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회선
회선이란 전기 통신의 전송이 이루어지는 유선 또는 무선 전송 구간의 계통적 통신망이다. 교환 및 단말 기기 상호 간을 결합하여 통신 정보의 교환을 위한 신호를 전달하는 설비의 개념적인 표현이라고 할 수 있다. 국제전기통신연합(ITU-T)에서는 ‘두 지점 간에 단일의 통신을 제공하기 위해 양방향으로 신호를 전송할 수 있도록 되어 있는 두 전송 채널의 조합’으로 정의하고 있다.
개요[편집]
회선이란 신호가 전달될 수 있도록 두 지점 이상이 연결된 경로를 의미한다. 달리 표현된 경우를 제외하고는, 회선은 하나 이상의 통신선 또는 무선으로 구성되는 물리적인 경로로서, 중간에 스위치 접점이 간여될 수도 있다. 네트워크는 곧 이러한 회선들의 집합체라고 볼 수 있다. 다이얼업 접속(Dial-up connection)에서, 회선은 통화 시간 중 어떤 한 사용자에 의해 점유된다. 전용회선에서 회선은, 오직 그 회선을 소유하거나 또는 미리 빌려 쓰기로 한 사용자에 의해서만 독점적으로 쓰인다. 때로 논리 회선이라고도 불리는 가상 회선 역시 두 개 이상의 지점을 연결하는 경로로서, 마치 물리적인 경로처럼 보이지만 실제로는 하나의 경로가 많은 물리적 경로에 배당될 수 있다. 고정 가상 회선(PVC : Permanent Virtual Circuit)은 사전에 특정 물리적인 경로를 예약하거나 약속하지 않아도, 필요시 둘 또는 그 이상의 지점 간에 보장된 접속을 제공한다. 이를 통해 많은 회사들이 공통 회선 집합체를 서로 공유할 수 있게 한다. 이러한 접근 방식은 프레임 릴레이 네트워크에서도 흔히 사용되는데, 이렇게 함으로써 한 회사가 회선을 독점적으로 빌리는 것에 비해 더 낮은 가격으로 통신 자원을 제공할 수 있다. 교환 가상 회선(SVC : Switched Virtual Circuit)은 고정 가상 회선과 비슷하지만, 사용자들이 가상 회선 네트워크로 다이얼업 접속하는 것을 허용한다.[1]
특징[편집]
종류[편집]
- 전용회선
전용회선은 두 개 이상의 단말기가 점 대 점(Point-to-Point) 방식으로 통신 회선이 고정적으로 연결된 형태의 회선이다. 통신 회선의 두 지점 간에 특정 개인 또는 기업 등이 24시간 사용하는 서비스로 통신량에 관계없이 정액 요금이므로 일정 수준 이상인 경우에 경제적이다. 두 지점을 하나의 회선을 통해 빠르고 정확하게 대량의 정보를 주고받으며 공중망 서비스가 아닌 두 지점 간 독립된 회선을 사용하기 때문에 보안성과 안정성이 높다. 통신장치와 회선이 많이 사용되어 비경제적이나 고속의 데이터 전송이 가능하고 전송 오류가 적다. 특징은 통신 회선이 항상 고정되어 있다. 전송 속도가 빠르고 오류가 적다. 특정 두 지점 간에 연결된 회선을 독립적으로 사용하므로 보안성과 안정성이 높다. 광케이블을 사용하므로 데이터의 양과 회선의 사용 시간이 많을 때 효율적이고 품질이 높다. 고장 발생 시 유지 및 보수가 쉽고 24시간 장애 처리가 가능하다. 연결 방식에는 점 대 점 방식과 멀티 포인트(Multi-point) 방식이 있다.[2]
- 교환회선
교환회선(Switched Line)은 교환기에 의해 송 · 수신 상호 간이 연결되는 방식이다. 특징은 전용 회선에 비해 전송 속도가(4,800bps 이하) 느리다. 정보 보안을 위해 정보 누설과 파괴를 방지하는 조치가 필요하다. 회선을 공유하므로 효용도 높고, 통신 장치와 회선 비용을 줄일 수 있다. 전송할 데이터의 양이 많지 않고, 회선 사용 시간이 적을 때 효율적이다.
