올바른 케이블링 선택 방법

기술적으로, 새로운 케이블 설치 계획 단계를 시작할 때 어떤 종류의 애플리케이션이 사용될지 걱정할 필요는 없습니다. 하지만 케이블링할 네트워킹 애플리케이션과 그것이 케이블링 시스템 사용에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 이해하는 것이 좋습니다. 올바른 케이블링은 어떻게 선택해야 할까요? 이 글에서 몇 가지 제안을 드릴 수 있습니다.

상업용 건물을 위한 중요한 네트워크 토폴로지 식별

토폴로지는 네트워크 배선 및 주요 연결 지점의 물리적 레이아웃을 의미하며, 네트워크의 데이터 전송 방식과 연결 지점의 논리적 또는 가상 레이아웃을 모두 포함합니다. 구조화된 배선이 도입되기 전에는 물리적 토폴로지와 논리적 토폴로지가 동일한 경우가 많았습니다. 예를 들어, 링 토폴로지를 가진 네트워크는 실제로 링 형태로 지점 간에 배선이 연결되어 있었습니다. 요즘에는 이러한 점이 혼란스러울 수 있습니다. 구조화된 배선의 구현은 현대 네트워크의 물리적 토폴로지로 계층적 스타 구성을 표준화했으며, 네트워크 전자 장치가 논리적 토폴로지를 처리합니다.

적절한 토폴로지를 선택하는 것은 네트워크 장비, 케이블, 성장 경로 및 네트워크 관리 유형에 영향을 미치기 때문에 중요합니다. 토폴로지에는 계층적 스타, 버스, 링의 세 가지 유형이 있습니다. 일부 네트워킹 아키텍처는 겉보기에는 하나의 기술 유형처럼 보이지만 실제로는 다른 유형이기 때문에 토폴로지를 선택하는 것은 까다롭습니다. 토큰 링은 허브를 사용하기 때문에 이러한 유형의 좋은 예입니다. 모든 스테이션이 중앙 허브에 연결되므로 물리적으로는 계층적 스타 토폴로지이지만 논리적으로는 링 토폴로지입니다. 네트워크를 확장하기 위해 두 가지 토폴로지 유형을 함께 사용하는 경우가 많습니다.

계층적 스타 토폴로지

계층적 스타 토폴로지는 이제 거의 보편적입니다. 또한 세 가지 네트워킹 아키텍처 중 케이블 연결이 가장 쉽습니다. 계층적 스타 토폴로지는 가정, 사무실 또는 건물 어디에서나 구현할 수 있습니다. 스타 토폴로지의 모든 컴퓨터는 허브, 스위치 또는 라우터와 같은 중앙 장치에 연결됩니다. 이러한 모든 장치의 기능은 서로 다릅니다. 네트워크의 컴퓨터는 일반적으로 비차폐 연선 (UTP) 또는 차폐 연선(TSP) 케이블을 통해 허브, 스위치 또는 라우터에 연결됩니다. 일반적으로 상업용 건물에서는 통신실(TR)에 있는 작업 그룹 스위치와 수평 교차 연결을 통해 백본 케이블과 수평 케이블을 상호 연결할 수 있습니다.

비용이 저렴한 방법은 수평 교차 연결과 작업 그룹 스위치를 통신 인클로저에 배치하는 것입니다. 이는 ANSI/TIA-568-C에 표준화되어 있으며 일반적으로 FTTE(Fiber to the Telecommunications Enclosure)라고 합니다. 이 인클로저에는 미니 패치 패널과 스위치가 내장되어 있으며, 인클로저 내부, 천장 또는 벽면에 설치되며 장비 콘센트 클러스터와 매우 가깝습니다. 이 구현에는 두 가지 장점과 한 가지 단점이 있습니다. 계층적 스타 구현의 한 가지 장점은 스위치 포트 사용률이 일반적으로 90% 이상이라는 것입니다. 또 다른 장점은 TR이 장비와 패치 패널을 수용하지 않으므로 전력 및 HVAC 요구 사항을 줄일 수 있다는 것입니다. 일부 사용자가 제기한 FTTE의 실질적인 단점 중 하나는 TR이 아닌 작업 공간 환경(예: 사무실 큐브 위)에서 장비를 정비해야 한다는 것입니다.

