신망과의접속이원활하고통합수용이가능하도록유연한구조로설계한다. 4) 경제성도입목적에맞는적절한금액의 LAN 시스템검토를위해각종 LAN 방식의비교가필요하다. 효율적인 LAN 시스템구성에따른과다규격의방지를도모하고정보통신망의 Life-Cycle과개량주기를고려하여경제적인설계가되어야한다. 제 2 장근거리통신망설비설계기준 33
5) 유지보수성 LAN 시스템구축후유지보수운용체계, 장애복구대책등유지관리방법을명확히하여야한다. 이를위해고장발생시복구방법, 보수체계 ( 자가, 아웃소싱 ) 등을검토한다. 6) 위치선정적절한위치선정으로통신장비의반입이쉬우며, 케이블링시스템의설치경로단순화와유지보수의편리성을도모할필요가있다. 또한건축환경에최적화되도록타설비 ( 전기, 기계, 소방, 건축 ) 등과의조화를고려한설계가요구된다. 2. 근거리통신망설계기준 가. 일반사항 1) 근거리통신망 (Local Area Network) 설비는건축물의구내에서여러대의 PC와그주변장치들이전용의통신회선을통하여서로연결되도록하는것으로설계한다. 14) 2) 근거리통신망설비설계의주요소는선로의구성과이를위한장비로구성되도록설계한다. 나. 설계순서 1) 근거리통신망대상과범위선정 2) 전송시스템 (Signaling) 의결정 3) 전송속도, 전송매체, 토플로지, 노드수량등의결정 4) 근거리통신망설계 다. 근거리통신망대상과범위선정 근거리통신망을구축하고자하는 Area 의대상을선정하고, 전송시스템, 전송속도, 전송매체등에따라범위가결정된다. 14) (2011), 건축전기설비설계기준,( 주 ) 도서출판기다리 34 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
라. 전송시스템 (Signaling) 의결정전송시스템 ( 변조방식 ) 은베이스밴드방식, 브로드밴드방식등을참조하여선정한다. 참고로케이블을통해신호를전송하는방법에는컴퓨터에서나오는디지털신호를그대로전송하는베이스밴드 (Baseband) 방식과디지털신호를아날로그신호로변조해보내는브로드밴드 (Broadband) 방식두가지가있다. 베이스밴드방식은복잡한주파수변경을하지않고디지털신호를전송매체에그대로실어전송하는방식으로, 이더넷은베이스밴드네트워크의한예이다. 이와달리브로드밴드방식은하나의단일링크를통해복수의전송채널을전송할수있는기술로서, 각각의채널은서로다른주파수에서이루어지기때문에다른네트워크의통신을방해하지않는다. 대표적인브로드밴드네트워크로는 xdsl, FTTH 등이있다. 마. 전송속도, 전송매체, 토플로지, 노드수량등의결정 1) 전송속도전송속도는 LAN 상에서동작하는각애플리케이션의전송용량, 단말기 (PC) 대수, 향후확장성등을고려하여결정한다. 이더넷방식을사용하는경우, 10Mbps/100Mbps/1Gbps 의전송속도를선택할수있는데, 향후확장성을고려하여지선구간 (Workgroup: 스위치 ~ 허브, 스위치 / 허브 ~ 단말기 ) 은 100Mbps, 간선구간 (Backbone: 라우터 / 스위치 ~ 스위치 ) 은 1Gbps 이상으로구성하는것이바람직하다. 한편 접지설비 구내통신설비 선로설비및통신공동구등에대한기술기준 제33조 ( 구내배선요건 ) 에서는구내배선의링크성능이 100MHz 이상의전송특성이유지되도록명시하고있다. 2) 전송매체전송매체는꼬임케이블, 광케이블, 동축케이블등이있는데, 사용장소및환경, 설계조건등을감안하여적정한전송매체를선정한다. 일반적으로 100Mbps로구성되는지선구간은 100Base-TX, Cat.5(E) 꼬임광케이블 (62.5/125) 을사용하여구성한다. 제 2 장근거리통신망설비설계기준 35
3) 토플리지토폴로지는성형 (Star), 버스형 (Bus), 링형 (Ring) 등을참고하여선정한다. 이더넷방식을사용하는경우, 유지보수가뛰어나고처리능력이뛰어난성형 (Star) 배선방식으로한다. 한편 접지설비 구내통신설비 선로설비및통신공동구등에대한기술기준 제33조 ( 구내배선요건 ) 에서는층단자함 ( 주거용건축물인경우세대단자함 ) 에서각인출구까지성형배선을원칙으로명시하고있다. 바. 시스템의선정 1) 전송시스템 ( 변조방식 ) 은베이스밴드방식, 브로드밴드방식등을참조하여선정한다. 2) 전송매체는쌍꼬임케이블 (Twist pair cable), 동축케이블 (Coaxial cable), 광케이블 (Fiber optic cable) 등을참조하여선정한다. 3) 액세스방식은 CDMA/CD, Token 패싱 Bus, Token 패싱링등을참조하여선정한다. 4) 토폴로지선정은스타 (Star), 버스 (Bus), 링 (Ring) 방식등을참조하여선정한다. 사. LAN의구성 1) 장비및기기 (Hardware) 가 ) 랜카드 (LAN Card) 는네트워크스테이션과네트워크간의연결장치로서, 자료 (data) 송수신의핵심장비이며, 인터페이스기능을위한기기와소프트웨어로구성한다. 나 ) 허브 (HUB) 는여러대의 PC, 주변기기를연결하는장비로서단순히연결기능의더미 (Dummy) 허브, 네트워크관리기능의인텔리전트 (Intelligent) 허브, 멀티미디어에대응하는엔터프라이즈 (Enterprise) 허브등을사용한다. 다 ) 스위치 (Switch) 는허브와는다른용도로서전송받은프레임의 MAC주소를읽고수신한데이터프레임을목적지로전달하는경로및회선을선택하는것을사용한다. 라 ) 리피터 (Repeater) 는케이블이가지고있는물리적인한계를극복하 36 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
기위하여데이터를멀리보낼수있도록수신하고증폭하여다음구간으로재전송하는장비로설치한다. 마 ) 브리지 (Bridge) 는신호를선택적으로전송할수있는기능을가진리피터를말하며, 하나의랜을같은프로토콜을쓰는다른랜과접속가능하게하는용도에사용한다. 바 ) 라우터 (Router) 는같은프로토콜을쓰는다른랜의계층간을서로연결하거나랜을외부네트워크로연결할때사용한다. 사 ) 게이트웨이 (Gate way) 는서로다른네트워크의특성을상호변환시켜호환성있는정보를전송할수있도록하는장비로서, 전송속도차이, 주소변환, 프로토콜변환등의기능을갖도록한다. 아 ) 버퍼분배기 (Buffer Distributor) 는허브와비슷한기능을하는것으로서, 스타토폴로지에서의중심에있는장비로서설치한다. 자 ) 액세스포인트 (Acess Point) 는인터넷서비스프로바이더가이용자의모뎀이나터미널어댑터로부터통신회선접속의뢰시컴퓨터통신 인터넷에접속하기위한장비로시설한다. 제 2 장근거리통신망설비설계기준 37
제 3 장 근거리통신망분류 제 1절 1계층장비제 2절 2계층장비제 3절 3계층장비제 4절기타
제 3 장근거리통신망분류 네트워크란통신망즉, 컴퓨터상호간서로연결되어있는체계를말하는데아주간단한구성의경우컴퓨터와컴퓨터를상호간에연결 (P2P) 한것도네트워크라고할수있다. 현재, 컴퓨터중심의업무처리환경변화와신속성, 정확성, 인적자원효율성등컴퓨터가상호연결된네트워크의중요도는지속적으로증대되고있다. 2장에서살펴보았던 OSI 참조모델중일반적으로 LAN은 1~2계층역할을수행하는장비들로구성된다. 즉, 경로선택 (Routing) 이필요없다는것인데, 최근에는물리계층의거리제한극복, 장비성능의향상, LAN구축 Area 확대 ( 건축물의대형화 ) 에따라 3, 4계층의역할을수행하는 Switching 장비와 3계층장비인 Router등을이용하여대규모 LAN설비를구축하기도한다. 본장에서는일반적인 LAN 구성요소인 1, 2계층장비와 Router 등 3계층장비, 기타장비를분류하고개략적으로설명한다. 제 1 절 1 계층장비 1. 전송매체 ( 물리매체 ) 전송매체란컴퓨터나스위치등통신기기사이에서실제적으로정보를전송하는물리적인통로를의미한다. 네트워크를구축할때에는주로사용되는데이터의형태나특성, 그리고경제성등다양한변수들을고려하여전송매체를선택해야한다. 전송매체의성질과신호의성질에의해서통신의질과특성이대부분결정된다. 특히유선매체일경우전송매체가대역폭의한계를결정하는중요한요인으로작용한다. 현재널리쓰이고있는전송매체로는꼬임케이블, 광케이블, 동축케이블등의유선통신매체가있으며, 무선통신의경우주파수특성에따라적정대역의주파수가활용되고있다. 제 3 장근거리통신망분류 41
가. 꼬임케이블 1) 개요근거리통신망환경에서주로사용되는꼬임케이블은 TP(Twisted Pair) 케이블로, 절연물질을이용하여외부의영향으로부터차폐효과를거둘수있는가, 없는가에따라 UTP(Unshielded Twisted Pair: 비차폐트위스티드페어 ) 와 STP(Shielded Twisted Pair: 차폐트위스티드페어 ) 로구분된다. 일반적으로 STP 케이블보다 UTP 케이블을많이사용하고있는데, 그이유는 STP 케이블은차폐가되어외부의간섭과영향을줄여줄수있다는장점이있지만가격이상대적으로비싸고설치도까다롭기때문에특별한용도가아니면잘사용하지않는다. UTP 케이블은이름에서도알수있듯이절연된구리선이두가닥씩서로꼬아져있는데, 이는선끼리수평으로있으면전기적인영향이생겨데이터전송률이떨어지기때문에서로꼬아줌으로써전자기유도 (EMI) 를줄이기위함이다. 속도가빠를수록꼬임수도많은데, 10Mbps 속도의카테고리 3 (Cat.3) 는 12인치 ( 약 30.5cm) 당 3~4회정도꼬여있고, 100Mbps 속도의카테고리 5(Cat.5) 는 1인치 ( 약 2.5cm) 당 3~4회정도로더많이꼬여있는것으로알려져있다. <UTP 케이블 > <STP 케이블 > [ 그림 3-1] 꼬임케이블의종류 일반적으로사용되고있는 UTP 케이블은총 8가닥 (4Pair) 으로구성되어있는데, 이중 1번, 2번 ( 주황색쌍 ) 은신호를보내는라인 (Tx) 이고 3번, 6번 ( 녹색쌍 ) 은신호를받는라인 (Rx) 으로사용된다. 또한연결방식에따라다이렉트케이블과크로스케이블로나누어지는데, 서로다른매체 ( 예 : 허브와컴퓨터 ) 를연결할때에는다이렉트케이블을사용하고, 서로같은매체 ( 예 : 허브와허브 ) 를연결할때에는크로스케이블을사용한다. 다이렉트케이블과비교하여크로스케이블은송신과수신이엇갈려있다 (1번 3번, 2번 6번 ). 42 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
[ 그림 3-2] UTP 케이블기본배열 [ 그림 3-3] 다이렉트케이블과크로스케이블배열 2) 카테고리별특징 UTP케이블은전송거리와전송능력에따라카테고리 (Category) 1~7로구분된다. 카테고리란 EIA/TIA-568 UTP 와이어링표준규격으로, 1991년미국의 EIA/TIA 는상업용 ( 업무용 ) 건물의구내통신표준 (EIA/TIA-568 Commercial Building Telecommunications Standard) 을발표하였으며, 건물내통신케이블표준으로자리잡게되었다. 이후미국의 EIA/TIA 표준은국제표준협회인 ISO의구내통신표준의모체가되었으며, ISO의구내통신표준은현재세계각국의구내통신표준의모체가되고있다. 국내의구내통신표준 (TTA 표준 ) 인 업무용건축물에대한구내통신선로설비 (TTAS.KO-04.0002/R1) 제 3 장근거리통신망분류 43
