수평 배선 시스템

배선 켈비넷은 수평 배선 시스템의 핵심 집선점으로, 통신실에서 각 워크에리아 콘센트로 뻗어 나가는 수평 케이블을 종단하고 관리하는 장비이다. 주로 벽면이나 바닥에 설치되는 랙 또는 캐비닛 형태를 가지며, 네트워크 스위치와 같은 능동 장비를 수용하기도 한다. 이 장치는 케이블의 물리적 보호와 체계적인 관리를 가능하게 하여 네트워크의 신뢰성을 높인다.

주요 구성 요소로는 케이블을 고정하고 종단하는 패치 패널, 장비 간을 연결하는 패치 코드, 케이블을 정리하는 관리용 액세서리(선정리대, 케이블 타이 등)가 포함된다. 배선 켈비넷은 일반적으로 다음과 같은 유형으로 구분된다.

설계 시에는 충분한 공간 확보, 적절한 통풍과 냉각, 향후 확장성을 고려해야 한다. 또한, TIA/EIA-568 표준은 배선 켈비넷과 최종 단말 장치 사이의 케이블 최대 길이를 90미터로 규정하고 있으며, 이는 패치 코드 길이를 포함한 전체 채널 길이가 100미터를 초과하지 않도록 하기 위함이다.

수평 케이블은 배선 케비넷이나 통신실의 패치 패널로부터 개별 워크에리아 콘센트까지 수평으로 배치되는 고정된 케이블링을 의미한다. 이는 구내 정보 통신망의 기본적인 물리적 경로를 구성하며, 사용자 단말 장비를 네트워크의 백본에 연결하는 역할을 한다. 일반적으로 건물의 천장 위, 바닥 덕트, 또는 벽체 내부에 영구적으로 설치되어 구조화된 케이블링 시스템의 핵심 요소가 된다.

주로 사용되는 케이블 유형은 꼬임쌍선이다. 성능 요구사항에 따라 다양한 케이블 카테고리가 적용되며, 그 종류와 특징은 다음과 같다.

설계와 설치 시 TIA/EIA-568 및 ISO/IEC 11801 표준에 따라 최대 허용 길이는 90미터로 규정된다. 이 길이는 패치 패널에서 워크에리아 콘센트까지의 고정 케이블링 구간을 의미하며, 여기에 양쪽 끝의 패치 코드를 포함한 총 채널 길이는 100미터를 초과하지 않아야 한다. 케이블은 과도한 구부림, 신장, 압축을 피하고 전기적 간섭원으로부터 적절히 이격시켜 배치해야 한다.

통신실은 수평 배선 시스템의 중심 허브 역할을 하는 공간이다. 이 공간에는 배선 켈비넷과 패치 패널, 네트워크 스위치, 서버, UPS 등 핵심 장비가 집중적으로 설치된다. 통신실은 건물 내 각 층의 워크에리아 콘센트에서 모인 모든 수평 케이블이 종단되는 지점이며, 이를 통해 구내 정보 통신망의 백본 네트워크나 외부 서비스와 연결된다.

통신실의 설계와 운영은 TIA/EIA-568 및 ISO/IEC 11801과 같은 표준에 의해 규정된다. 주요 요구사항은 적절한 공간, 충분한 전력 공급, 효율적인 냉각 시스템, 그리고 접근 제어를 포함한다. 장비의 배치는 열 관리와 미래 확장성을 고려하여 계획해야 한다. 통신실 내부의 케이블 관리는 매우 중요하며, 패치 코드의 과도한 긴장이나 혼란을 방지하기 위해 정리된 라우팅과 라벨링이 필수적이다.

통신실의 효율성은 전체 네트워크의 성능과 가용성을 직접적으로 결정한다. 따라서 이 공간은 물리적 보안이 철저히 이루어져야 하며, 모든 배선과 장비 변경 사항은 즉시 문서화되어 유지보수의 용이성을 높여야 한다.

워크에리아 콘센트는 수평 배선 시스템의 최종 종단점으로, 사용자 장비를 네트워크에 물리적으로 연결하는 인터페이스를 제공한다. 이 콘센트는 일반적으로 벽면, 바닥, 또는 파티션 패널에 설치되며, ICT 장비의 이더넷 케이블을 연결하기 위한 RJ-45 모듈러 잭을 포함한다. 하나의 콘센트는 단일 또는 듀얼, 쿼드 포트 등 여러 개의 연결 포트로 구성될 수 있으며, 각 포트는 하나의 수평 케이블에 대응한다.

