STORY 01 ADSL 기술을 이용한 액세스 회선의 구조와 동작

1. 인터넷의 기본은 가정이나 회사의 LAN 과 같다

• 라우터에서 패킷을 중계하는 부분은 가정이나 회사의 LAN 모두 같다.
  • 라우터의 기본적인 구조나 동작도 동일하다.
• 다만, 인터넷의 라우터의 경우 경로 정보가 보통 10만개 이상이므로 자동화가 필수적으로 필요하다.
  • 회사의 라우터의 경우 자동 등록 방식이 있지만, 여러 이유로 인해 인터넷의 라우터와는 다른 구조로 이루어져 있다.

2. 사용자와 인터넷을 연결하는 액세스 회선

• 사용자 — (가정용) 라우터 -(액세스 회선)- (인터넷 접속용) 라우터 — … — 라우터 — 서버
• 액세스 회선 : 인터넷과 가정 또는 회사의 LAN 을 연결하는 통신 회선, 가정용 라우터와 인터넷 접속용 라우터를 연결짓기 위한 통신 회선
• 인터넷 접속용 라우터의 패킷 중계 동작도 패킷의 IP 헤더에 기록된 수신처 IP 주소와 경로표의 수신처 항목을 대조하여 해당하는 경로를 찾아 중계 대상에 패킷을 송신한다.
• 단, 인터넷 접속용 라우터와 연결된 액세스 회선의 규칙에 따라 패킷 송신 동작이 다르다.

3. ADSL 모델에서 패킷을 셀로 분할한다

• 사용자 측의 라우터에서 송신된 패킷은 ADSL 모뎀이나 전화의 케이블을 통해 전화국으로 도착한다.
• 여기에 ADSL 사업자의 네트워크를 경유하여 프로바이더(ISP: Internet Service Provider) 에 도착한다.
• 프로바이더에 도착하기 전까지 패킷은 여러 형태로 변형되며 진행된다.
  • 1 ~ 2) 클라이언트에서 패킷을 만든다.
  • 3. 리피터 허브나 스위칭 허브를 경유하여 인터넷 접속용 라우터에 도착한다.
  • 4. 이더넷의 패킷에서 IP 의 패킷을 추출하여 중계 대상을 판단한다.
  • 5. MAC 헤더, PPPoE 헤더, PPP 헤더가 추가되고 이더넷의 규칙에 따라 신호로 변환하여 송신한다.
  • 6. 인터넷 접속용 라우터가 패킷을 송신하면 패킷은 ADSL 모뎀에 도착한다.
  • 7. ADSL 모뎀은 패킷을 잘게 분할하여 셀에 저장한다.
    • 셀 : 헤더(5바이트) + 데이터(48바이트) 로 이루어진 작은 디지털 데이터 덩어리
    • 셀은 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 이라는 통신 기술에 사용한다.
    • 패킷을 셀로 분할하고, 전기 신호로 바꾸어 스플리터에 송신한다.

4. ADSL 은 변조 방식으로 셀을 신호화한다

• 8. 패킷의 데이터를 셀에 저장 후 신호로 변환한다.
  • LAN 의 경우 0과 1을 나타내는 간단한 방식의 디지털 데이터 신호로 변환한다.
  • ADSL 모뎀의 경우 완만한 파형(정현파)을 합성한 신호에 0과 1의 비트 값을 대응시킨다. (변조 기술)
    • 디지털 신호는 파형이 뭉개지기 쉽고 거리가 먼 경우에 오류를 일으키기 쉽다.
    • 디지털 신호에는 낮은 주파수에서 높은 주파수까지 넓은 범위의 주파수가 포함되어 있다.
    • 신호의 주파수가 높아지면 주위에 방사되는 잡음의 양이 증가한다.
  • ADSL 는 진폭 변조(ASK)와 위상 변조(PSK)를 결합한 직교 진폭 변조(QAM)를 사용한다.
    • 진폭 변조 : 진폭이 작은 신호는 0으로, 진폭이 큰 신호는 1로 대응시킨다.
    • 위상 변조 : 신호의 위상에 따라 0과 1을 대응시킨다.
    • 직교 진폭 변조 : 신호의 진폭과 위상에 각각 1비트를 대응시키고, 한 개의 파에 2비트 분의 데이터를 대응시킨다.
    • 모든 변조에서 기준을 세분화하여 전달 데이터의 수를 늘릴 수 있다.

5. ADSL 은 파를 많이 사용하여 고속화를 실현한다

• ADSL 은 다수의 파에 비트값을 대응시켜 고속화를 구현한다.
• 단, 잡음이나 감쇠 등의 회선 특성은 전화 회선마다 다르기 때문에 회선의 상태를 조사하여 사용할 파의 수나 각 파에 대응하는 비트 수를 조절한다.
  • 잡음이 없는 주파수의 파에는 다수의 비트를 대응시키고, 잡음이 있는 주파수의 파에는 소수의 비트를 대응시킨다.