역시 ISO 와 EIA 표준을근간으로발표된것이다. 일반적으로기업의 LAN 환경에서많이사용되는케이블은카테고리 5(Cat.5) 15) 케이블로 100Mbps 고속이더넷까지무리없이사용할수있다. 하지만기가비트이더넷을사용한다면카테고리 5E(Cat.5E) 나카테고리 6(Cat.6) 케이블을사용해야한다. 최근에는 10기가비트이더넷을지원하는카테고리 6A(Cat.6A) 와카테고리 7(Cat.7) 케이블에대한관심도높아지고있다. 현재많이사용되고있는카테고리 5와카테고리 5E 케이블의차이는파워섬 (PowerSum) 을고려했는가, 하지않았는가에있다. 파워섬이란여러쌍 (Pair) 의선을사용할때일어나는간섭량을말한다. 파워섬을고려한제품은전체 4쌍을모두사용할수있는반면, 고려하지않은제품은두쌍간에발생하는근단누화 16) 와감쇠 17) 만을고려했기때문에두쌍이상을사용하는것에대해서는성능을보장할수없다. 카테고리 5(Cat.5) 는 4쌍중에서 2쌍만을송 수신을위한회선으로사용되는데반해, 카테고리 5E(Cat.5E) 는 4쌍모두를송 수신용으로사용함으로써그만큼성능이향상되는것이다. 한편, 접지설비 구내통신설비 선로설비및통신공동구등에대한기술기준개정에따라향후전송속도의수용측면에서보면 100MHz이상의전송특성이유지되도록 Cat.5(E) 이상을사용하는것이타당할것으로판단된다. [ 표 3-1] UTP 케이블등급과특성 케이블등급 최대주파수 주요용도 카테고리 3 16MHz 10Base-T, Token Ring(4Mbps), Voice 카테고리 5 100MHz 100Base-TX 카테고리 5E 100MHz 100Base-TX, 1000Base-T 카테고리 6 250MHz 1000Base-T 카테고리 6A 500MHz 10GBase-T 카테고리 7 600MHz 10GBase-T 15) 비표준규격으로, Cat.5E 로대체되고있음 16) 송신측으로가까운케이블간에발생하는불필요한신호결합 (NEXT) 17) 다양한요인에의해발생하는신호의손실 (Attenuation) 44 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
나. 광케이블광케이블은동축케이블이나꼬임케이블 (UTP) 이구리선에전기신호인 +/- 전압을이용하여데이터를전달하는것과달리빛의전반사특징을이용하여데이터를전달하는케이블이다. 광케이블은실제로신호가돌아다니도록광섬유로만들어진코어부분과코어의빛이밖으로빠져나가지않고잘진행하도록감싸고있는클래딩부분, 그리고이것을외부의충격이나측압으로부터보호하는코팅, 재킷부분으로구성되어있다. 광케이블을이용하는가장큰이유는거리와속도때문이다. 일반적으로꼬임케이블이최대 100Mbps( 물론 1000Base-T도있긴하지만 ) 에 100m의거리제한을가지는반면에광케이블을이용하면수십Gbps 전송속도에수십km 까지의네트워크도연결이가능하다. 현재광케이블이사용되는구간은하나의전산실과스위치간의연결에서속도때문에사용되고, 일부대용량을사용하는서버에서도 Gigabit 랜카드를탑재하여광케이블을사용한다. 그리고건물간을연결할때, 거리가멀거나외부에노출해야할때등에도광케이블을이용한다. 광케이블은코어의굵기에따라멀티모드 (Multi mode) 와싱글모드 (Single mode) 로구분할수있는데, 여기서모드는신호가지나가는경로를의미한다. 멀티모드의코어굵기는 62.5/50μm로싱글모드보다상대적으로코어가더굵기때문에복수의광신호가코어를통과할수있으며, 이에따라많은양의정보를전달할수있다. 하지만경로가여러개이므로수신측에서는여러경로를따라도착한신호들이서로간섭을발생시켜신호가왜곡되며장거리에서사용하면빛이분산되는경향이있다. [ 그림 3-4] 광케이블내부구조 제 3 장근거리통신망분류 45
반면에싱글모드의경우코어굵기가 9μm로아주가늘기때문에하나의광신호만이코어를통과할수있으며, 간섭을일으키는다른경로를통한신호가없기때문에수십km까지장거리전송을지원한다. 하지만좀더높은정밀도를요하기때문에상대적으로멀티모드보다가격이높다. 일반적으로가까이있는스위치간에연결을하거나대용량의서버를연결하는네트워크에서는멀티모드를사용하며, 몇 km씩되는건물간에연결을할때에는싱글모드를사용한다. [ 표 3-2] 광케이블모드 유형직경파장특징 멀티모드 코어 : 50/62.5 μm클래딩 : 125 μm 850 nm 1,300 nm 단거리전송 100Base-FX : 2km 이하 1000Base-FX : 220m~550m 이하 ( 제조사에따라차이발생 ) 싱글모드 코어 : 9/10 μm클래딩 : 125 μm 1,310 nm 1,550 nm 중 장거리전송 100Base-FX : 2km 이상 1000Base-FX : 10km 이하 ( 이외에 20km~80km 전송용 ) [ 그림 3-5] 광케이블모드 46 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
꼬임케이블에는 RJ-45라는커넥터를사용하지만광케이블의경우에는광커넥터를사용한다. 광케이블배선들을서로연결하거나장비에연결하기위해서는광커넥터가필요하며, 이러한광커넥터들은커넥터형태와광섬유의접촉단면형태에따라서크게구분된다. 커넥터의형태에따라서는 LC(Lucent Connector) 타입, SC(Square Connector) 타입, 여러개의커넥터를동시에연결할수있도록하는 MU(Miniature Unit) 타입, 낮은반사손실응용에적합하도록제작된 FC (Ferrule Connector) 타입그리고 ST(Straight Tip) 타입등으로구별된다. 또한광섬유의접촉단면에따라서 AG(Air Gap) 타입, 커넥터의종단면이 90도의평평한면을이루는 PC(Physical Contact) 타입그리고커넥터의종단면이약 8도정도의각을이루어반사손실을적게한방식으로영상등고품질용으로사용되는 APC(Angled Physical Contact) 타입등으로나눌수있다. 현재 단말장치기술기준 에서는 TIA의광커넥터상호접속표준에따라 SC/PC 또는 SC/APC 타입으로광커넥터규격을규정하였으며, 대표적으로사용되는커넥터들은아래표와같다. [ 표 3-3] 대표적인광커넥터유형모양특징 SC 형 LC 형 ST 형 - 각형 (Square) 으로생겼으며접속이간편하여많이사용됨 - 플라스틱구조로매우우수한커넥팅능력을가지고있으며, Push-Pull 방식으로광섬유의표면손실을현저히줄여주는특징을가지고있음 - 싱글모드에서선호되는커넥터 - SC 커넥터크기의절반만한크기로, 통신장비포트의밀도를높임 - 특히 SFP( 광모듈 ) 와의결합에최적화되어있는커넥터로현재가장많이사용되는커넥터타입 ( 근거리기준 ) - 멀티모드에서선호되는커넥터 - 커넥터가돌아가지않게설계된메탈형태구조로 BNC 커넥터와유사한 ( 원통형 ) 기구적특징이있음 - 스프링이장착되어있어진동이발생하는현장에서는적합하지않음 제 3 장근거리통신망분류 47
광케이블과커넥터가연결된케이블은일반적으로광케이블이라고부르지않고 광점퍼코드 라고부른다. 이런코드를구매할때에는제일먼저멀티모드인지싱글모드인지를구분하고, 다음으로케이블커넥터의종류와길이를선택해야한다. 일반적으로노란색으로되어있는광점퍼코드는싱글모드용이고주황색, 파란색등으로되어있는것은멀티모드용이다. 다. 동축케이블동축케이블은중앙내부에도체와절연체가있으며이를원통형또는철망형태의외부도체가감싸고있는형태이다. 전송신호는내부도체를통해서전송되며외부도체는외부와의전파간섭을차단하는역할을한다. 동축케이블은넓은대역폭과뛰어난주파수특성을가진전송매체로서, 아날로그와디지털신호모두를전송할수있다. 이에따라 CATV 방송, LAN 등에사용되며, 여러개의채널을이용해음성, 화상, 데이터등복합서비스를제공할수있다. 하지만케이블모뎀을제외하고일반적으로구성하는 LAN에는거의사용되지않는다. [ 그림 3-6] 동축케이블구조 동축케이블은초기네트워크인버스형 (Bus) 네트워크에서사용되었다. 이때사용되던네트워크는 10Base5 와 10Base2 로구분하는데, 앞에 10 은최대전송속도를나타내며뒤에 5, 2 는최대전송거리를의 48 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
미한다. 따라서 10Base5는최대전송속도 10Mbps, 최대전송거리 500m이고, 10Base2는최대전송속도 10Mbps, 최대전송거리 200m( 실제거리는 185m) 이다. 10Base5와 10Base2는버스형네트워크라는것외에케이블이나전송거리, 사용되어지는구성요소가다르다. 10Base5는보통두꺼운동축케이블이라고부르는 Thick 케이블을사용하고 10Base2는얇은동축케이블인 Thin 케이블을사용한다. 또한 10Base5는컴퓨터를연결하고자하는케이블중간에트랜시버 (Tranceiver) 를연결하고 15핀을가진 AUI 포트로연결한다. 반면에 10Base2는컴퓨터가연결되는중간에 T자모양의커넥터를연결하고케이블종단에데이터가돌아오지않게터미네이터 (Terminator) 를설치한다 (10Base2/10Base5 모두터미네이터필요 ). 이에따라 10Base5 네트워크에서는 AUI 포트가있는랜카드를, 10Base2 네트워크에서는 BNC 포트가있는랜카드를사용한다. 2. LAN 카드 (NIC) LAN 카드의정식명칭은 NIC(Network Interface Card) 으로서, 컴퓨터나서버가네트워크와의데이터송 수신을가능하게해주는접속장치이다. LAN 카드는네트워크장비라기보다는컴퓨터의기본적인부품의하나로인식될정도로보편화된요소이다. LAN 카드의역할은단순해보이지만, 1컴퓨터와의통신, 2버퍼링, 3 프레임형성, 4직 / 병렬변환, 5인코딩 / 디코딩, 6케이블액세스, 7전송 이라는동작과정을거쳐컴퓨터의메모리로부터데이터를가져와서케이블로보내고, 케이블로부터받은데이터를컴퓨터메모리로보낸다. 데이터통신기술의발전으로인터넷에접속하기위한네트워크의종류도다양해짐에따라해당네트워크에접속하기위한 LAN 카드의종류도다양해졌다. LAN 카드는현재 RJ-45 커넥터를사용하는 UTP 형식의이더넷이업계표준으로정착하면서일반적인 LAN 환경을지배하고있지만이외에도토큰링 (Token Ring) 이나, FDDI 등도서버나특수한목적에일부사용되고있다. 하지만 LAN 카드의기본적인기능은동일하며, 장치 ( 미디어 ) 의종류에따라커넥터의종류가바뀌기도하고프로토콜에따라내부구조의차이가조금있을뿐역할은거의동일하다. 제 3 장근거리통신망분류 49
