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해저케이블, 인터넷 데이터의 장거리 전송을 위한 전달경로
신동윤 기자 | 승인 2018.04.12 09:00

오는 2019년, 구글은 칠레와 로스엔젤레스를 연결하는 퀴리(Curie, 물리학자 마리 퀴리의 이름을 딴), 미국과 덴마크, 아일랜드를 연결하는 하브프루(Havfue, 인어를 뜻하는 덴마크어), 그리고 호주와의 연결을 위해 홍콩과 괌을 연결 케이블 시스템(HK-G) 등 새로운 세개의 새로운 해저케이블을 제공할 예정이다. 이 중 구글의 가장 중요한 투자는 바로 퀴리다.

지금까지 IT 관련 업체들은 통신회사가 보유한 광케이블을 임대하거나 구입해 사용해 왔으며, 아니면 IT 기술업체와 통신업체로 이뤄진 컨소시엄에 투자해 왔다. 2008년 구글이 케이블 컨소시엄에 처음 참여하겠다고 발표했을 때, 네트워크 애퀴지션(Network Acquisitions)의 관리자인 프랑소와 스테린(Francois Sterin)은 구글 웹 사이트에 “향후 구글이 해저케이블 사업에 진출할 계획이 있는가” 질문했고, 구글은 이에 대해 “계획이 없다”고 밝혔었다.

10년이라는 기간은 많은 변화가 일어나기에 충분한 기간이다. 퀴리 케이블은 구글을 통신업체가 아니면서 대륙간 케이블을 가설한 최초의 회사로 만들었다.

 

해저케이블의 과거와 현재

최초의 해저케이블은 1850년대에 전보의 송수신을 위해 가설됐다. 이후 150년이 지난 지금, 해저케이블은 엄청난 기술적 발전을 이뤘지만, 케이블의 가설과 설치는 근본적으로 큰 변화가   통신을 위해 설치되었다. 이후 150년이 지난 지금, 잠수함 케이블에는 엄청난 기술 도약이 있었지만, 케이블의 건설과 설치는 근본적으로 전혀 바뀌지 않았다.

초기 해저케이블은 구리로 된 코어를 고무와 유사한 천연 폴리머인 구타페르카(Gutta-percha)로 싸서 만들어졌다. 이 층을 인도 고무로 코팅하고 전체 케이블을 보호하기 위해 금속 케이블로 감싸고 있는 구조를 갖췄다.

현재는 광섬유가 과거의 구리 배선을 대체했으며, 구타페르카를 플라스틱 배관으로 대체해 코어를 보호한다. 금속 와이어로 플라스틱 튜브를 감싸고, 그 위에 구리 케이블을 배치하는 형태를 갖고 있다. 그리고 이 위에 다시 플라스틱 튜브를 감싸 절연 기능을 제공한다. 매우 깊은 해저에서는 이것 만으로 충분하지만, 해안 근처에 도달했을 때는 어선의 조업이나 다른 이유로 인한 불상사를 막기 위해 케이블에 아연도금 강재의 층을 두르고, 나일론 패브릭 커버로 코팅한다. 그리고 전체를 다시 타르로 코팅하는 방식을 취하고 있다(그림 1).

(그림 1) 오늘날 광섬유는 구리선을 대체했고, 구타페르카 대신 플라스틱 튜브가 코어를 보호하기 위해 사용된다.

그런 다음 케이블선박(Cable Ship) 위해 설치된 거대한 케이블 릴을 수동으로 회전시키면서 케이블을 천천히 해저로 떨어뜨린다. 오늘날의 뛰어난 선박 기술과 정밀한 해저지형도의 도움으로, 1800년대 증기선을 이용하는 것 보다는 훨씬 수월하게 작업할 수 있다. 이렇게 케이블 가설을 진행해 해안의 터미널 랜딩 스테이션에 연결하면, 대륙 사이에 데이터를 주고받을 수 있게 된다.

그러면 해저케이블은 어느 정도의 속도를 보장하는지 알아보자. 마이크로소프트와 페이스북, 그리고 텔시어스(Telxius)가 소유한 마리아(Marea) 케이블은 160Tbps(7100만명이 동시에 HD급 비디오를 스트리밍할 수 있는 수준의 속도)의 속도를 제공하고 있다. 구글의 퀴리 케이블이 어느 정도의 속도를 제공할 것인지는 아직 구글측에서 비밀로 하고 있어 알 수 없다.

 

제어 능력의 확보

IT 기술업체들은 제어 능력과 유연성을 확보하기 위해 직접 케이블을 구축하는 것을 고려하고 있다. 구글의 경우 단독으로 케이블을 소유하기 때문에 케이블의 설계와 시공 프로세스, 기술 사양, 가설, 라우팅에 이르는 전 부문에 대해 완벽한 통제권을 갖게 될 것이다. 비록 구글이 케이블을 통해 전송되는 기술 영역에 대해서는 자신감이 있겠지만, 케이블의 제조는 또 다른 전문가의 손에 달려있다. 이런 전문가들은 깊은 해저와 얕은 해변, 평평한 해저와 굴곡이 심한 해저 산악 지형에 맞춰 어떻게 케이블을 제작해야 할 것인지 알고 있을 뿐 아니라, 이런 장애물을 거쳐 대륙과 대륙 사이의 먼 거리를 가로질러 광학 신호를 어떻게 전달해야 하는지에 대해 잘 알고 있다.