콘센트의 구성 요소는 주로 모듈러 잭과 이를 고정하는 면판, 그리고 내부의 배선 모듈로 이루어진다. 모듈러 잭은 TIA/EIA-568 표준에 정의된 T568A 또는 T568B 배선 방식에 따라 케이블 카테고리에 맞는 도구를 사용하여 종단된다. 면판은 미관과 안전을 위해 케이블과 잭을 보호하는 역할을 하며, 장소와 요구 사항에 따라 다양한 디자인과 재질로 제작된다.

설계 시 고려 사항으로는 사용자 밀도, 장비 유형, 미래 확장성 등이 있다. 일반적으로 사무실 환경에서는 작업자 당 최소 두 개의 정보 콘센트를 설치하는 것이 권장된다[2]. 콘센트의 위치는 사용 편의성과 가구 배치를 고려하여 결정되며, 케이블의 최대 허용 길이인 90미터 내에 포함되어야 한다. 또한, 파워 오버 이더넷 장비를 지원하기 위해 적절한 등급의 콘센트를 선택하는 것이 중요하다.

TIA/EIA-568은 미국 통신 산업 협회와 미국 전자 산업 연맹이 공동으로 개발한 상업용 건물을 위한 통신 배선 표준이다. 이 표준은 구내 정보 통신망의 물리적 계층 배선에 대한 요구사항을 정의하여, 서로 다른 벤더의 제품 간 상호 운용성을 보장하고 신뢰할 수 있는 네트워크 성능을 제공하는 것을 목표로 한다. 초판은 1991년에 발표되었으며, 기술 발전에 따라 주기적으로 개정되어 왔다.

표준은 주로 수평 배선 시스템과 수직 배선 시스템을 포함한 구조화된 케이블링 시스템의 구성 요소, 설계, 설치, 성능에 대한 사항을 다룬다. 핵심 내용은 워크에리아 콘센트에서 통신실의 배선 케이블넷까지의 수평 케이블 최대 길이(90미터), 패치 코드와 작업 영역 코드를 포함한 총 채널 길이(100미터), 사용 가능한 케이블 유형(예: 꼬임선 케이블, 광섬유), 커넥터 핀배열(8P8C 커넥터), 그리고 성능 테스트 매개변수를 명시하는 것이다.

주요 개정판과 그 특징은 다음과 같다.

이 표준은 전 세계적으로 구조화된 케이블링 설계와 시공의 사실상 기준으로 자리 잡았으며, ISO/IEC 11801과 같은 국제 표준과도 조화를 이루고 있다. 올바른 적용은 네트워크의 수명, 유연성, 그리고 기가비트 이더넷 이상의 고속 애플리케이션 지원을 보장하는 데 필수적이다.

ISO/IEC 11801은 구내 정보 통신망을 위한 일반 케이블링 표준으로, 국제 표준화 기구와 국제 전기 기술 위원회가 공동으로 제정한 국제 표준이다. 이 표준은 상업용 건물, 데이터 센터, 산업 시설 등 다양한 환경에서 수평 배선 시스템과 수직 배선 시스템을 포함한 통합된 구조화된 케이블링 시스템의 설계, 구성 요소, 성능 요구사항을 정의한다. TIA/EIA-568이 주로 북미 지역을 중심으로 사용되는 반면, ISO/IEC 11801은 전 세계적으로 널리 인정받는 기준이다.

표준은 케이블링 링크와 채널의 성능을 여러 등급으로 분류한다. 각 등급은 지원할 수 있는 최대 주파수 대역과 애플리케이션을 명시한다. 주요 등급은 다음과 같다.

이 표준은 또한 다양한 설치 환경을 고려하여 케이블링 링크의 구조를 정의한다. 수평 케이블을 포함하는 수평 배선 시스템은 통신실의 배선 켈비넷에서 워크에리아 콘센트까지의 구간을 구성하며, 이 구간의 성능이 전체 네트워크의 기초가 된다. 표준은 삽입 손실, 근단 누화, 반사 손실, 전파 지연 등 핵심 전송 매개변수에 대한 허용 한계값을 상세히 규정하여, 설치된 시스템이 특정 등급의 성능 요구사항을 충족하는지 확인할 수 있는 기준을 제공한다.

