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1. 개요
光 同 軸 混 合 網 / Hybrid Fiber Coaxial; HFC광동축 혼합망은 인터넷과 케이블TV 등의 전기 신호를 광 신호로 변환하여 광 케이블로 전신주나 건물 옥상 등에 설치된 광학 노드에 전송하고 광학 노드에서 광 신호를 전기 신호로 변환하여 동축 케이블을 통해 가입자에게 전송하는 통신 기술이다.
2. 역사
대한민국에서는 1997년 두루넷이 최초로 상용화하였으며, 이후 파워콤과 드림라인, 하나로통신, 그 외의 케이블 인터넷 사업자(SO)들이 도입했다.3. 원리
최상위 장비로 가면 CMTS(케이블 모뎀 종단 시스템)이 있고, SK브로드밴드와 LG U+는 인터넷 신호를, 케이블TV 사업자들은 여기에 TV 신호를 추가하여 결합기에서 광전송장비로 보낸다. 그리고 광 케이블(RF over Fiber)을 통해 교점망(ONU, Node)[1]으로 들어가서 이후 아파트의 경우 공시청 장비의 양방향 증폭기와 양방향 분배기를 통과하여 가정의 케이블 모뎀과 연결된다. 케이블TV와 케이블 인터넷을 동시에 사용하는 가입자는 분배기[2]를 설치한다.
인터넷을 주파수 대역으로 통신하며 대부분의 통신 회사는 다운로드 대역의 채널을 업로드 대역의 채널보다 많이 배치한다. 이렇게 되면 다운로드와 업로드의 전송 속도가 대칭되지 않는데, 이런 방식의 인터넷을 유사광랜 혹은 비대칭형 인터넷이라고 한다.
4. 규격
1997년에 제정된 DOCSIS(닥시스) 1.0은 다운로드 대역에 256-QAM 해상도와 6MHz 주파수 대역을 사용하여 최대 약 42Mbps를, 다운로드 대역에 8MHz 주파수 대역을 사용하는 EuroDOCSIS는 최대 약 56Mbps의 다운로드 속도를 낼 수 있으며 업로드 대역에 16-QAM 해상도와 최대 3.2MHz 주파수 대역을 사용하여 최대 약 10Mbps의 업로드 속도를 낼 수 있다.[3][4] 이후 2001년에 QoS를 강화한 DOCSIS 1.1 규격이 제정되었다.2002년에 제정된 DOCSIS 2.0은 업로드 대역에 최대 6.4MHz 주파수 대역을 사용하고 QAM 해상도를 최대 64까지 높혀 최대 약 30Mbps의 업로드 속도를 낼 수 있게 되었다.[5]
2006년에 제정된 DOCSIS 3.0은 채널을 여러 개 묶는 본딩 기술을 사용하여 전송 속도를 높일 수 있게 되었다. 이 때부터 HFC망으로도 대칭형 100Mbps급 초고속 인터넷과 비대칭형 기가 인터넷을 구현할 수 있게 되었다.
2013년에 제정된 DOCSIS 3.1은 변조 방식으로 OFDM을 사용하고 QAM 해상력을 높혀 전송 속도가 크게 증가했다. 이론상 대칭형 기가 인터넷은 물론 비대칭형 10기가 인터넷도 구현이 가능하다.
2017년에 제정된 DOCSIS 4.0은 업로드 속도를 최대 6Gbps까지 구현할 수 있다.
5. 예전의 장점
전화선과 모뎀을 통해서 PC통신을 하던 1990년대 중후반에서 2000년대 후반에 대한민국에 FTTx 기반의 100Mbps급 초고속 인터넷이 보급 되기 전까지만 해도 나름 장점이 있었다.1990년대 당시 전화선 모뎀의 이론상 최대 속도인 56Kbps는 따위일 정도로 빠른 속도를 보장했으며 특히 1997년 12월 1일에 시범 도입되어[6] 1998년 7월부터 케이블 방식으로 인터넷을 운영하던 두루넷(현 SK브로드밴드)이 당시 기준으로 매우 빠른 속도인 10Mbps를 보장하면서 케이블 인터넷에 대한 인식이 좋은 편에 속했다.