ANSI/TIA-568-C에 따른 계층적 스타 토폴로지의 또 다른 대안 구현은 중앙 집중형 케이블링입니다.중앙 집중형 케이블링은 스위치를 거치지 않고 통신실(또는 인클로저)을 통해 케이블을 끌어올려 장비실의 주 교차 연결부에서 장비 콘센트까지 직접 연결되는 계층적 스타 토폴로지입니다.케이블은 장비실에서 나오는 케이블의 연속 피복일 수도 있고, 두 개의 개별 케이블을 TR에서 접합하거나 상호 연결할 수도 있습니다.어느 경우든 모든 전자 장치가 주 장비실에 중앙 집중화되어 있으므로 TR에서 백본 케이블을 수평 케이블에 상호 연결하기 위해 작업 그룹 스위치를 사용할 필요가 없습니다.이 계층적 스타 토폴로지의 하위 집합은 주 장비실/교차 연결부에서 장비/통신 콘센트까지 100m가 넘는 거리를 지원하기 위해 광섬유를 사용하므로 일반적으로 FTTD(Fiber-to-the-Desk)라고 합니다.

버스 토폴로지

이 방식은 각 장치가 서로 다른 유형의 커넥터를 통해 단일 케이블(버스 케이블)에 연결된 LAN에서 사용됩니다. 장치가 신호를 보내면 신호는 사방으로 퍼져 버스 케이블에 연결된 모든 장치에 도달하며, 대상 장치에 의해 설정되거나 삭제될 때까지 지속됩니다. 이로 인해 루프 환경이 발생할 수 있으며, 신호 루핑을 막기 위해 버스 케이블 종단에 종단 장치가 필요합니다. 버스 토폴로지는 설치 비용이 가장 저렴하지만 단일 장애 지점이 발생합니다. 즉, 주 케이블이 끊어지면 전체 도메인이 함께 끊어집니다. 버스 토폴로지는 다음과 같이 세분화됩니다.

모든 노드는 두 개의 종단점을 가진 단일 전송 매체에 연결됩니다. 이 매체는 백본 또는 트렁크라고 합니다. 선형 버스는 브로드캐스트의 영향을 받으며, 루핑을 방지하기 위해 신호를 흡수하는 종단 장치가 필요합니다. 선형 버스 토폴로지는 단일 장애 지점을 갖습니다.

모든 노드는 공통 전송 매체에 연결되지만, 매체에는 두 개 이상의 종단점이 있습니다. 이는 주 구간(트렁크, 백본)에 분기를 추가하여 이루어집니다. 이는 선형 버스처럼 작동하지만 중복성을 제공합니다. 분산 버스는 나중에 설명할 트리 토폴로지와 쉽게 혼동될 수 있습니다.

링 토폴로지

링 토폴로지는 아래 그림과 같이 모든 컴퓨터가 연속된 원으로 연결되어야 합니다. 링에는 종단이나 허브가 없습니다. 링의 각 컴퓨터는 이웃 컴퓨터로부터 신호(데이터)를 수신하고, 이 신호를 반복하여 링의 다음 노드로 전달합니다. 링의 각 컴퓨터를 통과하는 신호가 단일 노드 또는 케이블 장애로 인해 링 전체에 영향을 미칠 수 있습니다.

실제 링 토폴로지는 케이블 설치가 매우 까다롭습니다. 링 토폴로지의 순환적 특성으로 인해 넓은 물리적 영역으로 링을 확장하기 어렵기 때문입니다. 토큰 링 토폴로지는 링 토폴로지입니다. 토큰 링 스테이션을 중앙 MAU(네트워크 관리 유닛)에 연결할 수 있다고 하더라도(따라서 스타 토폴로지), 토큰 링의 데이터는 한 노드에서 다른 노드로 이동합니다. 데이터는 매번 MAU를 통과합니다.

UTP와 광섬유 케이블의 기본적인 차이점과 미래형 네트워크에서의 위치 이해

오늘날 널리 사용되는 네트워킹 기술(이더넷, 토큰링, FDDI, ATM)은 모두 UTP 또는 광케이블을 사용할 수 있으며 , IT 전문가들은 선택에 직면합니다. 1990년대 초 네트워크 관리자들은 카테고리 3 케이블 대신 카테고리 4 케이블을 설치함으로써 케이블 시스템의 미래를 대비하고 있다고 생각했습니다. 오늘날 카테고리 6과 6A 케이블 구성 요소 중 하나를 선택해야 하는 의사 결정권자들은 미래 대비를 고려하고 있습니다. 각 카테고리는 잠재적 데이터 처리량의 향상을 의미하며, 따라서 미래 대비의 척도입니다. 광케이블 사용 여부는 이러한 결정에 추가적인 영향을 미칩니다.

광섬유 케이블을 고려할 때, 미래의 네트워킹 기술과 관계없이 케이블 시스템을 장기간 교체할 필요가 없도록 해야 한다는 점을 명심하십시오. 광섬유가 자신에게 적합한지 결정할 때 다음과 같은 질문을 스스로에게 던져봐야 합니다.

