유선 매체 (UTP, STP, 동축, 광섬유)

구리선과 빛의 길

데이터가 물리적으로 이동하는 경로를 전송 매체라고 합니다. 유선 매체는 크게 두 종류입니다. 구리선(전기 신호)과 광섬유(빛 신호)입니다. 구리선은 다시 꼬임선(Twisted Pair)과 동축 케이블(Coaxial Cable)로 나뉩니다.

각 매체의 구조와 특성을 하나씩 살펴보겠습니다.

꼬임선 (Twisted Pair)

꼬임선은 두 개의 구리선을 서로 꼬아 놓은 형태의 케이블입니다. 왜 꼬았을까요. 두 선이 나란히 있으면 외부 전자기 간섭(EMI)의 영향을 받기 쉽습니다. 선을 꼬면 외부 간섭이 두 선에 비슷하게 영향을 주어 서로 상쇄됩니다. 이것을 노이즈 상쇄 효과라고 합니다.

꼬임선은 차폐(Shield) 유무에 따라 UTP와 STP로 나뉩니다.

UTP (Unshielded Twisted Pair) - 비차폐 꼬임선

UTP는 차폐가 없는 꼬임선입니다. 현재 LAN에서 가장 많이 사용되는 케이블입니다. 여러분의 집이나 사무실에 꽂혀 있는 랜선이 대부분 UTP입니다.

구조를 살펴보면, 8가닥의 구리선이 2가닥씩 4쌍으로 꼬여 있습니다. 그리고 외피(Jacket)로 감싸져 있습니다. 차폐 처리가 없어서 가볍고 유연하며, 가격이 저렴합니다.

장점.

• 가격이 저렴합니다.
• 설치와 취급이 쉽습니다.
• 유연해서 좁은 공간에서도 배선이 용이합니다.

단점.

• 차폐가 없어 외부 전자기 간섭에 상대적으로 취약합니다.
• 전송 거리가 100m로 제한됩니다(이더넷 기준).

UTP 커넥터는 RJ-45를 사용합니다. 실기 시험에서 RJ-45 커넥터에 UTP 케이블을 직접 결선하는 문제가 출제됩니다.

UTP 배선에는 두 가지 표준이 있습니다.

• T568A: 흰녹-녹-흰주-파-흰파-주-흰갈-갈
• T568B: 흰주-주-흰녹-파-흰파-녹-흰갈-갈

다이렉트(Direct) 케이블은 양쪽을 같은 표준(A-A 또는 B-B)으로 결선합니다. PC와 스위치를 연결할 때 사용합니다. 크로스오버(Crossover) 케이블은 양쪽을 다른 표준(A-B)으로 결선합니다. PC와 PC, 스위치와 스위치처럼 같은 종류의 장비를 연결할 때 사용합니다.

STP (Shielded Twisted Pair) - 차폐 꼬임선

STP는 각 꼬임선 쌍을 금속 호일이나 메쉬로 감싸서 차폐(Shield)한 케이블입니다. 외부 전자기 간섭을 차단하는 능력이 UTP보다 뛰어납니다.

장점. 간섭에 강하여 신호 품질이 좋습니다. 공장이나 전자기 간섭이 심한 환경에서 유용합니다.

단점. UTP보다 비싸고, 두껍고 무거워서 배선이 어렵습니다. 차폐층의 접지가 필요합니다.

동축 케이블 (Coaxial Cable)

동축 케이블은 중심 도체, 절연체, 외부 도체(차폐), 외피의 4중 구조로 되어 있습니다. 단면이 동심원(같은 중심축)을 이루기 때문에 "동축"이라고 부릅니다.

두 종류가 있습니다.

• 씬넷(Thinnet, 10BASE2): 얇은 동축 케이블, BNC 커넥터 사용, 최대 185m
• 씩넷(Thicknet, 10BASE5): 두꺼운 동축 케이블, AUI 커넥터 사용, 최대 500m

동축 케이블은 초기 이더넷에서 사용되었지만, 현재는 UTP에 밀려 LAN에서는 거의 사용되지 않습니다. 다만 케이블 TV와 CCTV에서는 여전히 사용됩니다. 시험에서는 커넥터 종류와 최대 전송 거리가 출제 포인트입니다.

광섬유 케이블 (Fiber Optic Cable)

광섬유는 유리나 플라스틱으로 만든 매우 가느다란 섬유를 통해 빛(광 신호)으로 데이터를 전송하는 매체입니다. 전기 신호 대신 빛을 사용하기 때문에 전자기 간섭에 완전히 자유롭고, 전송 속도와 거리에서 압도적인 성능을 보입니다.

광섬유의 구조는 세 부분으로 되어 있습니다.

• 코어(Core): 빛이 실제로 통과하는 중심부
• 클래딩(Cladding): 코어를 감싸며, 빛이 코어 밖으로 빠져나가지 않도록 반사
• 외피(Jacket): 물리적 보호

광섬유는 단모드(Single Mode)와 다모드(Multi Mode)로 나뉩니다.

단모드(SMF, Single Mode Fiber). 코어 직경이 매우 작아(약 9um) 빛이 직선으로만 전파됩니다. 장거리 전송에 적합하며, 수십~수백 km까지 전송 가능합니다. 레이저 광원을 사용합니다. 가격이 비쌉니다.

다모드(MMF, Multi Mode Fiber). 코어 직경이 상대적으로 커서(약 50~62.5um) 빛이 여러 경로(모드)로 전파됩니다. 단거리(~2km)에 적합합니다. LED 광원을 사용합니다. 가격이 상대적으로 저렴합니다.

광섬유의 커넥터 종류로는 SC, ST, LC, MT-RJ 등이 있습니다.

유선 매체 종합 비교

시험 포인트

• UTP: 비차폐, RJ-45 커넥터, 100m 제한, LAN에서 가장 많이 사용
• STP: 차폐, EMI에 강함, 접지 필요
• 동축: 씬넷(10BASE2, BNC, 185m), 씩넷(10BASE5, AUI, 500m)
• 광섬유: 단모드(레이저, 장거리, 코어 9um), 다모드(LED, 단거리, 코어 50/62.5um)
• T568A, T568B 배선 순서: 다이렉트(같은 표준), 크로스오버(다른 표준)

직접 해보자

• 실기 시험에서는 UTP 케이블을 RJ-45 커넥터에 직접 결선합니다. T568B 순서(흰주-주-흰녹-파-흰파-녹-흰갈-갈)를 반드시 외우고, 케이블 스트리퍼와 크림핑 도구 사용법을 연습해두세요.