더군다나, 2000년대 중후반에도 xDSL 기반의 초고속 인터넷이 보급되지 않은 지역에서는 빠른 인터넷과 케이블TV를 동시에 이용할 수 있는 메리트가 있었다. 기술상의 측면에서는 ADSL이나 VDSL은 전화선을 이용하는데 전화선은 차폐막[7]도 없는 절연 피복선이지만, 동축 케이블은 차폐막이 있어 외부 전자기장에도 더 강하므로, 동축 케이블로 인터넷을 하는 것은 전화선 기반인 xDSL을 이용하는 것보다 더 좋은 품질을 얻을 수 있었다.
하지만 G.hn, G.fast 등 전화선을 사용하는 새로운 기술이 등장하면서 전화선보다 빠르다는 것도 과거의 이야기가 되었다. 전화선은 실드가 없는 일반 Twist Pair 구리선이기는 하지만 1개의 선을 1개의 가입자만 사용하기 때문에 더 빠르다. FTTH 설치가 불가능한 주택은 이 방법으로 기가인터넷을 할 수 있다.
6. 단점
6.1. 낮은 인터넷 서비스 품질
인터넷 이용자가 많아질 수록 인터넷 회선과 장비 개선 등 인터넷 품질 개선 작업을 해야 마땅하지만, 현실은 FTTH에 밀려 도태되고 있는 HFC망과 장비에 투자가 많지 않으며, HFC 인터넷 구조상 이용자 대비 트래픽 허용 범위가 전용선 인터넷과 광 케이블 인터넷보다 매우 낮다.광섬유를 사용하는 광 케이블과 달리 동축 케이블은 구리선을 사용하기 때문에 외부에서 발생되는 전자기적 노이즈에 취약하다. 당연하지만 노이즈가 발생하면 인터넷 속도가 저하되고 핑이 심하게 튀며 손실률도 증가한다. 특히나 구축된 동축 케이블이나 공시청 장비가 노후화 되었거나, 외부 전자기기 등에서 노이즈가 발생하면 해결이 쉽지 않다.
게다가 전화선을 사용하는 ADSL과 VDSL 등과는 다르게 케이블TV는 세대가 선로를 공유하는 경우가 많기 때문에 케이블 하나에 트래픽이 몰리면서 속도 저하가 발생하기 쉽고 원인을 알아내거나 문제를 해결하기도 쉽지 않다. 기존 가입자가 해지했거나 케이블 선로가 변경될 때 제대로 종단 처리(termination)를 하지 않으면 다른 가입자에게도 영향을 줄 수 있다. 이론상 각 가정마다 1개의 전용 동축 케이블이 인입되면 그나마 문제가 완화되겠지만 그럴 바에 차라리 인터넷 전용선이나 광 케이블을 인입하여 FTTH를 구축하는 것이 가입자 뿐만 아니라 통신사도 이득인 현실이다.
| 파일:HFC 속도측정.png |
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6.2. 비대칭형 인터넷 논란
사실 HFC 뿐만 아니라 xDSL이나 심지어 FTTH에도 비대칭형 방식이 사용되지만 대부분의 비대칭형 인터넷 논란은 HFC망에서 발생한다. 자세한 내용은 비대칭형 인터넷 논란 문서를 참고하자.6.3. 통신사의 소극적인 장비 투자와 유지보수
2023년 기준 대한민국 HFC망에 이용하는 DOCSIS 3.1은 이론상 대칭형 기가 인터넷을 넘어 비대칭형 10기가 인터넷도 지원 할 수 있지만 인터넷 서비스 제공사업자의 소극적인 장비 투자 때문에 실제로 가입 가능한 인터넷 상품은 대형 통신사인 SK브로드밴드와 LG U+ 조차도 기가 라이트와 기가 슬림이라고 불리는 500Mbps급 비대칭형 인터넷이 한계다.케이블 인터넷 지역유선방송(MSO)은 상술했듯이 케이블TV 방송 신호(RF)까지 더해 한 회선에 제공되기 때문에 인터넷 신호만 제공하는 통신사에 비해 더더욱 노이즈에 취약하며 실제로도 인터넷 품질이 더 떨어지는 편이다. 심지어 이론상 최대 다운로드 속도마저 320Mbps가 한계다. 거기다 대형 3사 통신사와 합병이 되면서 더이상 투자가 이뤄지고 있지않다.