ISO/IEC 11801은 지속적으로 개정되어 새로운 기술과 요구사항을 반영한다. 예를 들어, 광섬유 케이블링에 대한 요구사항(OM1~OM5, OS1~OS2 등급)과 MICE (기계적, 침입, 기후/화학, 전자기) 환경 등급과 같은 개념을 도입하여 산업 환경 등 까다로운 조건에서의 케이블링 설계 지침도 포함하고 있다[5]. 따라서 이 표준은 단순히 케이블 사양을 넘어서, 종단에서 종단까지의 완전한 채널 성능과 시스템의 수명 주기 동안의 신뢰성을 보장하는 포괄적인 체계를 제공한다.

수평 배선 시스템에서 사용되는 트위스티드 페어 케이블은 성능과 대역폭에 따라 여러 카테고리로 분류된다. 각 카테고리는 특정 전송 속도와 응용 프로그램을 지원하도록 설계되었으며, TIA/EIA-568 및 ISO/IEC 11801 표준에 의해 정의된다. 일반적으로 카테고리가 높을수록 더 높은 주파수 대역과 더 우수한 신호 대 잡음비를 제공하여 데이터 전송 용량을 증가시킨다.

주요 케이블 카테고리와 그 특성은 다음과 같다.

카테고리 선택은 네트워크의 현재 요구사항과 미래 확장성을 고려하여 결정된다. Cat 6A는 10GbE를 완전히 지원하는 현재의 표준 권장 사항으로 자리 잡았다. Cat 7은 높은 차폐 성능을 제공하지만, RJ-45 호환 커넥터를 사용하지 않아 설치 비용과 복잡성이 증가할 수 있다. 모든 케이블과 구성 요소는 동일한 카테고리 등급으로 통일되어야 최적의 성능을 보장한다.

수평 배선 시스템에서 케이블 배치 방법은 케이블의 물리적 경로를 계획하고 설치하는 과정을 말한다. 이는 전송 매개변수와 시스템의 장기적인 신뢰성에 직접적인 영향을 미친다.

주요 배치 방법으로는 덕트 배치, 트레이 배치, 그리고 공동 배치가 있다. 덕트 배치는 금속 또는 비금속 파이프(덕트) 내부에 케이블을 통과시키는 방식으로, 기계적 보호가 우수하고 화재 시 연기 확산을 차단할 수 있다. 트레이 배치는 사다리형 또는 통형의 금속 트레이 위에 케이블을 올려놓는 방식으로, 대량의 케이블을 유연하게 배치하고 유지보수가 용이하다. 공동 배치는 건물 구조 내의 천장 위나 바닥 아래 공간을 활용하는 방식으로, 경제적이지만 다른 설비와의 간섭을 고려해야 한다.

설계 및 시공 시 준수해야 할 주요 원칙은 다음과 같다. 첫째, TIA/EIA-568 및 ISO/IEC 11801 표준에서 권장하는 최대 허용 길이(일반적으로 90미터의 수평 케이블)를 준수해야 한다. 둘째, 전력 케이블과의 간섭을 방지하기 위해 최소 15cm 이상의 거리를 유지하거나 교차 시 직각으로 배치한다. 케이블은 과도하게 조이거나 꺾지 않아야 하며, 최소 굽힘 반경(일반적으로 케이블 외경의 4배)을 유지한다. 또한, 케이블을 당기는 인장력은 표준 권장치(예: Cat 6 케이블 기준 약 25파운드)를 초과하지 않도록 한다.

수평 케이블의 양 끝을 통신실의 패치 패널과 워크에리아 콘센트에 물리적으로 연결하는 작업을 종단이라고 한다. 이 과정은 케이블의 외부 차폐를 벗기고, 내부의 꼬임쌍선을 풀어 적절한 순서에 따라 모듈러 커넥터나 IDC 단자에 고정시키는 것을 포함한다. 올바른 종단은 신호 손실을 최소화하고 크로스토크와 같은 간섭을 방지하는 데 결정적이다.