< 일반적인 LAN 카드 > < 카드형태의무선 LAN 카드 > [ 그림 3-7] LAN 카드 (NIC) 최근에는메인보드에 LAN 카드가직접내장돼나오는제품이많기때문에별도로구매하는경우는많이줄어들었으며, 별도로구매하는 LAN 카드라면무선 LAN이지원되지않는노트북등에서사용하기위한 USB 방식의무선 LAN 카드정도일것이다. 현재는 100Mbps를지원하는 100Base-TX가가장대중적인 LAN 카드이다. 가. 허브 (Hub) 허브는가까운거리의컴퓨터들을케이블을이용하여서로연결해주거나다른허브와의연결을통해네트워크사이를연결하는역할을담당한다. LAN 중심에위치하면서, 즉성형 (Star) 네트워크에서통신하고자하는여러컴퓨터들을연결해주는장비가바로허브이다. 허브는기능상더미허브 (Dummy Hub) 와인텔리전트허브 (Intelligent Hub) 로구분한다. 일반적인허브를의미하는더미허브는신호의증폭과재생, 다른네트워크장비와의연결과같은단순한기능을제공한다. 다만 LAN이보유한대역폭을컴퓨터의대수만큼나누어서제공한다는것이약점이다. 예를들어 100Mbps의대역폭을제공하는이더넷에 8포트형허브로컴퓨터 8대를연결시켰을때 8대의컴퓨터는각각 12.5Mbps의대역폭을할당받게된다. 또한데이터가허브에연결된모든기기에전송되므로데이터를받은기기스스로가수신된데이터가본인에게온데이터인지아닌지를구분하여처리한다. 따라서연결된네트워크기기의개수가많아질수록서로주고받는데이터의양이많아져전송중에네트워크에서충돌이많아지고속도가느려지게되는단점이존재한다. 50 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
[ 그림 3-8] 허브 (Hub) 인텔리전트허브는일반적인허브에네트워크관리기능을추가한허브를말한다. 즉, 인텔리전트허브는 NMS( 네트워크관리시스템 ) 상에서데이터분석및제어가가능하다. 또한충돌이발생하였을경우모든기기가영향을받게되는데, 이럴경우충돌을발생시키는포트를강제로차단시켜나머지기기들이이상없이통신을할수있게한다. 또한분리된포트에연결된단말기는쉽게확인하여조치를취할수있다. 그리고분리된포트는허브에서램프로표시되기때문에어느포트인지쉽게알수있으며이기능을 Auto Partition이라고한다. 최근에는인텔리전트허브를일반적으로스위치 ( 스위칭허브 ) 로분류한다. 허브는상대적으로가격이저렴하지만다른포트에서주고받는데이터들이관계없는포트에연결된포트까지전해지는비효율적인통신방법을채택하고있다는점에서사용이줄어드는추세이다. 하지만, 기능상리피터 (Repeater) 의역할을할수있기때문에 UTP의장거리포설등으로신호의재생중계가필요한경우저렴한가격으로선로구성이가능하다. 제 3 장근거리통신망분류 51
3. 리피터 디지털신호는일정한거리이상으로나아가면출력이감쇠하는성질이있으므로장거리전송을위해서는이를새로이재생시키거나출력전압을높여주는장치가필요하다. 리피터는거리가증가할수록신호의감쇠를재생시키는장치이며, 서로분리된동일 LAN에서네트워크의거리를연장하거나접속되는세그먼트간에연결을통하여세그먼트의수를증가시키기위한장치이다. OSI 7계층의 1계층인물리계층에해당되는것으로동일한통신망구조를가진 LAN을연결할경우에만사용되며접속되는리피터는 4개정도이하로사용하는것이좋다. 예를들어 10Base-2 LAN 세그먼트를이용하여연결가능한최대거리는약 200m이다. 그러나실제연결하려고하는장비가그이상의거리에서분산되어있을경우에하나의세그먼트로전체 LAN을구성할수가없다. 이러한경우에리피터를이용하여전체망길이를연장할수있다. [ 그림 3-9] 리피터 (Repeater) [ 그림 3-10] 리피터 (Repeater) 의역할 52 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
리피터의종류는크게비트리피터 (Bit Repeater) 와축적형리피터 (Buffered Repeater) 로나뉜다. 비트리피터는세그먼트로부터비트를받아서아무런처리도하지않고단순히신호를전기적으로재생하여다음세그먼트에넘긴다. 따라서양쪽세그먼트의속도는같아야하며, 신호를받아서그대로전달하기때문에데이터의오류에대처할방법이없다. 축적형리피터는비트리피터의기술을확장한것으로, 메모리버퍼를가지고있으므로속도가서로다른 LAN을결합할수있고, 패킷분석을하지않으므로속도가빠르고경제적인 LAN을구성할수있다. LAN 선로의물리적길이가한계에부딪쳤을때이를물리적으로나논리적으로확장시켜주는장치로는리피터외에도상위수준의장치로서브리지 (Bridge) 와라우터 (Router) 가있다. 제 3 장근거리통신망분류 53
제2절 2계층장비 1. L2 스위치 (L2 Switch) 스위치는허브와같은목적으로사용되지만연결된모든기기에데이터를보내는방법대신, 데이터목적지에해당되는기기에만데이터를보내는방식을사용하고있어허브보다훨씬향상된네트워크전송속도를제공한다. 스위치와허브는외형적으로구분되지는않지만내부적인동작에서큰차이점을보이고있다. 스위치는기기내부에프로세서와메모리를가지고있어스위치에연결된장비들의 MAC 주소를테이블로만들어메모리에저장한다. 이후특정 MAC 주소를목적지로하는패킷이오면 MAC 테이블을찾아서해당목적지로만데이터를보낸다. 허브가하나의공유매체, 즉버스로내부가구성되어있는반면에스위치는스위칭구조 (Switching Fabric) 18) 자체가달라각포트의사용대역폭을최대한보장하도록만들어졌다. 네트워크에서 L2, L3, L4 스위치등으로구별하는것은스위칭이 OSI 7 Layer 중어느 Layer에서수행되는가에따라달라진다. 전통적인스위치는 2계층, 즉데이터링크계층에서동작하는 L2 스위치이다. 즉, 데이터링크계층의프로토콜인이더넷, 프레임릴레이, ATM 등에서스위칭기능을수행한다. 이것은단순히물리적인신호를증폭하고전달해주는허브와달리 MAC 주소를인식할수있고인식한 MAC 주소를통해한단계수준높은서비스를제공할수있다는것을의미한다. L2 스위치는구조가간단하여가격이저렴하고신뢰성및성능이높다. 대신외부네트워크와의연결이되지않아기업내부서및업무분장등을위한소규모네트워크구성시사용된다. [ 그림 3-11] L2 스위치 (L2 Switch) 18) 통신하는정보들을관리하고제어할수있는기능 54 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
2. 브리지 (Bridge) 브리지는 LAN과 LAN을연결하는장비이며, OSI 7계층의데이터링크계층에해당된다. 리피터는동일한유형의 LAN끼리만연결이가능한반면브리지는서로다른유형의 LAN끼리연결이가능하다. 리피터는 OSI 7계층의물리계층에해당되므로단순히증폭및재생기능만을제공하고, 브리지는 OSI 7계층의데이터링크계층에해당되므로 LAN 프로토콜중에서 MAC 계층을지원하기때문이다. 브리지는 통신망의범위와길이를확장할때, 통신망에더욱많은컴퓨터들을연결시킬때, 통신망에과다하게연결된컴퓨터들로인한병목현상을줄이고자할때, 서로다른물리적매체 ( 통신선로 ) 로구성된통신망을연결할때, 이더넷 (Ethernet) 과토큰링 (Token Ring) 같은서로다른통신망구조의통신망을연결할때등에사용할수있다. 브리지는대표적으로이질적인구조를갖는 LAN 세그먼트를연결할수있어하나의 LAN 세그먼트가갖는최대길이, 최대연결노드수등과같은물리적인제한을극복할수있다는장점이있다. 하지만주소에관한정보를얻기위하여패킷을브로드캐스트방식으로전송해야하므로전체망에심한오버헤드가될수있다는단점이있어노드가 50개이하인소규모망에서주로사용된다. 브리지는일반적으로는로컬 (Local) 브리지와원격 (Remote) 브리지로구분한다. 로컬브리지는동일지역내에서다수의 LAN 세그먼트를직접연결할때사용되며원격브리지는서로다른지역간에다수의 LAN 세그먼트를연결하는역할을한다. 지금은라우터가원격브리지의기능을대신하고있다. [ 그림 3-12] 브리지 (Bridge) 제 3 장근거리통신망분류 55
제3절 3계층장비 1. 라우터 (Router) 내부네트워크는사용하는컴퓨터기종이나운영체제, 프로토콜등을확실히알수있기때문에네트워크를최적화할수있다. 하지만내부네트워크를외부와연결할때는외부네트워크에서사용하는프로토콜이나컴퓨터기종등의정보를알수없다. 이럴때임의의네트워크와내부네트워크를연결하기위한네트워크장비가바로라우터이다. 라우터는네트워크계층에서동작하는장비로서서로다른네트워크간통신을위해서사용하는장비이다. 예를들어, 서로다른근거리통신망 (LAN) 을중계하거나, 근거리통신망과광역통신망 (WAN) 을연결하는데사용된다. 네트워크계층에서동작하므로네트워크계층에서사용하는 IP 주소를바탕으로데이터가목적지까지갈수있는경로를검사하고어떤경로로가는것이적절한지결정하는경로결정 (Routing) 의역할을한다. 또한망내의혼잡상태를제어하는기능, 오류패킷의폐기등의기능도수행한다. 스위치가 MAC 어드레스를기반으로패킷을목적지로전달하는것처럼라우터도어드레스테이블에해당하는 라우팅테이블 (Routing Table) 을가지고라우팅서비스를제공한다. 이라우팅테이블에기록된정보를바탕으로최종목적지까지패킷을최적의경로로도달하도록경로결정을한다. 따라서라우터의운영은라우팅테이블을관리하는것이절반이상의비중을차지하며, 이라우팅테이블을어떻게구성하고관리하느냐에따라라우터의원래목적, 즉최적의경로를찾는것이가능해진다. 라우팅테이블의정보를관리하는방법은크게정적 (Static) 라우팅과동적 (Dynamic) 라우팅으로나눌수있다. 정적라우팅은관리자가직접라우터에대해접속하려는특정장소, 즉상대라우터를직접지정하는방식이며, 동적라우팅은라우터가자체적으로라우터끼리접속정보를주고받아라우팅테이블이자동갱신되는방법이다. 동적라우팅이당연히편하고효과적인방법처럼보이지만, 정적라우팅도라우터자체의부하가적고, 회선대역폭의효율이좋다는장점이있다. 때문에모뎀이나브로드밴드네트워크와같이필요할때만연결하는환경에서는라우팅정보를라우터끼리주고받지않는정적라우팅이 56 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
주로이용된다. 동적라우팅은자동으로라우팅테이블이갱신된다는장점으로인해장애가발생된라우터가라우팅정보에서제거됨으로써네트워크장애의영향을피할수있으며, 일부라우터가사라지거나새로추가되어도항상최적의경로로데이터를전송할수있다. 이미헤아릴수없을정도로많은라우터가설치되어있는인터넷은정적라우팅을적용하기에는이미너무복잡한상태라고할수있다. 복잡다단한구성을갖고있는인터넷에서라우터끼리무작위로정보를전송해이를저장하는방식으로는최적의경로를찾을수없을것이다. 이렇게라우터끼리서로의정보를주고받는방식을정한것이바로라우팅프로토콜이며, 이들라우팅프로토콜은일정한라우팅알고리즘을바탕으로이루어져있다. 라우팅알고리즘은거리계산방식 (Distance Vector Advertisement) 과연결상태방식 (Link State Advertisement) 으로나누어지며, 거리계산방식의라우팅프로토콜에는 RIP 19) 가, 연결상태방식의라우팅프로토콜에는 OSPF 20) 가대표적이다. 거리계산방식은네트워크경로를결정할때목적지까지의거리 ( 홉수 ) 를계산하여네트워크경로를결정하는방식이다. 여기서흔히거리라고하면네트워크를통과하는라우터의개수를말한다. 반면에연결상태방식은목적지까지의홉수를계산하는단순한방식에서벗어나대역폭, 전송지연, 회선신뢰도, 부하등을적절히고려하여최적의경로를결정한다. 즉, 라우터를여러개거쳐서홉수가많더라고회선속도가보다빠른쪽으로경로를설정할수있다는것이다. [ 그림 3-13] 라우터 (Router) 19) Routing Information Protocol 20) Open Short Path First 제 3 장근거리통신망분류 57