6.4. 장비의 높은 전력 소모와 발열
동축 케이블을 통해 들어오는 전류량이 크기 때문에 기본적으로 HFC 모뎀의 발열은 FTTH 모뎀에 비할 바가 안 될 정도로 엄청나게 높다. 오죽하면 발열이 너무 심해서 여름철에 과열로 모뎀이 고장나거나 겨울에는 주변에 비해 훨씬 따뜻한 모뎀 위에 고양이가 앉다보니 털이나 벌레가 안으로 들어가 고장을 일으키기도 한다.전신주나 건물 옥상에 설치된 HFC망 장비도 마찬가지로 전력을 많이 잡아먹기 때문에 LG U+는 2026년까지 모든 HFC망을 FTTH망으로 전환할 예정이다. 이로 인한 소비전력 절감 효과만 연간 약 3,000만 kWh라고 한다. 참고 기사 일반 가정집의 월 전력 소모량을 300 kWh라고 했을 때 약 8천 3백 가구의 연간 전력 소비량인 셈이다.[8]
7. RFoG
Radio Frequency over Glass; RFoGHFC 기반 FTTH 기술로, 건물 밖까지만 광 케이블이 포설되는 일반적인 HFC와는 다르게 건물 내 단자함까지 광 케이블이 포설된다.
인터넷은 그대로 광 케이블을 통해 서비스되며, TV는 댁내에 설치된 변환기를 통해 TV 신호만 광 신호에서 전기 신호로 변환하여 동축 케이블로 출력한다. 2010년대 이후 준공된 아파트에서 가능한 방식이다. 사실상 FTTH와 동일하다고 봐도 무방할 정도.
8. 여담
- KT는 구리선을 사용하는 ISDN을 시작으로 ADSL과 VDSL을 구축하고 이후 광 케이블을 사용하는 FTTH를 구축했기 때문에 동축 케이블을 사용하는 HFC망을 구축한 적이 없다. 이는 비단 KT뿐 아니라 미국의 전화선망 사업자인 AT&T나 캐나다의 Bell도 동일하며 대부분의 전화선망 사업자들은 ADSL이나 VDSL에서 FTTx로 건너뛰었다. 그러나 2020년에 자회사인 KT스카이라이프가 HCN을 인수하면서 KT도 HFC망을 사용하는 자회사를 두게 되었으나, 물론 그마저도 KT 초고속인터넷의 재판매로 대체되고 있다.
- SK브로드밴드(구 하나로텔레콤)는 HFC를 주로 사용하였던 두루넷과 드림라인[9], 그리고 티브로드를, LG그룹은 파워콤을 인수합병하였기 때문에, HFC망 구축률이 상당히 높다. 이는 B 인터넷과 U+ 인터넷이 사용자들에게 좋지 못한 평가를 받는 이유기도 하다. 그나마 LG U+는 전술한 바와 같이 2026년까지 HFC망을 모두 철거하고 FTTH로 전환한다고 한다. 반대로 SK브로드밴드는 2023년 기준 2018년보다 HFC 가입회선이 오히려 12만개 증가했다. 기사
- SK브로드밴드에서 HFC로 인터넷 서비스를 제공하는 기술 방식을 광랜W라고 부른다. 2015년부터 상용화된 500Mbps 기가 라이트 인터넷에 이용되는 광랜W(800)의 경우 이론상 최대 다운로드 속도가 800Mbps라서 800이라는 숫자를 붙였다. 여담으로 광랜W(800)은 업로드를 최대 100Mbps 속도로 제공할 수 있다고 안내되고 있지만 위의 속도 측정 결과처럼 10Mbps도 안되는 일이 비일비재하다.