- 데이터 교환 방식 : 교환 회선에 사용되는 데이터 교환 방식
- 회선 교환 방식 : 송·수신 측 간의 통신 회선을 교환기에 의해서 물리적으로 접속시켜 주는 방식
- 축적 교환 방식 : 교환기의 임시 기억장치를 이용하는 방식
- 교환 기술의 성능 비교 요소 (이때, 노드는 컴퓨터나 단말장치 같은 종단 시스템에 연결된 교환기나 통신망 내부의 중계 교환기, 라우터 등을 의미)
- 전파 지연 : 신호가 한 노드에서 다음 노드로 도달하는 데 걸리는 시간
- 전송 지연 : 데이터가 출발지에서 도착지까지 도달하는 데 걸리는 시간
- 노드 지연 : 한 노드가 데이터를 교환하기 위하여 필요한 시간
- 데이터 처리율 : 정해진 시간 동안 받아들이고 전송할 수 있는 데이터의 비율[3]
전용회선과 교환회선의 비교 항목 전용회선 교환회선 통신상대 고정적인 상태 불특정 다수의 임의의 상대 회선요금 정액제 요금 사용량에 따른 증량제
구성방식[편집]
회선 구성 방식은 컴퓨터와 여러 대의 단말기들을 연결하는 방식이다. 점 대 점 방식, 다중점 방식, 회선 다중 방식 등이 존재한다.
- 점 대 점 방식 : 정보통신 시스템을 구성하고 있는 단말장치들이 중앙의 메인 컴퓨터와 1:1로 연결된 형태로 가장 기본적인 방식이다. 점대점 방식은 전용회선이나 공중전화 회선을 이용하며, 회선 구성이 간단하고 대용량 전송에 유리하다. 그러나 별도의 회선과 포트에 따른 높은 설치 비용이 발생한다. 이는 TCP/IP 환경에서는 PPP를 사용하여 1:1로 연결한다.
- 다중점 방식 : 데이터 전송의 정확성 하나의 공유된 전송 회선에 여러 단말장치들을 연결하고 정보를 송수신하는 방식으로 중앙 컴퓨터와 단말기의 효과적인 연결에 널리 사용되고 있다. 이는 멀티 드롭(Multi-drop) 방식이라고도 하며, 컴퓨터가 방송하는 형태로 모든 터미널에 데이터 전송이 가능하다. 송수신하는 데이터의 양이 적을 때 효율적이지만, 회선 구성비용을 줄일 수 있으나 논리가 매우 복잡하다.[4]
- 회전 다중 방식 : 다중화 방식이라고도 하며, 여러 대의 단말기들을 다중화 장치를 이용하여 중앙 컴퓨터와 연결하는 방식이다. 중앙 컴퓨터와 다중화 장치 사이는 대용량 회선으로 연결된다. 대용량 통신 회선을 저속 단말기들이 공유함으로써, 전송 속도 및 효율을 높일 수 있다.[3]
교환방식[편집]
회선교환방식[편집]
회선교환방식은 음성 전화망과 같이 메시지가 전송되기 전에 발생지에서 목적지까지의 물리적 통신 회선 연결이 선행되어야 하고 이 물리적인 연결이 정보 전송이 종료될 때까지 계속 유지되는 교환 방식이다. 경로가 확보되고 수신 측에서 응답이 있는 상태라면 교환 방식 중 전파 지연이 가장 짧으며 실시간 통신이 가능한 방식이다. 하지만 데이터 전송 전에 경로를 확보하기 위해 긴 시간이 필요하기 때문에 전체 시간으로 볼 때에는 많은 시간이 소요된다. 특히 일반 전화 회선 교환 방식은 데이터 전송에 필요한 시간을 비교해 볼 때 교환 방식 중 가장 긴 방식이라 할 수 있다. 회선 교환 방식은 크게 공간 분할 교환 방식(SDS : Space Division Switching)과 시분할 교환 방식(TDS : Time Division Switching)으로 나누어진다. 특징은 데이터 전송 전에 먼저 물리적 통신 회선을 통한 연결이 필요하다. 일단 접속이 되고 나면 그 통신 회선은 전용 회선에 의한 통신처럼 데이터가 전달된다. 접속에는 긴 시간이 소요되나 일단 접속되면 전송 지연이 거의 없어 실시간 전송이 가능하다. 회선이 접속되더라도 수신 측이 준비되어 있지 않으면 데이터 전송이 불가능하다. 데이터 전송에 필요한 전체 시간이 축적 교환 방식에 비해 길다. 접속된 두 지점이 회선을 독점하기 때문에 접속된 이외의 다른 단말기는 전달이 지연된다. 일정한 데이터 전송률을 제공하므로 동일한 전송 속도가 유지된다. 확립과 단절 절차가 필요하다.