가장 일반적인 종단 표준은 TIA/EIA-568에 정의된 T568A와 T568B 배선 방식이다. 두 방식 모두 8개의 선을 사용하지만, 녹색과 주황색 꼬임쌍선의 위치가 서로 다르다. 한 건물 또는 캠퍼스 내에서는 일관성을 유지하기 위해 둘 중 하나의 방식을 선택하여 사용해야 한다. 표준 준수는 이더넷, 전화, 기타 서비스의 호환성을 보장한다.

종단이 완료되면, 패치 패널의 포트와 워크에리아 콘센트는 패치 케이블을 통해 활성 장비에 연결된다. 이 연결 구성을 패치라고 한다. 패치 작업은 스위치, 라우터, 서버와 같은 네트워크 장비를 수평 배선 시스템에 통합하는 단계이다.

패치 작업 후에는 모든 연결점에 명확한 라벨을 부착하고 변경 사항을 문서화해야 한다. 이는 향후 유지보수 및 관리, 문제 해결, 네트워크 확장을 효율적으로 수행하는 기초가 된다.

라벨링은 케이블, 패치 패널, 워크에리아 콘센트 등 모든 물리적 구성 요소에 식별 정보를 부착하는 과정이다. 각 구성 요소는 고유한 식별자를 가지며, 일반적으로 건물 번호, 층수, 통신실 번호, 패널 번호, 포트 번호 등의 정보를 조합하여 체계적으로 부여한다. 이는 네트워크 문제 발생 시 신속한 장애 지점 파악과 복구를 가능하게 한다.

문서화는 이러한 물리적 배선 구조와 연결 관계를 도면, 스프레드시트, 전용 소프트웨어 등을 이용해 기록하고 관리하는 작업을 말한다. 문서화에는 일반적으로 다음 정보가 포함된다.

효과적인 라벨링과 문서화는 네트워크 확장, 재배치, 변경 작업의 효율성을 극대화한다. 또한, 향후 유지보수 담당자가 시스템을 이해하는 데 필수적인 참고 자료가 된다. 표준 TIA/EIA-606은 이러한 통신 인프라의 관리에 대한 라벨링 및 기록 보관 가이드라인을 제공한다.

전송 매개변수는 수평 배선 시스템의 물리적 성능을 정량적으로 평가하고, 설계 표준을 준수하는지 확인하기 위한 핵심 측정 항목이다. 이 매개변수들은 케이블과 연결부를 통과하는 신호의 무결성에 영향을 미치며, 데이터 전송의 신뢰성과 속도를 결정한다.

주요 전송 매개변수는 다음과 같다.

이러한 매개변수들은 TIA/EIA-568이나 ISO/IEC 11801과 같은 표준에 의해 케이블 카테고리별로 허용 최대값 또는 최소값이 정의되어 있다. 예를 들어, Cat 6 케이블은 Cat 5e보다 더 엄격한 NEXT 및 ACR 요구사항을 가져서 더 높은 주파수에서의 성능을 보장한다. 모든 매개변수가 표준 한계 내에 있어야 링크가 해당 카테고리의 성능 등급을 충족한다고 인증받을 수 있다.

증명 테스트는 수평 배선 시스템의 설치가 완료된 후, 설계된 성능 표준과 규격을 충족하는지 확인하기 위해 수행하는 일련의 검증 절차이다. 이 테스트는 시스템의 신뢰성과 향후 구내 정보 통신망의 안정적인 운영을 보장하는 핵심 단계이다. 테스트는 일반적으로 전문적인 케이블 분석기를 사용하여 수행되며, 단순한 연결성 확인을 넘어 다양한 전기적 매개변수를 정량적으로 측정한다.

주요 측정 항목으로는 삽입 손실, 근단 누화, 등전위 접지, 지연 편차, 반사 손실 등이 포함된다. 각 항목은 적용된 케이블 카테고리 (예: Cat 6, Cat 6A) 및 TIA/EIA-568이나 ISO/IEC 11801과 같은 관련 표준에 정의된 허용 한도치와 비교되어 평가된다. 예를 들어, 고속 이더넷이나 기가비트 이더넷을 지원하려면 근단 누화 값이 매우 엄격한 기준을 만족해야 한다.