- 2019년 7월 15일, SK브로드밴드에서 HFC DOCSIS 3.1 기반의 2.5기가 인터넷 케이블 모뎀을 개발했다. 이론상 최대 속도는 다운로드 2.5Gbps, 업로드 500Mbps로 기존 HFC 500Mbps급 기가 인터넷 대비 5배 빠른 속도지만 상용화까지는 이루어지지 않았다. 사실상 기술 선점을 위한 발표라고 봐야한다.
- 외국에서는 HFC 망에 대한 인식이 꽤 좋기도 한데, 특히 미국 등 땅이 넓은 나라들은 FTTH 대비 적은 초기 투자 비용으로 넓은 커버리지를 구축할 수 있는 케이블 인터넷을 좋게 보고 있으며, 전화선을 이용한 인터넷( ADSL이나 VDSL 등)이 주인 국가들 또한 비교적 좋은 품질로 인터넷을 이용할 수 있어서 HFC 망을 선호하는 편이다. 특히 미국같이 전화선이 20세기 초에 구축된 국가들은 기존 전화선로를 그대로 사용하는 경우가 많아 통신 품질이 좋지 않기 때문에 전화선 대비 근래에 설치된 케이블TV용 동축 케이블을 이용하는 것이 품질 유지에 더 뛰어나다.
- 2022년 9월 미국의 컴캐스트는 동축 케이블을 통해 2Gbps/200Mbps 케이블 인터넷 서비스를 출시했다. 2025년 말까지 5천만 이상의 가구에 보급하는 것이 목표라고 한다.
- HFC를 사용하던 지역이나 건물이 망 전환 작업을 통해 FTTx 서비스 권역에 편입되면, 기존 HFC 망은 가동이 중단된 후 철거되므로 교체 기간 내에 HFC 장비를 FTTx 장비로 교체하여야 한다. 만약 장비 교체 공사를 받지 않은 상태로 HFC 망이 철거되면 기사가 방문해 장비를 교체할 때까지 인터넷을 사용할 수 없다.
9. 관련 이미지
- 광 케이블로 전송된 광 신호를 전기 신호로 변환해 동축 케이블로 전송하는 ONU.
- 동축 케이블로 전송된 전기 신호를 각 가입자에게 분배해주는 양방향 분배기.
[1]
예시 자료, 전봇대에서 흔하게 볼 수 있다. 광 케이블의 광 신호(빛)에서 동축 케이블의 전기 신호(전류)로 변환하여 전송하는 역할을 한다.
[2]
하나의 회선을 여러 회선으로 나눠주는 통신 부품.
[3]
오버헤드로 전송 속도의 10% 이상을 사용하기 때문에 실제 최대 다운로드 속도는 각각 약 38Mbps와 50Mbps, 최대 업로드 속도는 약 9Mbps다.
[4]
DOCSIS와 EuroDOCSIS의 대역폭 차이는
NTSC와
PAL의 채널 대역폭 차이 때문이다.
[5]
오버헤드로 전송 속도의 10% 이상을 사용하기 때문에 실제 최대 업로드 속도는 약 27Mbps다.
[6]
당시 레인보우 서비스라는 이름으로 알려졌다.
[7]
외부에서 발생되는 인터넷 신호를 방해하는 전자파(노이즈)를 차단하는 막. 실드라고도 한다.
[8]
이외에도 온실가스를 지나치게 배출함에 따라 공해가 심해서 High Emission이라는 오명이 붙었다.
[9]
B2C(일반가정) 분야만 합병되고 기업 자체는 아직도 존재한다.