영국 해협처럼 짧은 거리를 가로질러 신호를 전달하는 것은 양쪽 끝단에 신호 증폭기를 설치하는 것으로 충분하다. 하지만 로스앤젤레스에서 스페인, 또는 240km 이상의 장거리에 신호를 전달하기 위해서는 80km마다 신호를 증폭하기 위한 리피터를 설치해야 한다. 이는 바다 속에서도 마찬가지다. 해저케이블에 구리층이 필요한 이유가 바로 이 리피터를 동작시키기 위한 전원이 필요하기 때문이다. 전원공급장치는 케이블의 각 말단에 설치되며, 약 3000~1만 볼트의 전력을 리피터에 공급한다. 따라서 별다른 문제만 없다면, 아무리 먼 거리, 예를 들면 뉴욕의 사무실에서 런던의 동료와도 스카이프로 대화하는 데 아무 문제가 없다.

 

유지보수

하지만 유감스럽게도 종종 케이블에 문제가 발생한다. 해저케이블 업계에서는 죠스2에서와 같이 상어가 실제로 심각한 문제를 일으키는 경우는 없다고 말한다. 물론 상어들이 한두번씩 케이블을 물어뜯으려 시도는 하지만, 실제로 이로 인한 사고는 발생한 적이 없다. 대신 해저케이블 문제 발생의 주요 원인은 닻을 끌고 가는 어선이나 선박이며, 연간 약 100건이 발생하는 케이블 피해의 2/3을 차지하고 있다. 또 다른 케이블 피해의 원인은 해저의 산악 지형에서 발생하는 지진이나 마모와 같은 환경적 요인, 그리고 드물게 발생하는 부품의 고장 등이다.

원인이 무엇이든 간에, 기술자들은 문제가 발생한 위치를 정확히 찾아내고 이를 해결하기 위해 케이블 선박을 사고 현장에 배치한다. 이런 케이블 선박은 전세계에 흩어져 있으며, 사고가 발생할 경우 바로 출발할 준비를 마치고 있다. 사고 현장에 도착한 케이블 선박은 해저 바닥을 가로질러 갈고리를 끌어서 케이블을 건 후, 케이블을 배 위로 끌어 올려 문제 부분을 절단하고 수리한다. 수리를 마치면 테스트를 진행하고 아무 문제가 없으면, 케이블을 해저로 다시 내려놓는다. 전체 수리 과정(여기서는 상당히 단순화해 설명했다)은 하루 만에 완료된다. 물론 인터넷 사용자들은 전혀 이런 과정에 대해 알지 못한다. 왜냐하면 문제가 발생한 케이블을 통해 오가던 데이터는 다른 경로의 정상적인 케이블로 우회해 전송되기 때문이다.

구글이 퀴리 케이블로 무엇을 할 것인지 지켜보는 것도 흥미로운 일이다. 구글은 마이크로소프트 연합의 마리아 케이블의 속도를 추월하는 새로운 케이블 회선을 만들어 낼 것인가? 아니면 완전히 새로운 혁명적인 시도를 할 것인가? 구글이 무엇을 만들어 내든 간에, 그들이 만들어 내는 것 또한 타르로 코팅된 채로 배의 뒷부분에서 바다 속으로 떨어질 것이라는 점은 100% 확신할 수 있다.

 

친환경 부분에서의 역할

만일 여러분이 세계를 구한다는 열정을 가진 설계 엔지니어라면 해저 광섬유 케이블은 안성맞춤인 자리일 수 있다. UN(United Nations)의 세개의 기구(ITU, WMO, UNESCO 산하의 IOC)가 협력해 진행하고 있는 국제적인 JTF(Joint Task Force)는 수백만 마일에 달하는 케이블을 추가로 사용할 수 있기를 원하고 있다. 이 JTF의 목적은 현재 가설된 케이블과 향후 새롭게 가설될 케이블을 환경 데이터를 수집하기 위한 플랫폼으로 사용하는 것이다.

이 JTF는 해양과 기후를 모니터링하고 재해로 인한 위협을 줄이기 위한(쓰나미 조기 경보 시스템 등) 센서를 해저케이블의 리피터에 설치하기 위한 방안을 구상하고 있다. 또 다른 방안으로는 사용하지 않는 케이블을 리노베이션하고 재배치해 일명 ‘다크파이버(Dark Fiber)’라고 부르는 인프라스트럭처를 구성하는 것을 고려하고 있다.

 

Written by 트레이시 브라운(Traci Browne) & Provided by 마우저 일렉트로닉스 (Mouser Electronics)

 

[편집자 주] 본 기사는 글로벌 전자부품 유통회사인 마우저 일렉트로닉스 (Mouser Electronics)의 후원을 바탕으로 진행되는 EPNC의 단독 외부 기고입니다.

#해저케이블#마우저#구글#마이크로소프트#회선#다크파이버#페이스북

신동윤 기자  dyshin@techworld.co.kr

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