테스트 결과는 일반적으로 패시브 링크의 종단점 간(예: 통신실의 패치 패널에서 워크에리아 콘센트까지) 성능을 기준으로 한다. 성공적인 증명 테스트를 통과하면 해당 배선 채널이 특정 대역폭과 데이터 전송률을 지원할 수 있음이 공식적으로 입증된다. 이 결과 보고서는 시스템 인수 도면 및 라벨링 및 문서화 자료와 함께 중요한 유지보수 문서로 관리된다.

수직 배선 시스템은 건물 내 여러 층에 걸쳐 있는 통신실들을 상호 연결하는 백본(Backbone) 또는 라이저(Riser) 케이블링 인프라를 말한다. 이 시스템은 주로 건물의 수직 공간(예: 라이저 덕트, 엘리베이터 샤프트, 기계실)을 통해 배치되며, 각 층의 수평 배선 시스템이 모이는 메인 교차접속실(Main Cross-Connect, MC) 또는 중간 교차접속실(Intermediate Cross-Connect, IC)을 서로 연결하는 역할을 한다. 따라서 수직 배선은 전체 구내 정보 통신망의 중추 신경과 같아서, 층간 데이터 트래픽의 핵심 경로를 제공한다.

수직 배선 시스템의 주요 구성 요소는 광섬유 케이블, 트위스트 페어 케이블(고성능 UTP 또는 STP), 그리고 이들을 수용하고 보호하는 라이저 덕트 또는 케이블 트레이이다. 전통적으로 동축 케이블도 사용되었으나, 현대 설계에서는 대역폭과 거리, 간섭 저항성이 우수한 광섬유 케이블(멀티모드 또는 싱글모드)이 백본 연결의 표준으로 자리 잡았다. 수직 케이블은 각 층의 배선 켈비넷에 설치된 패치 패널을 통해 해당 층의 수평 배선 시스템과 연결된다.

수직 배선 설계 시 고려해야 할 주요 사항은 다음과 같다.

수직 배선 시스템은 수평 배선 시스템과 함께 구조화된 케이블링 시스템(SCS)의 두 가지 기본 축을 형성한다. 수평 배선이 개별 작업자 구역을 층별 통신실에 연결하는 '마지막 1마일'이라면, 수직 배선은 이러한 층별 통신실들을 건물의 중심부 또는 데이터 센터에 연결하는 '고속도로' 역할을 한다. 이들의 효율적인 통합은 안정적이고 유연하며 관리가 용이한 네트워크 인프라의 기초가 된다.

구내 정보 통신망은 수평 배선 시스템을 포함한 모든 배선 인프라와 네트워크 장비를 아우르는, 단일 건물이나 건물군 내에 구축된 통신 네트워크를 의미한다. 이는 수직 배선 시스템을 통해 연결된 여러 층의 통신실과, 각 층의 워크에리아 콘센트까지 이어지는 수평 케이블로 구성된 종합적인 시스템이다. 주로 음성, 데이터, 비디오 등 다양한 서비스를 통합하여 전송하는 데 사용되며, 기업, 학교, 병원, 공공기관 등에서 핵심적인 정보 인프라 역할을 한다.

구내 정보 통신망의 설계와 구현은 TIA/EIA-568이나 ISO/IEC 11801과 같은 국제 표준을 따르는 것이 일반적이다. 이러한 표준은 케이블 카테고리 선택, 최대 케이블 길이, 종단 및 패치 방법, 성능 테스트 기준 등을 규정하여, 시스템의 상호운용성과 미래의 기술 업그레이드에 대한 확장성을 보장한다. 표준화된 접근 방식은 서로 다른 벤더의 장비를 통합하고 네트워크의 효율적인 유지보수 및 관리를 가능하게 한다.

구내 정보 통신망의 주요 구성 요소는 다음과 같이 분류할 수 있다.

이러한 체계적인 구조는 네트워크의 논리적 토폴로지(예: 스타형, 링형)와는 독립적으로, 유연하고 견고한 물리적 기반을 제공한다. 결과적으로, 구내 정보 통신망은 수평 배선 시스템을 필수적인 하위 요소로 포함하는, 더 넓은 범위의 통합 네트워크 인프라 개념이다.