2. L3 스위치 (L3 Switch) L3 스위치는네트워크계층에위치하여서로다른네트워크간을연결해주는장비로서, 전달되는데이터의목적지 IP 주소를읽어서전송한다. L3 스위치는네트워크계층의프로토콜인 IP, ICMP, IPX 등에서스위칭기능을수행하는데, L2 스위치에라우팅 (Routing) 21) 기능이추가되어대부분고성능하드웨어를가지고있으며각포트별 IP 주소할당내역들을설정하여데이터전송을한다. 이외에도네트워크트래픽체크, 가상랜구성등의많은부가기능을가지고있다. L3 스위치가등장하기전까지는라우터가없으면인터넷에접속할수없다는것이상식이었는데이러한고정관념을 L3 스위치가깬것이다. L3 스위치가라우터대체설까지나올정도로인기를얻을수있었던것은 IP 주소를스위칭하듯이빠르게처리했기때문이다. 라우터는 IP 뿐만아니라 3계층의모든프로토콜과라우팅알고리즘을처리하기위해최대한범용적인프로세서와메모리를사용하지만, 늘어나는 IP 트래픽을처리하기위해등장한 L3 스위치는 ASI C 22) 칩을사용해 IP 트래픽의처리속도를기존 2계층스위칭수준으로끌어올린것이다. 구분 L3 스위치라우터 Routing 수행방법 Performance [ 표 3-4] L3 스위치와라우터비교 Hardware (ASIC chip) Fast Software (CPU+Software) Slow (CPU 성능과가격에따라다름 ) Latency( 지연시간 ) 약 200ms < 10ms(100Mbps) 지원 Protocol IP( 일부 IPX) All Routing Protocol 대부분지원 All WAN 지원일부지원지원 비용낮음높음 형태 21) 제공하는서로다른네트워크를연결하는기능 22) Application Specific Integrated Circuit: 주문형반도체 58 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
제 4 절기타 1. 방화벽 (Firewall) [ 그림 3-14] 방화벽 (Firewall) 원리 네트워크기술의발전과인터넷의급속한확산은공간상의제약을해결하고다양한어플리케이션의출현에따라편리성을제공하는순기능외에컴퓨터자원의교란및정보유출등의역기능을야기시켰다. 기술의발전과함께공격기법또한지능화및고도화되면서외부로부터의위협요인은증대되고있으며, 이에대응하기위한다양한보안솔루션이제안되었는데가장기본적인보안시스템이바로방화벽 (Firewall) 이다. 방화벽은외부네트워크와내부네트워크경계지점에위치하여설정된보안정책에따라송 수신트래픽을감시하고부적절한접근이나트래픽을차단하는소프트웨어및하드웨어장비를말하며, 신뢰할수없는외부네트워크로부터내부네트워크의자원과시스템을보호하는역할을수행한다. 또한네트워크세그먼트분리및보안정책수립을통해기본보안수준유지뿐만아니라최악의경우에도외부침입에의한내부네트워크피해규모를최소화할수있는이점이있다. 방화벽자체는외부에일정부분공개되어있을뿐만아니라모든네트워크트래픽이집중되므로충분한성능제공과일정수준이상의보안수준을유지하는것이필수적이다. 방화벽은기본적으로네트워크를통해들어오는패킷에대해사전에관리자가설정해놓은접근제어목록 (ACL) 에따라허용또는차단하는기능을수행한다. 일반적으로내부네트워크와외부네트워크 ( 인터넷 ) 중간에위 제 3 장근거리통신망분류 59
치하여이러한패킷제어기능을수행한다. 방화벽의대표적인기술로는패킷필터링 (Packet Filtering), 어플리케이션프록시 (Application Proxy), 스테이트풀인스펙션 (Stateful Inspection) 등이있다. 패킷필터링은가장오래되고기본적인방화벽기술로서, IP 주소나포트번호및프로토콜을기반으로하여접속을허용하거나거부하는방식이다. 이방식은외부에서내부네트워크로트래픽이방화벽을통과하려고할때관리자가정적으로설정한접근제어목록 (ACL) 과비교하여트래픽접속을허용하거나거부하는기술이다. 패킷필터링은 OSI 참조모델중주로 3~4계층에서수행되므로구현하기가쉽고속도가빠르다는장점이있다. 하지만보안정책과네트워크세그먼트의수가증가할수록성능저하가발생할수있으며, 어플리케이션페이로드 (Payload) 에대한제어가원칙적으로불가능하다는단점이있다. 어플리케이션프록시는 OSI 참조모델의 7계층인어플리케이션계층에서트래픽을제어하는방식이다. 방화벽의프록시데몬 (Proxy Daemon) 에의해접속이허용되며대개 Telnet, FTP 등과같은특정어플리케이션서비스에많이적용된다. 이방식은내부사용자가외부네트워크자원에직접접속하려고할때, 해당요청을중간에서대신처리하는대리접속방식을사용한다. 따라서허가되지않는사용자나컴퓨터가직접내부네트워크의자원에접속하는것을차단할수있다. 어플리케이션프록시는이러한대리접속방식을통해강력한인증및감사기능구현이가능하므로높은보안수준을제공할수있다는장점이있으나, 어플리케이션레벨에서처리하기때문에속도가느리다는단점으로인해과거에는제한된목적으로만활용되었다. 최근에는발달된하드웨어기술에힘입어어플리케이션레벨에서높은보안수준을요구하는곳에서적용사례가늘고있다. 스테이트풀인스펙션방식은관리자가하나씩직접설정한패킷필터링방식과달리동적으로패킷을필터링하는방식이라고할수있다. 평소에는닫혀있다가내부에서요청이발생할경우에만필요한포트만열리게함으로써포트스캐닝 23) 을예방할수있다. 따라서이방식을동적패킷필터링, 상태기반감시라고도한다. 스테이트풀인스펙션방식은기본적으로외부에있는사용자가내부네트워크에있는자원에접속하는것을 23) 네트워크나인터넷에접속되어있는개인컴퓨터에침입할수있는있는경로를얻는데흔히사용되는기술 60 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
차단한다. 이를위해외부에서들어오는패킷이내부에서밖으로나가는요청인지여부를확인하기위해트랜잭션 (transaction) 을모두모니터링한다. 즉, 들어오는패킷이내부네트워크에서요청된패킷이고정책적으로들어오도록설정되어있다면방화벽을통과하게하는방식이다. 최근에사용되는모든방화벽에는이방식을채택하고있다. 인터넷과네트워크의폭발적성장으로인해증가된네트워크트래픽의효율적인처리를위해 ASIC 뿐만아니라 NPU 24) 및 SPU 25) 등과같은고성능프로세서탑재를통해 10기가비트급성능을제공하는고성능장비의출현이일반화될것으로예상된다. 또한, 이러한향상된성능으로인해과거에는불가능하였던 DPI 기능 26) 이나 AV(Anti-Virus) 엔진탑재및어플리케이션필터링등과같은다양한보안기능수행이가능해짐에따라다기능지능형보안솔루션으로발전할것으로예상된다. [ 그림 3-15] 방화벽 (Firewall) 24) Network Processor Unit 25) Security Processor Unit 26) 내부의콘텐츠가담긴심층부분까지검사할수있는기술 제 3 장근거리통신망분류 61
2. L4/L7 스위치 (L4/L7 Switch) L4 스위치는전송계층의프로토콜인 TCP, UDP 등을스위칭하는데, 전송계층정보, 예를들어웹트래픽, FTP 트래픽과같이정해진서비스포트를보고트래픽을스위칭해주는장비이다. L4 스위치는 3계층 IP 프로토콜을넘어서 TCP나 UDP 등의포트정보까지분류하여패킷을제어할수있어이를통해트래픽우선순위를지정할수있고대역폭할당이나액세스컨트롤, 로드밸런싱 (Load Balancing) 등의기능을제공할수있다. 2000년을전후로인터넷서비스가확산되면서대형인터넷데이터센터 (IDC) 가급속하게생겨났지만, 아무리고성능네트워크장비와서버를동원해도하나의서비스나컨텐츠에집중되는수많은인터넷트래픽을감당하기에는불안한상황이되었다. L4 스위치는새로이생겨난트래픽제어라는강력한기능으로여러대의서버를하나의서버처럼보이게하고, 내부에서는각각의서버에부하를골고루분산시켜주는서버로드밸런싱장비로각광을받게된다. 이를이용하면각각의서버, 혹은각각의네트워크연결사이의부하를조절하여로드밸런싱기능을제공하며, 특히여러개의서버로구성된웹사이트의경우각각의웹서버에대한부하를조절하여같은용량의서버와대역폭을좀더효율적으로사용함으로써더많은트래픽을빠른속도로처리할수있다. 특히웹서버의로드밸런싱에많이사용된덕에웹스위치라는이름을얻게되었다. L7 스위치는실제로응용계층정보를가지고스위칭을하는것이아니라데이터안의실제내용 (Application Contents) 까지살펴보고특정문자열이나특정명령을기준으로트래픽을스위칭해준다. 2003년 1.25 인터넷대란과웜바이러스의출현사태이후네트워크보안에대한관심이늘어나면서기존의 L4 스위치에보안기능을강화한제품이많이등장하고있으며이들장비가 L7 스위치로불리고있다. 하지만 L7 스위치를단순히기존 L4 스위치에보안기능을강화한제품으로만볼수는없다. L7 스위치는기존 L4 스위치가수행하는기능들을모두수행할수있고, 최근사회적인문제가되고있는네트워크보안문제 ( 웜바이러스, DoS/DDoS 공격등 ) 를상당부분해결해줄수있다. 더불어 TCP/UDP 포트정보만을바탕으로데이터 ( 패킷 ) 를분류하는 L4 스위치와달리패킷 URL 정보등의데이터를지능적으로판단해적절한서버에전달하는기능을갖췄다. L7 62 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
스위치는애플리케이션스위치 (Application Switch), 콘텐츠스위치 (Content Switch), 다계층스위치 (Multi-Layer Switch) 등다양한이름으로불리는데, 이는 L7 정보가주로애플리케이션과직접연관이있고패킷의내용을분석하여이를바탕으로패킷에대한부하분산, 리디렉션, 필터링등을수행하기때문에자연스럽게붙여진이름이다. 현재관련업계에서는 L4와 L7 스위치를구분하여독립적으로제품을출시하기보다는 L4에서 L7까지의다양한레이어기능을통합한형태의제품을제공한다. [ 표 3-5] L4/L7 스위치비교구분 L4 스위치 L7 스위치 공통점 차이점 스위치로들어온패킷을적절한목적지로전송해줌 ( 불필요한패킷은 drop시킴 ) 기본적인기능과역할은동일하나패킷을분석하여성격과중요도를분류하는 Intelligence 가달라서, 적절한목적지 를찾아내해당패킷을처리해주는능력에서차이가발생함 TCP/UDP 포트정보를분석해해당패킷이현재사용하는서비스종류 (HTTP, FTP 등 ) 별로패킷을처리 트래픽의내용 (HTTP 콘텐츠 URL, FTP 파일제목, 특정바이러스패턴등 ) 을분석해패킷을처리 형태 ( 통합형 ) 제 3 장근거리통신망분류 63
3. 무정전전원장치 (UPS) [ 그림 3-16] 무정전전원장치 (UPS) 무정전전원장치 (UPS: Uninterruptible Power Supply) 는정전시나입력전원에이상이발생하였을경우, 정보보호, 기기의오동작방지등에신뢰성을보장하기위해연결된장비에무정전으로전원을공급하는장비이다. UPS는배터리를이용하여비상시상용전원과같은전원을공급하는데, 단순히배터리전원을그대로공급하지않고 AC( 교류전원 ) 를만들어공급하는시스템이다. UPS는정전시 1 배터리로인버터에 DC 공급, 2 DC를 AC로변환 ( 인버터동작 ), 3 출력공급 이라는 3단계동작을해야만출력에 AC( 교류전원 : 상용전원과동일한전원 ) 를공급할수있기때문에상당한기술과부품구성, 검증및내구성이있어야한다. [ 그림 3-17] UPS 전원공급구성 64 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
제 4 장 근거리통신망시공 제 1 절근거리통신망설치기준 제 2 절근거리통신망시공