네트워크 애플리케이션이 발전함에 따라 대역폭 수요를 충족하기 위해 더 나은 UTP 및 광케이블 매체가 필요합니다. 표준에서 알 수 있듯이 최종 사용자는 매체 범주에서 다양한 옵션을 선택할 수 있습니다. UTP 및 광케이블에는 다양한 유형이 있습니다. 표준은 계속해서 발전하겠지만, 구조화된 케이블 시스템 비용(설치 비용 제외)이 일반적으로 총 프로젝트 비용의 5~10%에 불과하므로 항상 최고 등급의 케이블을 설치하는 것이 좋습니다. 따라서 지금 올바른 결정을 내리는 것이 네트워크의 미래를 크게 보장할 수 있습니다.

주요 네트워크 애플리케이션과 각 애플리케이션에 대한 선호 케이블링 미디어 식별

네트워크 애플리케이션에는 이더넷, 토큰링, 광섬유 분산 데이터 인터페이스(FDDI),  비동기 전송 모드 (ATM) 등이 있습니다. 이러한 아키텍처에 사용되는 다양한 유형의 케이블을 이해하는 것이 중요합니다.

이더넷

이더넷은 네트워크 애플리케이션 중 가장 성숙하고 널리 사용되는 기술입니다. 기술 분석 기관 IDC(International Data Corporation, 2007)에 따르면, 이더넷은 전체 네트워크 설치의 80% 이상에서 사용됩니다. 이더넷이 이렇게 널리 사용되는 이유는 무엇일까요? 적절하게 설계되고 케이블이 연결된 네트워크에서 이더넷은 빠르고, 설치가 쉽고, 안정적이며, 저렴하기 때문입니다. 이더넷은 비차폐 연선(UTP) 케이블과 광섬유 케이블을 포함한 거의 모든 유형의 구조화된 케이블 시스템에 설치할 수 있습니다.

토큰 링

IBM에서 개발한 토큰 링은 링 아키텍처를 사용하여 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 데이터를 전송합니다. 토큰 링은 4Mbps 또는 16Mbps로 작동하지만, 링은 단일 속도로만 작동합니다. (이는 10Mbps와 100Mbps 노드가 동일한 네트워크에 공존할 수 있는 이더넷과는 다릅니다.) 구형 토큰 링 하드웨어의 경우, 잘못된 속도로 작동하는 네트워크 어댑터를 링에 삽입하면 전체 네트워크가 중단될 수 있으므로 주의가 필요합니다.

광섬유 분산 데이터 인터페이스(FDDI)

광섬유 분산 데이터 인터페이스(FDDI)는 1986년 ANSI X3T9.5 위원회에서 제정된 네트워킹 사양입니다. 광섬유 케이블을 사용하는 고속(100Mbps) 토큰 전달 네트워크를 정의합니다. 1994년에는 구리 케이블을 포함하도록 사양이 업데이트되었습니다. 구리 케이블 구현은 TP-PMD(Twisted Pair-Physical Media Dependent)로 명명되었습니다. FDDI는 널리 채택되기까지는 시간이 걸렸지만, 안정적인 연결이 필요한 백본 및 애플리케이션에 적합한 안정적인 고속 기술로서 한동안 틈새시장을 찾았습니다.

FDDI는 진정한 링 토폴로지로 작동할 수도 있고, 스타 토폴로지처럼 물리적으로 배선될 수도 있습니다. 다음 그림은 이중 연결 스테이션(DAS)으로 구성된 FDDI 링을 보여줍니다. 이것이 진정한 링 토폴로지입니다. FDDI 네트워크는 계층적 스타 토폴로지로 케이블링될 수도 있지만, 여전히 링 토폴로지처럼 동작합니다.

비동기 전송 모드(ATM)

ATM( 비동기 전송 모드 , 현금 자동 입출금기와 혼동하지 마십시오)은 1990년대 초에 처음 등장했습니다. ATM은 특정 LAN 토폴로지에 의존하지 않는 고속 통신 프로토콜로 설계되었습니다. 데이터뿐만 아니라 실시간 음성 및 비디오도 처리할 수 있는 고속 셀 스위칭 기술을 사용합니다. ATM 프로토콜은 전송된 데이터를 48바이트 셀로 분할하고, 이 셀들은 5바이트 헤더와 결합됩니다. ATM은 소프트웨어가 아닌 하드웨어로 구현되도록 설계되어 매우 빠른 속도를 지원하며, 최대 10Gbps의 속도로 사용됩니다.

결론

값비싼 네트워크 장애를 방지하려면 애플리케이션 요구 사항을 적절한 케이블 특성에 맞춰야 합니다. 적절한 케이블 선택은 시스템의 성공과 실패를 가를 수 있습니다. 네트워크 시스템용 케이블을 선택할 때 위에서 언급한 팁을 명심하면 올바른 결정을 내리는 데 도움이 될 수 있습니다.

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