- 공간 분할 교환 방식 : 일반 전화 회선 교환에 사용되는 방식으로 기계식 접점과 전자 교환기의 전자식 접점 등을 이용하여 교환을 수행하는 방식으로 음성 전화용 교환기가 이에 속한다. 두 단말기 간의 경로가 공간적으로 분할되는 방식으로 두 단말기 사이에 신호를 전송하는 교환기가 필요하고, 이 교환기를 거친 물리적인 경로가 설정되는 방식이다. 즉, 교환기를 거쳐야만 두 대의 단말기가 1:1로 연결될 수 있다. 특징은 기존의 음성용 전화 회선망을 그대로 이용할 수 있어서 간단한 저속 데이터 전송에 효과적이다. 본래가 음성용이므로 데이터 통신을 위해서는 융통성이 적고 오류율이 높다. 연결 접속 시간이 길고 고속 전송이 어렵고, 속도나 코드의 변환이 어렵다.
- 시분할 교환 방식 : 전자 부품이 갖는 고속성과 디지털 교환 기술을 이용하여 다수의 디지털 신호를 시분할적으로 동작시켜 다중화하는 방식이다.
- TDM 버스 교환(TDM Bus Switch) : 한 전송 회선을 시간으로 분할해 다중 신호가 이 회선을 공유하는 방식으로 주로 동기식 TDM 버스 교환을 사용한다.
- 시간 슬롯 상호 교환(TSI : Time Slot Interchange) : 대부분 시간 분할 교환 방식이 채택하는 기술로 전이 중 동작을 위해 한 쌍의 슬롯을 교환함으로써 시간 슬롯 또는 채널의 동기화된 TDM 열을 이룬다.
- 시간 다중화 교환(TMS : Time Multiplex Switch) : TSI 장치는 제한된 수의 접속만을 제공한다. 특히 액세스 속도가 고정되었을 때 TSI의 크기가 커지면 지연은 더욱 커지게 된다. 이러한 문제점을 해결하고 많은 양의 채널을 확보하기 위해 사용되는 방식이다.
- 제어 신호의 종류
- 감시 제어 신호(Supervisory Control Signal) : 서비스, 응답, 경보 및 휴지 상태 복귀 신호 등의 기능을 수행하는 제어 신호이다. 상대편과 통화를 하기 위해 필요한 자원의 이용 가능성이 있는지를 파악해 알려준다. 즉, 전화를 할 때 상대편과 통신할 수 있는지의 전체적인 부분을 제어한다.
- 주소 제어 신호(Address Control Signal) : 상대방을 식별하고 경로를 배정한다. 상대편의 전화번호를 식별해서 상대편과 통화할 수 있는 경로를 확보하는 작업을 한다.
- 통신망 관리 제어 신호(Communication Managerment Control Signal) : 통신망의 전체적인 운영, 유지, 오류 제어, 고장 수리 등을 위해 사용되는 제어 신호이다.
- 호 정보 제어 신호(Call Information Control Signal) : 호의 상태에 대한 정보를 송신자에게 제공한다. 현재 호(링크 설정)의 상태 정보를 전화를 거는 사람에게 제공한다. 상대편과 통화하기 직전까지 전화에서 들려오는 모든 신호를 알려준다.[5]
축적교환방식[편집]
축적교환방식은 회선교환처럼 직접적으로 전기적인 연결은 없지만 일시적으로 저장하는 기능이 있어 네트워크의 흐름이나 변화에 충분히 대처할 수 있는 장점이 있고, 통신 회선을 공통으로 사용할 수 있으므로 경제적인 통신을 할 수 있다. 축적 교환은 전달되는 데이터가 축적 교환기에 일시적으로 저장되었다가 전달되기 때문에 저장 시에 데이터를 변환시킬 수 있다. 축적 교환은 전송할 데이터 전체를 전송하는 메시지 교환과는 달리 전달 속도를 향상시키기 위하여 데이터를 작은 조각으로 분할하여 전송하는 패킷 교환 방식이 있다. 특징은 기억 장치를 사용한다. 호출자와 피호출자가 동시에 운영 상태에 있지 않아도 된다. 데이터 전송량이 폭주하는 혼란을 피할 수 있다. 데이터의 손실을 막기 위하여 부가적인 내용(번호, 날짜, 시간 등)을 추가할 수 있다. 코드와 속도가 다른 단말기 간에도 통신이 가능하다. 통신 회선을 공유할 수 있기 때문에 통신 비용이 저렴하다. 전송 속도나 코드의 변환 및 전송 오류 정정이 가능하다.