제 4 장근거리통신망시공 제1절근거리통신망설치기준 1. 일반사항 근거리통신망 (LAN) 은각종네트워크장비와이를연결하는케이블및보조장비등을일관성있고경제적인형태로설치한다. 또한설치작업완료후규정에의한현장시험을실시한다. 2. 고려사항 가. 통신배선통신배선의경우건물내부에는천장, 바닥, 벽체등으로이루어지고, 건물간은땅속에묻히는것이일반적인경우이므로한번구축하면변경 증설 수리등이매우어려운특징이있다. 배선시스템은최초구축시전송능력, 회선소요량및유지보수를고려하여구축하여야한다. 나. 장비설치장비설치는우선장비랙의배치가중요하다. 장비유지보수를위한적당한공간이필요하며증설에대비한랙의추가도고려되어야한다. 또한장비에서발생하는열을처리하기위해공기의순환을고려하여야하며, 배선거리등도고려되어야한다. 랙에장비를설치할때는장비역할에따라위치를정하게되고, 랙내 외부로나가는배선을고려하여장비위치를선정하여야하며, 또한장비의무게와발열량도고려하여야한다. 열이많이나는장비는랙의맨윗부분에설치하여다른장비에대해열에의한영향을적게주어야한다. 공기대류현상으로더운공기는위로올라가는성질이있기때문이다. 제 4 장근거리통신망설비시공 67
다. 장비배치장비의배치는배선이집중되는장비를중심으로좌우양측배치또는좌측또는우측배치를하며배치기준은배선체계, 향후증설, 발열량등이고려되어야한다. 냉방이잘되는장비실의경우는장비배치에서유연성을가지지만정전 ( 장비는비상전력을사용하나냉방기는사용하지않는경우 ) 이나냉방기의고장을고려하여공기순환에의한자연적인방열이되도록한다. 장비를배치한후장비간배선을하고전원을넣게되면구축과정이나종료시점에감리원 ( 감독원 ) 이공사시방서에준하여시공하는지의여부를확인하는절차가필요하다. 3. 설치기준 가. 공사순서 LAN 시스템공사는크게간선 (Backbone) 설치공사와지선 (Workgroup) 설치공사로나눈다. 먼저통합배선시스템의설치공사와배선설치공사가진행되고, LAN 시스템공사는통합배선시스템의완료시점에서실시한다. 또한간선 (Backbone) 설치공사를완료한후지선 (Workgroup) 설치공사를진행한다. 나. 장비간접속 1) 간선 (Backbone) 망구성가 ) Backbone Switch는각층의 IDF( 중간단자함, 층단자함 ) 에서 1Gbps로데이터를전송받을수있는장비로구성한다. 나 ) 다양한사용자환경에적합한구성을위하여 Gigabit/Fast Ethernet 환경에서 Layer 3 스위치로동작하도록한다. 다 ) Backbone Switch는 10/100/1000Base-TX, 1000Base-X GBIC, 1000Base-X SFP 등의 LAN 인터페이스를지원하면서 L2/L3 스위칭기능및고성능의멀티캐스팅기능을지원하는스위칭장비로구성한다. 라 ) 통신실 (MDF실) 에설치되는 Backbone Switch로부터각층 IDF실에설치되는 Workgroup Switch까지의층간접속은 1Gbps 인터페이스를사용하여광케이블로연결한다. 68 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
마 ) 케이블연결시향후각커넥터를구별하기위해커넥터에라벨링을 한다. 2) 지선 (Workgroup) 망구성가 ) Workgroup Switch는각층사용자가 Backbone Switch를통하여네트워크서버및인터넷을사용할수있게하는장비로써, 10/100/ 1000Mbps의전송속도를지원하며 24포트로구성된고정형장비로기본구성한다. 나 ) Workgroup Switch와 Backbone Switch는 1Gbps로연결하며, 향후구별을위해각커넥터에라벨링을한다. 다 ) 사용자연결은 10/100/1000Mbps로연결이가능하며, 전송속도는사용자의장비성능에따라자동으로선택되도록한다. 제 4 장근거리통신망설비시공 69
제2절근거리통신망 (LAN) 기초시공 1. 시공 Flow 시공에앞서, 체계적인시공을유도하여품질향상을도모하고, 공정계획에따라원활한자재, 인력을수급하여성공적인통신공사를수행하기위한과정으로시공 Flow를수립할필요가있다. 가. Pre Construction [ 그림 4-1] Pre Construction 도면과시방서의검토를통해공사목적물의내용을파악한다. 시방서를 기준으로계획에맞추어수량및사양을만족하는장비에대한자재승인 을득한후발주한다. 나. 시공절차 1) 일반사항가 ) 자재입고승인된자재가입고되면운반중시스템 ( 장비 ) 의손상이없도록주의하여운반한다. 근거리통신망에적용되는기자재는물리적및전기적인충격이파손및부품의열화를가속시키는원인이될수있으므로자재입고시 ( 운반과반입 ) 특별한주의를요하며, 장치랙등입고시외부충격등에의한파손을방지하기위해건물내기둥등에보호재를설치하여손상을방지토록한다. 70 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
[ 그림 4-2] 자재입고주의사항 (1) 자재입고시보관장소를선정하여작업자의통행에방해가되지않도록한다. (2) 기자재는중첩하여보관하지아니하며, 장비의상 하를준수하여보관한다. (3) 자재입고자의안전을최우선으로고려하고, 중량물의경우운반수단 ( 롤러등 ) 을강구한다. (4) 자재입고는주출입구를통해반입하며무리한반입에의한장비손상을주의한다. 나 ) 설치위치점검설계도면에따라선로확인및장비설치위치를점검한다. 기타환경적인요인 ( 케이블위치및기타공사와의간섭여부등 ) 으로장비설치위치가변경될시에는감독관합의하에설치위치를변경한다. 다 ) 장비설치 LAN 설비및부대장비설치위치가최종확정되면검토후설치공정 예정표에따라설치작업에들어간다. 제 4 장근거리통신망설비시공 71
[ 그림 4-3] 액세스플로어내케이블설치 ( 예시 ) (1) MDF측과 LAN 설비측간의케이블링시케이블관리를위해액세스플로어 (Access Floor) 하부에케이블트레이사용등으로케이블보호방법을강구하여야한다. (2) 통신장비는통신용 Rack내에설치하여야한다. (3) 통신장비간연동시험을실시하여정상동작여부를확인한다. (4) 점퍼작업을용이하게할수있도록사전에선번관리를철저히해야한다. (5) 점퍼작업시향후운용및유지보수를용이하게끔깔끔하게정돈하여연결한다. 72 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
[ 그림 4-4] 효율적인관리를위한케이블연결 ( 예시 ) 라 ) 작업완료 모든설치작업이성공적으로완료되고모든장비에대한 Test( 외관, 링 크테스트등 ) 가정상적인결과값을보이면작업을완료한다. 제 4 장근거리통신망설비시공 73
2) 고려사항 [ 그림 4-5] 근거리통신망 (LAN) 시공 Flow( 예시 ) LAN 설비와이에따른부대장비설치공사는설치장소의위치및주위환경에따라영향을받으므로이를고려하여사전에계획을세워야한다. 또한타공정과병행되는경우가많으므로사전에장비활용및자재반입계획을충분히검토하여공사진행에차질이없도록한다. 74 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
2. 장비설치 [ 그림 4-6] 근거리통신망 (LAN) 구성 ( 예시 ) 근거리통신망 (LAN) 공사는원활한통신성능을확보하기위해표준공법에준하여시행하며, 자재관리, 설치환경등도확인해야한다. 본연구에서는 1, 2계층기반의근거리통신망설비공법을서술하며, 3계층및기타설비는설치방법이대동소이하므로제외하였다. 제 4 장근거리통신망설비시공 75
가. 기초공사 1) 마킹가 ) 일반사항 (1) MDF실및 IDF(TPS) 실등에장비설치를위한기초공사전마킹을실시한다. (2) 마킹은기기의배치, 케이블루트등실제통신실의면적과바닥의상태등을고려하되설계도서를기준하여실시한다. 나 ) 마킹 (1) 액세스플로어가시공되는통신실의경우에는액세스플로어하부케이블트레이를기준하여마킹을실시한다. (2) IDF(TPS) 등액세스플로어가시공되지아니한통신실은건물간선계 ( 수직배선 ) 의케이블트레이와기준선을이용하여마킹을실시한다. 2) 드릴링 (1) 표시한위치에정확한드릴링이되도록전동식드릴 ( 해머드릴 ) 을이용하여타공한다. (2) 타공치수는사용되는세트앵커및고정하고자하는목적물의관통구멍 (Thru Hole) 의규격을준수한다. (3) 타공에사용될드릴에규정된깊이를표시하고볼트의길이보다더깊게드릴링한다. (4) 드릴링작업시비산물을고려하여작업하며, 드릴링후정리를실시한다. (5) 정리가완료된타공부위에세트앵커를삽입하고공구를이용하여고정한다. (6) 스패너를이용하여견고하게조여준다. 76 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
깊이표시드릴링드릴링후정리 앵커볼트삽입공구이용고정스패너이용조임 [ 그림 4-7] 앵커볼트설치 ( 예시 ) 제 4 장근거리통신망설비시공 77
나. 랙 (Rack) 1) 개요가 ) 일반사항 (1) 랙 (Rack) 은통신장비, 전원장비, 기구물등을실장하고외부의충격으로부터보호하기위한장비로서, 일반적으로 IEC/EIA/DIN규격의국제적인호환성을보장하는 19인치표준랙을사용한다. (2) IDF(TPS) 등소형네트워크장비가설치되는경우설계서를기준하여 Middle Rack을사용하기도한다. 나 ) 랙의종류 (1) 랙은장비의크기및장비에서발생되는열을감안하여적합한랙을선정하도록한다. (2) Telco-type equipment rack은장비의크기가크고많은열이발생할경우권장되어지는타입으로써, 설치시장비의무게중심이가운데로오도록 Center mounting bracket으로설치하도록한다. 주로 Voice용도 (110 Block, 피뢰탄기반 ) 구성시사용된다. (3) 4-post rack은랙내부에다수의장비가실장되어있고많은열이발생할경우에앞뒤좌우를모두 Open하여사용하도록한다. (4) 2-post rack은랙내부에서발생되는열이그다지크지않을경우에원활한통풍을위해도어를취부하지않고앞뒷면이 Open되도록하여사용한다. [ 그림 4-8] Rack 의종류 ( 예시 ) 78 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
2) 랙설치가 ) 일반사항 (1) 랙설치시설치공간을고려하여향후증설및유지보수편리성을고려하여야한다. (2) 장비별설치면적에따라장비실내장치랙이설치되어질상면및작업공간을확보하여야한다. (3) 바닥고정은기초가대를사용하지않고랙에부착된바닥지지대를이용하여고정한다. (4) 이중마루의경우원칙적으로앙카볼트를이용한바닥고정이이루어져야하나장비의증설에의한이동성을고려하여야할경우에는장치에부착된바닥지지대를이용한다. (5) 랙과바닥또는이중마루사이에는절연물이있어랙의절연이되어야한다. (6) 랙은아래의조건을만족하여야한다. ( 가 ) 19인치표준랙에적합하여야한다. ( 나 ) 잠금장치가있어야한다. ( 다 ) 전면문과장치사이에는 10cm 이상공간이있어야한다. ( 라 ) 팬 (FAN) 이장착되어정상상태로작동시랙내부를상온으로유지시킬수있어야한다. ( 마 ) 케이블의인입출은랙의상하모두가능해야한다. ( 바 ) 케이블이랙의상부 ( 케이블트레이 ) 에서인입시에는적절한보호장치가있어야한다. ( 사 ) 랙에는전원공급장치가있어야한다. ( 아 ) 접지단자를구비하여야한다. 나 ) 랙설치 (1) 랙의설치는기본구성품목과대체품목, 추가품목을설계서를기준으로적합성, 안정성, 관리성등을고려하여구성 설치한다. (2) 일반적구성외에사용가능한공용액세서리를적용하여증설및용도를변경할수있다. (3) 랙내에전기안전인증을득한멀티탭을장착하여안정적인전원을장비에공급하도록한다. 제 4 장근거리통신망설비시공 79