- 메시지 교환 방식 : 하나의 메시지 단위로 축적-전달(store-and-forward) 방식에 의해 데이터를 교환하는 방식이다. 일반적인 데이터 전송 방법으로 전송이 주 목적이기 때문에 전체 데이터를 한 번에 전송한다. 따라서 빠른 응답을 요구하는 전송에는 부적합하다. 전송되는 전체 데이터는 전송 순서를 기다리는 동안 교환기의 임시 기억 장치에 기억되었다가 순서가 되면 차례로 전송된다. 특징은 하나의 메시지 단위로 저장-전달 방식에 의해 데이터를 교환한다. 각 메시지마다 전송 경로가 다르고 수신 주소를 붙여서 전송한다. 교환 방식 중 전송(전파) 지연 시간이 가장 길다. 응답 시간이 느려 대화형 데이터 전송에는 부적절하다. 수신 측이 준비가 안 된 경우에도 지연 후 전송이 가능하다. 전송 코드와 속도가 다른 단말기끼리도 교환이 가능하다.
- 패킷 교환 방식 : 메시지 교환 방식에서 장문의 메시지가 전송되고 있다면 긴급을 요하는 짧은 메시지는 앞선 장문의 메시지가 모두 전송될 때까지 기다려야 한다. 이러한 문제점을 보완해 빠른 응답 시간을 제공하고 통신 회선의 효율적인 사용을 위해 전송할 전체 데이터를 일정한 크기로 나누어 전송하는 방식이다. 이때 일정한 크기로 나누어진 데이터를 패킷이라고 한다. 특징은 패킷을 일시 저장했다가 수신처에 따라 적당한 경로를 선택해서 전송 하는 방식이다. 음성 전송보다는 데이터 전송에 더 적합하다. 패킷 교환망은 OSI 참조 모델의 네트워크 계층에 해당하고 패킷 형 터미널을 위한 DRE와 DCE 간의 접속 규정은 X25이다. 메시지를 작은 데이터 조각인 패킷으로 블록화한다. 패킷망에서 전달할 수 있는 패킷의 최대 크기는 1,024비트이나 2,048비트로 제한을 두고 있다. 패킷 교환 방식은 데이터 흐름이 많거나 교환기가 고장이 있어도 우회해서 전달될 수 있는 융통성이 존재한다. 하나의 통신회선을 여러 사용자가 공유할 수 있으므로 회선 이용률이 높다. 트래픽 양이 적을 경우뿐만 아니라 많을 경우에도 적절하게 사용할 수 있다. 패킷 교환 방식은 빠른 응답을 원하는 데이터 전송에 적절한 방식이다. 가상 회선 방식과 데이터그램 방식이 있다. 전송에 실패한 패킷의 경우 재전송이 가능하다. 패킷 단위로 헤더를 추가하므로 패킷별 오버헤드가 발생한다.
- 가상 회선 방식 : 패킷을 전송하기 전에 미리 가상적인 경로를 확보하여 전송하는 방식으로 삽입 흐름이나 오류 제어를 서브넷(부 네트워크)에서 지원하기 때문에 데이터그램 방식보다 오류가 적다. 또한 패킷의 송신 순서와 수신 순서가 바뀌지 않기 때문에 데이터그램 방식에 비해 복잡하지 않다. 특징은 단말기 상호 간에 논리적인 가상 통로 회선을 미리 설정하여 송신자와 수신자 사이의 연결을 확립한 후에 설정된 경로를 따라서 패킷들을 순서적으로 우회하는 방식이다. 정보 전송 전에 제어 패킷에 의해 경로가 설정된다. 패킷의 발생 순서대로 전송된다. 통신이 이루어지는 컴퓨터 사이에 데이터 전송의 안정성과 신뢰성이 보장된다. 별도의 호(Call) 설정 과정이 있다는 것이 회선 교환 방식과의 공통점이다.