(4) 장비운영에따른랙내부열기를배출하기위한쿨링팬과에어벤트홀및내부열기외부순환기능의랙을고려하며, 설치시열기배출구에간섭이없도록주의한다. (5) 장비과열에따른문제발생을방지하기위해통풍이잘되는개방형랙사용을권장하며, 부득이한이유로밀폐형랙을사용할때에는통풍장치를반드시설치한다. < 전원설치 > < 쿨링팬설치 > [ 그림 4-9] 전원및쿨링팬설치 ( 예시 ) (6) 랙의접지는접지선 ( 비닐절연전선 14mm2) 을사용하여시공한다. [ 그림 4-10] Rack 접지 ( 예시 ) (7) 랙고정은기초공사에수행하였던앵커볼트및랙에부착된바닥 지지대를활용하여작업한다. 80 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
[ 그림 4-11] Rack 바닥고정 ( 예시 ) 3) 장비배치 랙하단및전면으로부터냉방유입을통해랙내에서발생된열이외부로 원활히배출될수있도록장비간여유공간에 Blank Panel 을설치한다. [ 그림 4-12] Rack 장비배치 ( 예시 ) 제 4 장근거리통신망설비시공 81
제3절 1계층장비 1. 일반사항 가. 일반사항 1) 전송매체즉, 케이블링은근거리통신망의신경계통과같은역할을수행하는필수요소로서, 선정시최적안을고려한다. 2) 전송매체선정은가성비를고려하며, 설치시표준공법을준수하여시공시발생되는열화요인을제거하여야한다. 3) 각배선계를기준으로구내간선, 건물간선의경우광섬유를이용한포설을, 수평배선계의경우꼬임케이블을일반적으로사용한다. 4) 근거리통신망각계층별장비를기준으로설치방법을설명한다. 5) 케이블공사는구내배관 / 배선표준공법 27) 및관련기술기준등을참조하도록한다. 2. LAN 카드 (NIC) 가. 일반사항 1) LAN카드는근거리통신망말단 Host의 MAC/PHY역할을수행하는핵심장비이다. 2) 네트워크장비의장애요인중첫번째는접속불량이므로설치시유의하도록한다. 나. LAN카드설치 1) 일반적인명칭으로통용되는 LAN카드 (NIC) 는최근네트워크에연결되는모든 Host의경우 on board 되어있다. 2) 설치전전원을 off하고모든케이블을제거한후평탄한바닥면에서작업한다. 3) Case를탈거하고 PCI슬롯에카드를장착한다. 장착시슬롯의정확한위치를파악하고 탈칵 소리가나도록힘주어삽입한다. 4) 장착후고정용 screw bolt를이용하여견고하게고정한다. 27), 표준공법개발연구 ( 구내배관 / 배선 ), 2012.12 82 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
3. 허브및리피터 [ 그림 4-13] LAN 카드 (NIC) 설치 ( 예시 ) 가. 일반사항 1) 물리매체및네트워크장비의성능향상에따라근거리통신망구현시전송거리의제한과네트워크구성이간결해지고있다. 2) 초기네트워크구축시가성비를고려하여선로의증폭과분배역할을수행하기위해허브및리피터를사용하였다. 3) 최근네트워크구축은접속점을최소화하여 Link성능을향상시키는방향으로진화하고있다. 나. 허브및리피터설치 1) 허브 (Dummy Hub) 및리피터는 1계층장비로서명칭은서로다르지만하는역할은신호를증폭한다는것으로동일하다. 2) 허브및리피터는제품의 Dimension이작아서 Rack이아닌선로상의별도 Box 등을이용하여설치한다. [ 그림 4-14] 허브및리피터설치 ( 예시 ) 제 4 장근거리통신망설비시공 83
4. UTP 케이블 가. 일반사항 1) 꼬임케이블의 Module 및제작은 IEEE 802.3 기준을준수하여작업한다. 2) 꼬임케이블은관련기술기준 28) 을준수하여야하며, 카테고리 5(Cat.5) 이상을사용하도록한다. 3) 일반적으로꼬임케이블배선구간의최대길이는패치코드 ( 패치용케이블 ) 를포함하여 96m를초과하지않아야한다. 이때, 패치코드의길이는패치판넬과장비간 3m를기준으로한다. 4) 케이블포설시꺾이거나피복이손상되지않도록주의한다. 5) 전기케이블과교차또는인접되는것을피하도록한다. 6) 제반사항은설계도면과시방서를준수하고, 이견이있을시에는감독관과협의한다. 7) 꼬임케이블은용도에따라 RJ-45 커넥터의핀배열이틀려짐을유의하고, 주의하여시공하도록한다. 나. UTP Module 설치 UTP Module은인출구 ( 또는패치판넬 ) 의구성을이루는주요제품으로포트구성을통해케이블의배열, 성단, 정리등으로구성함으로서네트워크인프라의성능및확장성이안정적으로유지 운영될수있도록한다. 1) 꼬임케이블을약 60mm 가량벗겨낸다. [ 그림 4-15] UTP Module 설치 (1 피복절체 ) 28) 구내통신설비 선로설비및통신공동구등에대한기술기준 84 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
[ 그림 4-16] UTP Module 설치 (2 페어별구분 ) 2) 다루기편하도록꼬임케이블을페어별로구분한다. [ 그림 4-17] UTP Module 설치 (3 페어별로끼움 ) 3) 각페어별로 Organizer 의색상안내에따라바르게끼워넣는다. [ 그림 4-18] UTP Module 설치 (4 Organizer 간격확보 ) 4) Organizer 를 UTP 케이블실드의끝부분으로약 5mm 간격이남도록당 긴다. 제 4 장근거리통신망설비시공 85
[ 그림 4-19] UTP Module 설치 (5 가닥을홈에맞춤 ) 5) UTP 의모든가닥을홈에각각맞도록끼워맞춘다. [ 그림 4-20] UTP Module 설치 (6 커넥터결합 ) 6) 위치에주의하여커넥터에결합한다. [ 그림 4-21] UTP Module 설치 (7 Tool 에커넥터넣음 ) 7) Universal Comfort Tool 에커넥터와 Organizer 를끼워넣는다. 86 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
[ 그림 4-22] UTP Module 설치 (8 Tool 로고정 ) 8) Universal Comfort Tool 의레버를손으로쥐어커넥터를강하게결합 한다. [ 그림 4-23] UTP Module 설치 (9 커넥터취부 ) 9) 완성된커넥터를해당요소에취부한다. 제 4 장근거리통신망설비시공 87
다. UTP 케이블제작 1 케이블탈피기에케이블을삽입 2 삽입한후탈피기를돌림 3 케이블외피를벗겨냄 ( 부트를사용하려면벗겨내기전에미리넣어둠 ) 4 부트에케이블을끼움 5 케이블을용도에맞게배선 6 공구 ( 니퍼 ) 를사용하여케이블끝을정리 7 케이블을가지런히정리한모습 8 RJ-45 플러그단자에케이블선을삽입 9 제작한플러그를끼운랜선을 8P 플러그랜툴에넣음 10 랜툴손잡이가멈출때까지누름 11 RJ-45 케이블이완성된모습 12 RJ-45 케이블에부트를끼운모습 [ 그림 4-24] UTP 케이블제작방법 88 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
5. 광케이블접속 가. 일반사항 [ 그림 4-25] 광케이블접속작업 Flow 1) 광케이블접속은광섬유심선접속 (Splicing) 과외피접속 (Jointing) 으로구별할수있으며, 이들기술은접속부의신뢰도를케이블과동등하게함과동시에능률적이고작업성, 경제성이좋은것이어야한다. 2) 일반적으로광케이블접속 ( 심선접속 ) 은융착접속방법으로하고, FDF ( 광분배함 ) 을설치하여광케이블을보호하도록한다. 또한광케이블코어 ( 심선 ) 을 FDF( 광분배함 ) 에연결한후분배함을정리하도록한다. 나. 광섬유심선절단 Ⅰ( 수동절단기 ) 1) 광섬유심선의약 4~5cm 정도위치에서스트리퍼를이용하여심선의 코팅을제거한다. [ 그림 4-26] 수동절단기를이용한심선절단 (1 광섬유코팅제거 ) 제 4 장근거리통신망설비시공 89
[ 그림 4-27] 수동절단기를이용한심선절단 (2 이물질제거 ) 2) 알코올을묻힌솜으로코팅을제거한부분을약 4~5 회정도가볍게 닦아준다.( 남아있는이물질제거 ) [ 그림 4-28] 수동절단기를이용한심선절단 (3 가이드에심선정렬 ) 3) 코팅이제거된심선을수동절단기의가이드에정렬시킨다. 이때, 절단면은광섬유축에항상수직해야한다. 4) 클램프를내려심선을고정한다. [ 그림 4-29] 수동절단기를이용한심선절단 (4 심선고정 ) 90 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
[ 그림 4-30] 수동절단기를이용한심선절단 (5 심선절단 ) 5) 칼날부분을눌러심선에흠을준후, 스프링부분을구부려심선을 절단한다. 이때, 절단된광섬유조각들은피부나눈에들어가지않 도록한곳에모아처리한다. [ 그림 4-31] 수동절단기를이용한심선절단 (6 절단확인 ) 6) 절단면을확인한다. 자세한절단면은육안으로확인하기어렵기때 문에접속기에올려놓고확인한다. 제 4 장근거리통신망설비시공 91
다. 광섬유심선절단Ⅱ( 반자동절단기 ) 1) 광섬유코팅제거는 2) 광섬유심선절단Ⅰ( 수동절단기 ) 1을참고한다. 2) 광섬유이물질제거는 2) 광섬유심선절단Ⅰ( 수동절단기 ) 2를참고한다. 3) 코팅이제거된심선을수동절단기의가이드에정렬시킨다. 이때, 절단면은광섬유축에항상수직해야한다. [ 그림 4-32] 반자동절단기를이용한심선절단 (3 가이드에심선정렬 ) 4) 커버를내린후, 칼날부분을눌러심선에흠을준다. [ 그림 4-33] 반자동절단기를이용한심선절단 (4 심선에흠을줌 ) 5) 레버를눌러심선을절단한다. 이때, 절단된광섬유조각들은피부 나눈에들어가지않도록한곳에모아처리한다. 92 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
[ 그림 4-34] 반자동절단기를이용한심선절단 (6 절단확인 ) 6) 절단면을확인한다. 자세한절단면은육안으로확인하기어렵기때 문에접속기에올려놓고확인한다. 라. 융착접속광섬유심선접속방법중하나인융착접속 (Fusion Splice) 은광섬유축을정렬시켜광섬유단면을가열융착하여접속하는방법이다. 접합부의가열방법으로는아크 (ARC) 방전이많이사용된다. 융착접속은접속부의강도가약해쉽게절단되기때문에반드시접속부를보강해야하며다음사항을준수하여야한다 29). 코팅이제거된광섬유접속부는보강재내에서뒤틀리지않도록수평으로바로잡아야하고, 보강시광섬유가움직이지않도록한다. 보강된광섬유의접속부에이물질이존재할경우시간이지남에따라광섬유강도를저하시키기때문에보강재내에이물질이없도록청결관리에주의해야한다. 광섬유접속부의열수축슬리브를가열기에넣어약 2분정도가열수축하고, 수축이완료된슬리브는완전히냉각시킨후, 보호지지판의배열판으로이동시켜열수축슬리브를끼워안착시킨다. 광섬유심선의여장은지지판의여장처리부에허용곡률반경 30mm 이상으로유지해야하며광섬유심선을보호하기위해반드시보호튜브를사용해야한다. 29) TTAS.KO-04.0002/R1 건축물에대한구내통신선로설비 제 4 장근거리통신망설비시공 93
[ 그림 4-35] 광섬유융착접속 Flow [ 그림 4-36] 융착접속 (1 광섬유에열수축슬리브삽입 ) 1) 접속하고자하는광섬유의어느한쪽에열수축슬리브를삽입한다. 94 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
[ 그림 4-37] 융착접속 (2 광섬유코팅제거및절단 ) 2) 광섬유의코팅제거및절단 30) 을한후, 접속기에올려놓는다. [ 그림 4-38] 융착접속 (3 접속기가이드에광섬유정렬 ) 3) 접속기 (OTDR) 의방풍덮개와클램프, 광섬유홀더를열고광섬유를 고정대 ( 가이드 ) 에정렬한다. 이때, 광섬유끝이방전전극봉 ( 아크 봉 ) 과 V 홈사이에놓이도록한다. 30) 2) 삼선절단 Ⅰ( 수동절단기 ), 3) 광섬유심선절단 Ⅱ( 반자동절단기 ) 참고 제 4 장근거리통신망설비시공 95
[ 그림 4-39] 융착접속 (4 광섬유접속시작 ) 4) 클램프및광섬유홀더, 방풍덮개를닫은후융착접속을위해접속기 의시작 SET 버튼을누른다. [ 그림 4-40] 융착접속 (5 광섬유단면관찰 ) 5) 광섬유단면의간격이조정된후에동작이일시정지한다. 광섬유단 면을관찰한후, SET 버튼을누르면서간격을조절한다. [ 그림 4-41] 융착접속 (6 광섬유접속상태정렬 ) 96 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
[ 그림 4-42] 융착접속 (7 광섬유접속완료 ) 6) 아크 (ARC) 방전이되면서접속이된다. 접속이완료되면 종료 가 표시된다. [ 그림 4-43] 융착접속 (8 가열기에열수축슬리브정렬 ) 7) 방풍덮개를열고광섬유심선을들어낸후, 열수축슬리브를가열기 방풍덮개안의중앙에위치하도록광섬유를정렬한다. [ 그림 4-44] 융착접속 (9 열수축슬리브가열 ) 제 4 장근거리통신망설비시공 97
8) 가열기의방풍덮개를닫은후. HEAT 버튼을눌러가열시킨다. 열수축슬리브가완전히수축되면빨간색램프가깜박이면서수축이 완료된다. [ 그림 4-45] 융착접속 (10 열수축슬리브보강상태확인 ) 9) 보강된광섬유를들어낸후열수축슬리브보강상태를확인한다. 98 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
6. 광분배함 (FDF) 설치 가. 일반사항 1) FDF(Fiber Distribution Frame, 광분배함 ) 는옥외또는옥내용광케이블로부터의단말처리 ( 융착작업 ) 부분을어댑터를사용하여취부판에고정함으로써충격등외부의영향으로부터안전하게보호하는함체이며, 광점퍼코드를이용하여광단국장치 ( 네트워크단말장치 ) 로분기시키는역할을한다. 2) FDF는광케이블의성능을극대화할수있도록광케이블의배열, 성단, 정리등으로구성하여네트워크인프라의성능및확장성이안정적으로유지, 운영될수있도록한다. FDF 설치시에는다음사항을준수하여야한다 31). 가 ) 셀프 (Shelf) 는 19인치랙에용이하게탈 부착이가능하여야한다. 나 ) FDF는현장조립형광커넥터와기존광점퍼코드또는융착접속적용에따른접속, 분배및저장등에서여장처리가용이한구조이어야한다. 다 ) 랙내의셀프들은저장셀프, 커넥터셀프등기능별로모듈화되어확장, 변경, 교체등이용이해야한다. 라 ) 일반광케이블을활용하는현장접속형의경우에는광분배함내의접속트레이에서접속부를형성하며광섬유는최소허용곡률직경이 60mm 이상을유지하여야한다. 마 ) 인입케이블은광분배함으로의인입출시케이블직경의최소 20배이상의곡률직경을유지하며광케이블의광학적손실이없이배선및고정될수있어야한다. 바 ) 광점퍼코드는커넥터셀프내에인입출시나배선, 저장및가이드처리시등광분배함내에서처리되는모든작업에서최소허용곡률직경이 80±4mm이상을유지하여야하며광학적손실없이배선및고정될수있어야한다. 31) TTAS.KO-04.0002/R1 건축물에대한구내통신선로설비 제 4 장근거리통신망설비시공 99
나. 광분배함설치 [ 그림 4-46] FDF 설치 Flow [ 그림 4-47] FDF 설치 (1 Spool 고정 ) 1) 판넬내부의지정된위치에 Spool 을고정시킨다. [ 그림 4-48] FDF 설치 (2 케이블고정 ) 100 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
2) 광케이블을적당한길이로성단한후판넬에케이블을고정시킨다. [ 그림 4-49] FDF 설치 (3 커넥터라벨링 ) 3) 각피그테일 (pigtail) 커넥터에라벨을붙인다. [ 그림 4-50] FDF 설치 (4 고정고리에고정 ) 4) 각코어의광케이블을가지런히모은후 Spool 에완만한곡선을그 리며감아넣는다. [ 그림 4-51] FDF 설치 (5 트레이에삽입 ) 5) 각코어에피그테일커넥터를연결한후열수축슬리브를트레이에 삽입한다. 제 4 장근거리통신망설비시공 101
[ 그림 4-52] FDF 설치 (6 어댑터연결 ) 6) 나머지피그테일광섬유를 Spool 에감아넣고, 커넥터와어댑터의보 호커버를제거한후어댑터에연결한다. [ 그림 4-53] FDF 설치 (7 케이블연결 ) 7) 나머지광케이블도같은방법으로계속연결한다. [ 그림 4-54] FDF 설치 (8 케이블정리 ) 8) 광케이블을각코어별로트레이에깨끗하게정돈하여배열한후커넥터를연결한다. 9) 트레이에 FDF 커버를씌운후랙에실장한다. 102 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
다. 패치판넬 (Patch Panel) 설치 1) 일반사항 [ 그림 4-55] 패치판넬설치 ( 예시 ) 가 ) 패치판넬은스위칭장비와 PC( 단말 ) 간의중간배선연결을담당하는자재이다. 나 ) 향후확장성, 유지보수등을고려하여예비포트를두거나케이블관리를편리하게하기위해사용된다. 2) 패치판넬설치가 ) 패치판넬의조립상태, 볼트채결상태를확인하고 IMPACT TOOL( 펀칭툴 ) 을준비한다. 케이블탈피기를이용하여꼬임케이블피복을약 30mm 정도탈피한다. [ 그림 4-56] 패치판넬설치 (1 케이블피복제거 ) 제 4 장근거리통신망설비시공 103
[ 그림 4-57] 패치판넬설치 (2 케이블정렬 ) 나 ) 꼬임케이블을각 Pair 별색깔순으로정돈하고, 최대한 110 단자대 에밀착한다. 이후, T568B 로사용할경우좌측부터갈색, 갈백, 녹 색, 녹백, 등색, 등백, 청색, 청백순으로정렬시킨다. [ 그림 4-58] 패치판넬설치 (3 케이블성단 ) 다 ) IMPACT TOOL의칼날이바깥쪽으로향하여케이블의끝부분이잘려나가도록위치시켜서 PUNCH-DOWN 한다. 각포트별로모두연결하고케이블을모두정리정돈한후, 케이블타이및볼트나사를이용하여패치판넬을 Rack에장착시킨다. 104 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
[ 그림 4-59] 패치판넬설치 (4 케이블마킹 ) 라 ) 안전을위하여보호커버를씌우고향후손쉬운망관리를위하여각 각의랜선에인식표, 또는네임타이를이용하여마킹을한다. [ 그림 4-60] 패치판넬설치 (5 케이블고정 ) 마 ) 타이랩을이용하여케이블을견고하게고정한다. 제 4 장근거리통신망설비시공 105
제4절 2계층장비 1. L2 Switch 가. 일반사항 1) 네트워크장비를다룰수있는자격을갖추었거나숙련된기술자가설치한다. 2) 장비를분해시에는감전, 고장, 오작동, 정전기발생등으로인한인적 물적피해가발생할수있으므로함부로분해, 수리, 개조를하지않는다. 3) 금속제품은전류가잘통하기때문에감전, 정전기, 화재등을야기하여인적 물적피해를발생시킬수있으므로장비취급시에는반지, 목걸이, 시계등의장신구를착용하지않는다. 4) 정전기방지를위하여장비취급시반드시정전기방지용손목띠또는발목띠를착용한다. 정전기방지용띠를착용하였을때에는저항치가 1~10MΩ에있는지수시로확인한다. 나. 설치시주의사항 1) 기본적으로, 장비에문제를초래하거나그로인해발생할수있는인적 물적손해를방지하기위하여온도가지나치게높거나낮은곳, 통풍이안되거나밀폐된곳, 습한곳, 먼지가많은곳, 기계적인진동이심한곳에는장비를설치하거나운영하지않는다. 2) 장비설치장소는설치작업전후에반드시정리정돈하며, 이동경로상에작업도구나부품등을방치하여사고의원인이되는일이없도록한다. 3) 장비를설치할때에는주변의통풍이잘되는곳을선택하여과열에따른제품의비정상적작동과고장을예방하고인적피해와고장, 데이터손실등을발생시키는먼지등의이물질유입을철저히방지한다. 4) 전자기파는장비와케이블등에영향을미치어신호처리에혼란을야기하여비정상적인작동을초래하므로전자기파가발생되는장소에서는장비를설치하거나운영하지않는다. 5) 번개에의한피해를방지하기위하여설치장소와장비에연결된케 106 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
이블들이번개에노출되지않도록하고, 번개의피해를받을수있는위험요소가없도록주의하며 Surge 방지시스템을설치한다. 6) 장비가설치, 운영될장소에는반드시누전차단기가있어야한다. 장비가설치, 운영되고있는장소에화재가발생하거나급격한전원변동이있을때누전차단기를사용하여전원공급이중단될수있도록한다. 갑작스러운전원공급중단으로인한장비손상을방지하기위해무정전전원공급장치 (UPS) 사용을권장한다. 7) 장비를옮기는도중떨어뜨리거나신체의무리를피하기위하여반드시 2인이상이작업한다. 또한바닥에있는장비를옮길때에는손잡이를이용하지말고본체의바닥을탄탄하게받쳐서들어올린다. 8) 장비를랙에탑재하고자할때에는탑재하기전에랙의손상여부와랙의안정성을확인하여장비설치와유지보수작업이용이하도록한다. 9) 랙에탑재된장비가하나뿐이라면스위치는랙의맨아래칸에설치한다. 랙에설치할때에는아래칸부터채우고, 가장무거운장비를맨아래칸에둔다. 10) 전기적안전을위하여제품에전원공급이이루어지기전에반드시접지여부를확인한다. 본체의접지는장비를취급하기전에가장우선적으로수행되어야하고, 제품을이동할때에는가장마지막으로제거되어야한다. 11) 제품에연결하는모든케이블은전자기파, Surge에따른문제를방지또는최소화하기위해접지가된케이블을사용한다. 12) 장비를설치할때주위에충분한공간을확보하지않으면주변장비에서배출되는공기가유입되어제품과열로인한고장및오작동등을발생시킬수있다. 따라서본체내부에깨끗한공기가유입되도록하는것은물론장비에서배출되는가열된공기가주변장비에영향을미치지않도록항상설치주변공간을고려한다. 이는유지보수등의작업에도용이하도록도움이된다. 13) 신호감쇠등으로성능이떨어지는현상을방지하기위해권장설치거리를초과하지않는다. 14) 업링크광모듈이지원하는범위와광신호가맞지않으면통신상에장애가발생할수있다. 따라서광모듈이지원가능한광신호로설정되어있는지확인한다. 제 4 장근거리통신망설비시공 107
다. 스위치설치 1 시스템 LED 2 콘솔포트 3 업링크포트슬롯 4 서비스포트 5 서비스포트 LED 전원공급, 시스템상태확인장비와관리자의콘솔터미널연결모듈타입의업링크포트설치네트워크서비스제공서비스포트의상태확인 [ 그림 4-61] L2 스위치전면도 [ 그림 4-62] L2 스위치업링크포트형태 108 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
1 접지단자 2 전원스위치 3 전원커넥터 4 FAN 감전사고예방을위해접지하는부분전원공급및차단전원케이블연결장비내부온도조절을위한 FAN 장착 [ 그림 4-63] L2 스위치후면도 [ 그림 4-64] L2 스위치업링크포트형태 제 4 장근거리통신망설비시공 109