- 데이터그램 방식 : 데이터 전송 시 일정 크기의 데이터 단위로 쪼개어 특정 경로의 설정 없이 전송되는 방식으로 패킷에 독립성을 부여하여 중간 노드에 문제가 방생하여도 우회하여 목적지에 도착할 수 있는 방식이다. 따라서 목적지가 같은 패킷이라도 다른 전송로를 진행할 수 있어서 매우 융통성이 있고 소수의 패킷을 전송하는 경우에 유리하다. 데이터그램 패킷은 언제든 순서가 뒤바뀔 수 있기 때문에 수신 측에서는 순서적으로 재조립해야 한다. 특징은 연결 경로를 설정하지 않고 인접한 노드들의 트래픽(전송량) 상황을 감안하여 각각의 패킷들을 순서에 상관없이 독립적으로 운반하는 방식이다. 패킷마다 전송 경로가 다르므로 패킷은 목적지의 완전한 주소를 가져야 한다. 네트워크의 상황에 따라서 적절한 경로로 패킷을 전송하기 때문에 융통성이 좋다. 순서에 상관없이 여러 경로를 통해 도착한 패킷들은 수신 측에서 순서를 재정리한다.[5]
관련 장비[편집]
회선은 랜을 구성하거나 랜과 랜을 연결하거나 랜과 다른 네트워크를 연결하기 위한 장비와 밀접한 관련이 있다.
- 허브(Hub) : 한 사무실이나 가까운 거리의 컴퓨터들을 연결하는 장치로, 각 회선을 통합적으로 관리하며, 신호 증폭 기능을 하는 리피터의 역할도 포함한다.
- 리피터(Repeater) : 전송되는 신호가 전송 선로의 특성 및 외부 충격 등의 요인으로 인해 원래의 형태와 다르게 왜곡되거나 약해질 경우 원래의 신호 형태로 재생하여 다시 전송하는 역할 수행한다. OSI 참조 모델의 물리 계층에서 동작하는 장비이며 근접한 네트워크 사이에 신호를 전송하는 역할로, 전송 거리의 연장 또는 배선의 자유도를 높이기 위한 용도로 사용된다.
- 브릿지(Bridge) : 랜과 랜을 연결하거나 랜 안에서의 컴퓨터 그룹(세그먼트)을 연결하는 기능 수행한다. 데이터 링크 계층 중 MAC(Media Access Control) 계층에서 사용되므로 MAC 브리지라고도 한다. 네트워크 상의 많은 단말기들에 의해 발생되는 트래픽 병목 현상을 줄일 수 있으며 네트워크를 분산적으로 구성할 수 있어 보안성을 높일 수 있다. 브리지를 이용한 서브넷 구성 시 전송 가능한 회선 수는 브리지가 n개일 때, n(n-1)/2이다.
- 라우터(Router) : 브리지와 같이 랜과 랜의 연결 기능에 데이터 전송의 최적 경로를 선택할 수 있는 기능이 추가된 것으로, 서로 다른 랜이나 랜과 왠의 연결도 수행한다. OSI 참조 모델의 네트워크 계층에서 동작하는 장비이며 접속 가능한 경로에 대한 정보를 라우팅 제어표(Routing Table)에 저장하여 보관한다. 3계층(네트워크 계층)까지의 프로토콜 구조가 다른 네트워크 간의 연결을 위해 프로토콜 변환 기능을 수행한다.
- 게이트웨이(Gateway) : 전 계층(1~7계층)의 프로토콜 구조가 다른 네트워크의 연결을 수행한다. 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층 간을 연결하여 데이터 형식 변환, 주소 변환, 프로토콜 변환 등을 수행하며 LAN에서 다른 네트워크에 데이터를 보내거나 다른 네트워크로부터 데이터를 받아들이는 출입구 역할을 한다.[3]
각주[편집]
- ↑ 김동근, 〈circuit ; 회로 또는 회선〉, 《김동근의 텀즈 * 컴퓨터 용어사전》, 2003-03-26
- ↑ 졔, 〈통신 회선의 구성과 형태〉, 《네이버 블로그》, 2018-11-29
- ↑ 3.0 3.1 3.2 동그리동동닷컴, 〈4장 데이터 회선망〉, 《티스토리》, 2017-02-15
- ↑ AblackY, 〈데이터통신의 회선 구성〉, 《네이버 블로그》, 2020-07-18
- ↑ 5.0 5.1 LIB, 〈제12절 데이터 회선망〉, 《네이버 블로그》, 2016-04-29
참고자료[편집]
- 김동근, 〈circuit ; 회로 또는 회선〉, 《김동근의 텀즈 * 컴퓨터 용어사전》, 2003-03-26
- LIB, 〈제12절 데이터 회선망〉, 《네이버 블로그》, 2016-04-29
- 동그리동동닷컴, 〈4장 데이터 회선망〉, 《티스토리》, 2017-02-15
- 졔, 〈통신 회선의 구성과 형태〉, 《네이버 블로그》, 2018-11-29
- AblackY, 〈데이터통신의 회선 구성〉, 《네이버 블로그》, 2020-07-18
같이 보기[편집]
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