1 접지단자 2 전원스위치 3 전원커넥터 4 FAN 감전사고예방을위해접지하는부분전원공급및차단전원케이블연결장비내부온도조절을위한 FAN 장착 [ 그림 4-65] L2 스위치후면도 1) 랙에탑재가 ) 장비가과열되는것을방지하기위해장비와장비의간격이나장비와벽, 바닥, 천장과의간격을충분히유지한다. 나 ) 스위치 32) 를랙에탑재하는방법은다음과같다. 1단계 : 평평하고안정된곳에스위치, (+) 드라이버, 나사를준비한다. 2단계 : [ 그림 4-66] 과같이 (+) 드라이버를사용하여스위치의양쪽모서리에나사로 Bracket을부착한다. 3단계 : Bracket과부착한스위치를랙의설치할위치에한명이장비의아래를받쳐들고, 다른한명이 (+) 드라이버를사용하여 [ 그림 4-67] 과같이 Bracket 부분을랙에부착한다. 32) 스위치는본연구에서는다산네트웍스 ( 주 ) 의 L2 스위치인 V2824 모델을기준으로서술한다. 110 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
[ 그림 4-66] L2 스위치 Bracket 설치 [ 그림 4-67] L2 스위치랙에설치 2) 접지 가 ) 설치자는감전을예방하기위해반드시접지를시켜야한다. 나 ) 접지를하는방법은다음과같다. 1단계 : 접지선을접지단자 ( 표시부분 ) 에 [ 그림 4-68] 과같이나사로연결한다. 2단계 : 나사를끝까지조여접지선을완전히고정시킨다. 3단계 : 장비에연결한접지선을랙의접지연결부에연결한다. 제 4 장근거리통신망설비시공 111
[ 그림 4-68] L2 스위치접지 3) 서비스포트연결가 ) 스위치전면에는 10/100Base-TX 이더넷포트를가지고있으며, 이포트는 RJ-45 커넥터의 UTP 케이블 (Cat.5(e) 이상 ) 을사용한다. 나 ) 현재출시되고있는대부분의스위치는 MDI/MDIX 기능 33) 이있기때문에다른장비의 TX 포트와연결할때 UTP 케이블을구분하여사용할필요가없다. 다 ) 10/100Base-TX 포트가자동으로 MDI/MDIX를인식하지못한다면크로스 ( 혹은다이렉트 ) 케이블이필요하다. 라 ) 10/100BASE-TX 포트와다른장비를연결하는방법은다음과같다. 1단계 : RJ-45 커넥터가있는 UTP 케이블의한쪽끝을 10/100Base-TX 포트에연결한다. 2단계 : UTP 케이블의다른한쪽의 RJ-45 커넥터를또다른스위치나라우터에연결한다. 3단계 : 나머지포트를이더넷스위치나라우터에연결하려면 1단계와 2단계를반복한다. 33) MDI(Media Dependent Interface)/MDIX(Media Dependent Interface Crossover): 인터페이스를자동으로감지하여그에맞는인터페이스를제공하는기능 112 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
4) 업링크모듈설치가 ) 대부분스위치는사용자의요구에따라다양한종류의업링크포트를설치할수있다. 나 ) 스위치에설치할수있는업링크포트는 1000Base-X GBIC, 1000Base-X SFP, 10/100/1000Base-T 등이있다. 다 ) 업링크포트모듈을설치하거나해체할때에손으로직접모듈을만지지않는다. 라 ) 업링크포트모듈을설치하는방법은다음과같다. 1단계 : 사용자가설치할업링크모듈을선택한다. 2단계 : 업링크모듈을설치하기전에먼저콘솔창을통해포트를논리적으로비활성화상태로설정한다. 3단계 : 설치용조임나사를잡고설치할위치에모듈을끼워넣는다. 4단계 : 모듈을끝까지밀어넣은후조임나사를시계방향으로돌려준다. 5단계 : 조임나사가더이상돌아가지않을때까지단단히조여준다. 6단계 : 교체후에는포트를다시활성화시킨다. [ 그림 4-69] L2 스위치업링크옵션모듈설치 제 4 장근거리통신망설비시공 113
5) 100Base-FX 또는 1000Base-X SFP 모듈포트연결 가 ) SFP 업링크포트를연결하려면먼저 SFP 모듈을설치해야한다. 나 ) SFP 모듈을설치하는방법은다음과같다. 1단계 : 광케이블이싱글모드인지멀티모드인지확인한후, SFP 모듈이사용자의네트워크에서사용가능한지확인한다. 2단계 : 엄지와집게손가락으로 SFP 모듈양옆을잡고업링크포트슬롯에모듈을삽입한다. 이때, SFP 모듈을손으로직접만지지않는다. 또한 SFP 모듈뚜껑은벗긴후추후사용을위해잘보관한다. 3단계 : 딸깍하는소리가들릴때까지 SFP 모듈을슬롯에밀어넣는다. 다 ) 모듈을설치한후 SFP 포트에케이블을연결하여야한다. 라 ) SFP 포트를다른장비와연결하는방법은다음과같다. 1단계 : 케이블의고무뚜껑을벗기고커넥터를광케이블포트에삽입한다. 2단계 : 케이블의다른한쪽끝을연결하고자하는스위치의포트에연결한다. 이때, 사용자측 Rx 포트는상대장비의 Tx 포트와연결되고사용자측 Tx 포트는상대장비의 Rx 포트와연결되었는지반드시확인한다. 3단계 : 해당포트의 LED로포트상태를확인한다. 4단계 : 나머지 SFP 타입업링크포트역시 1,2,3단계와같은방법으로연결한다. [ 그림 4-70] L2 스위치 SFP 업링크포트연결 114 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
6) 10/100/1000Base-T 포트연결가 ) 사용자는스위치의 10/100/1000Base-T 포트의옵션모듈을선택하여다른스위치의 10/100/1000Base-T 포트와연결할수있다. 나 ) 10/100/1000 Base-T 포트는 10/100Base-TX와같은 RJ-45 커넥터의 UTP 케이블 (Cat.5(e) 이상 ) 을사용한다. 10/100/1000Base-T 포트를다른장비와연결하는방법은다음과같다. 1단계 : RJ-45 커넥터가있는 UTP 케이블의한쪽끝을 1000Base-T 포트에연결한다. 2단계 : UTP 케이블의다른한쪽의 RJ-45 커넥터를또다른스위치나라우터에연결한다. 3단계 : 나머지포트를이더넷스위치나라우터에연결하려면 1단계와 2단계를반복한다. [ 그림 4-71] L2 스위치 10/100/1000Base-T 포트연결 제 4 장근거리통신망설비시공 115
7) 1000Base-X GBIC 포트연결가 ) 1000Base-X 업링크포트에는 GBIC 모듈이사용된다. 나 ) GBIC은탈착식모듈로광케이블네트워크와연결되어 Gbps 단위의통신속도를제공한다. 다 ) 스위치에 GBIC 모듈을설치하고 GBIC 포트를연결하는방법은다음과같다. 1단계 : 광케이블이싱글모드인지멀티모드인지확인한후 GBIC 모듈이사용자의네트워크에서사용가능한지확인한다. 2단계 : 엄지와집게손가락으로 GBIC 양옆을잡고옵션모듈에있는 GBIC 슬롯에삽입한다. 이때, GBIC 모듈을손으로직접만지지않는다. 또한 GBIC 모듈뚜껑은벗긴후추후사용을위해잘보관한다. 3단계 : 딸깍하는소리가들릴때까지 GBIC 슬롯에밀어넣는다. 4단계 : 케이블의고무뚜껑을벗기고커넥터를사용자스위치의 1000 Base-X 포트에연결한다. 5단계 : 케이블의다른한쪽을연결하고자하는스위치의 1000Base-X 포트에연결한다. 이때, 사용자측 Rx 포트는상대장비의 Tx 포트와연결되고사용자측 Tx 포트는상대장비의 Rx 포트와연결되었는지반드시확인한다. 6단계 : 해당포트의 LED로포트상태를확인한다. 7단계 : 나머지 1000Base-X 포트역시같은방법으로연결한다. [ 그림 4-72] L2 스위치 1000Base-X GBIC 포트연결 116 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
8) 콘솔포트연결가 ) 사용자는콘솔터미널을통해장비를관리할수있다. 나 ) 아래그림은스위치에서사용되는콘솔케이블의핀배열이다. 다 ) 스위치의콘솔포트를터미널프로그램이설치된 PC와연결하는방법은다음과같다. [ 그림 4-73] L2 스위치콘솔케이블핀배열 1단계 : RJ-45-to-DB-9 콘솔케이블의 RJ-45 커넥터를스위치콘솔포트에연결한다. 2단계 : 콘솔케이블의 DB-9 커넥터를터미널이나터미널에뮬레이션소프트웨어가설치된 PC에연결한다. 3단계 : 사용자의터미널프로그램을 9600 baud, 8 data bits, no parity, control flow-none, 1 stop bit로설정한다. < 콘솔터미널시리얼포트설정 > 제 4 장근거리통신망설비시공 117
[ 그림 4-74] L2 스위치콘솔포트연결 9) 전원케이블연결가 ) 스위치의이더넷포트와콘솔포트의연결이모두끝나면전원을공급할수있도록전원장치를연결한다. 나 ) 전원을연결하기전에는감전을예방하기위해반드시접지를시켜야한다. 다 ) 전원케이블을연결하는방법은다음과같다. 1단계 : 전원케이블을스위치의전원공급커넥터에꽂는다. 2단계 : 전원케이블의다른한쪽끝을 AC 전원콘센트에연결한다. 3단계 : 스위치를켜고 LED를통해전원이정상적으로공급되고있는지확인한다. 118 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )
2. 브리지 가. 일반사항 1) 브리지는 IEEE 802.1D 표준을따른다. 2) 브리지는허브, 리피터가 1계층기반인데반해 2계층에서프레임을재생하여중계하는기능을수행한다. 3) 통신망의거리와범위를확장하거나더욱많은단말을연결시킬때사용된다. 나. 브리지설치 1) 브리지는허브및리피터와같이 RACK Type이아닌 Dimension이작은형태로선로상의별도 Box등을이용하여설치한다. 2) 입력신호를중계하거나다수의단말을접속한다. [ 그림 4-75] 브리지설치 ( 예시 ) 제 4 장근거리통신망설비시공 119
제 5 장 시험및검사 제 1 절일반사항 제 2 절시험및검사
제 5 장시험및검사 근거리통신망 (LAN) 설비및부대장비시스템설치작업이완료된후, 케이블링크성능시험등각종시험에대하여정상적인결과값을보이면작업을종료하고준공검사를받는다. 제1절케이블테스트 1. 측정방법 케이블링크성능시험은 EIA/TIA 568B의채널측정방법을적용하며, 동일한전송매체 ( 케이블 ) 가설치된구간에대하여각각측정한다. 먼저, 측정하려는배선구간내에위치한단자함 ( 배선반 ) 등은패치코드 ( 점퍼코드 ) 등으로 IN/OUT 단자를직결하여선로를구성한다. 그리고측정하려는배선구간의양단에서패치코드 ( 점퍼코드 ) 를사용하여측정기 ( 테스트기 ) 와접속한후링크성능을측정한다. [ 그림 5-1] UTP 케이블성능측정을위한배선연결예시도 제 5 장시험및검사 123
[ 그림 5-2] 광케이블성능측정을위한배선연결예시도 2. 측정항목및시험기준 가. UTP 케이블 1) 선번확인시험 (Wire Map) 각구간의정확한배선연결여부를확인하는시험으로서, 배선의단선이나뒤바뀜이없어야한다. 2) 배선구간길이측정배선구간의길이를측정했을때패치코드를포함한선로구간의길이는 96m를초과하지말아야한다. 3) 전기적특성시험전기적특성시험은반사손실, 최대삽입손실 ( 감쇠 ), 누화손실, 전달지연등의항목으로이루어진다. 124 표준공법개발연구 ( 근거리통신망설비 )