해저 케이블
1. 개요
해저 케이블 맵
통신 및 전기의 전송을 위해 바다 아래에 놓는 케이블이다.
최초의 해저 전신 케이블은 1850년 영국과 프랑스 간에 놓여졌다. 대서양에는 1858년 아일랜드와 미국 뉴펀들랜드 간에 연결되었으나 케이블의 절연 실패로 사용되지 못했다가, 최초의 성공적인 상설 대서양 횡단 케이블은 1866년에 놓여졌다.
2. 구조
전력전송용 구리선과 통신용 광케이블이 있다. 과거에는 통신용에도 구리선 케이블을 사용했으나, 현재는 통신용으로는 전송량과 속도에서 이점이 큰 광케이블을 이용해서 해저 케이블을 가설한다.
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이 사진은 해저 전력 케이블 사진이다. 케이블 직경 역시 어마어마하게 굵으며 250 kV 이상의 고압전류를 전송한다.
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이 사진은 해저 광케이블 사진이다. '''저 가느다란 몇 가닥의 광섬유가 이보다 수십~수백 배는 굵은 구리선보다 훨씬 고용량의 데이터를 전송할 수 있다.'''[1]
케이블은 트롤망, 닻, 지진, 해저 산사태로 손상될 수 있으며, 심지어는 상어가 케이블을 물거나 향유고래가 케이블로 장난을 치다 손상시키는 경우도 존재한다. 어업활동으로 손상되는 경우가 전체의 약 75%를 차지한다. 근해의 케이블이 더 두꺼운 이유. 이러한 케이블을 수리하는 선박이 별도로 존재한다.
3. 해저 광케이블 연결도
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전 세계 국제전화와 인터넷의 해외 연결망 트래픽의 약 '''90%''' 이상을 해저 광케이블이 책임지고 있다. 출처에 따르면, 전세계의 해저 케이블 트래픽 총 용량[2]은 1,500Tbps,[2018년] 아시아태평양의 용량은 430Tbps이다.[2015년] 이 국제망을 통해 초당 테라바이트 이상의 데이터가 오가는데도 잘 버티고 있는데, 사용된 광섬유의 가닥 수는 겨우 10~20가닥 내외에 불과하다. 케이블 굵기의 대부분이 케이블의 내구성을 높이기 위한 피복으로 사용됐고 실제 데이터 전송에 사용하는 케이블은 다 모아봐야 연필심 굵기에도 미치지 못한다는 걸 보면 인간의 기술의 한계가 어디까지인지 경외심이 들 정도다.
인공위성 트래픽은 1%도 채 되지 않는다. 속도도 느려서 핑(지연시간)이 중요한 게임 같은 건 꿈도 못꾸고 그냥 지상에서의 업무와 연락이 끊기지 않는 선에서 만족해야 하는 수준이라고 한다. 그래도 '''선박'''이나 '''항공기''', 극지방 등에서는 어쩔 수 없이 사용해야 하기 때문에 수요는 꾸준하다. 다만 크루즈선에서의 인터넷 단말기 대여 요금이 '''분당 500원'''이고 기내 Wi-Fi 요금이 '''1시간 1만원, 24시간 2만원'''인 등 요금은 매우 살인적이다. 그나마 항공기용 24시간권이 위성 인터넷 치고는 매우 합리적인 가격에 속한다.
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출처: 한국정보화진흥원, 2019 한국인터넷 백서, 2019 (이미지1 이미지2)
위 표에는 없지만 2000년 ‘제7 국제 해저케이블(SEA-ME-WE3)’이 개통되어 미국을 경유하지 않고도 우리나라와 중동, 유럽 국가들의 인터넷을 초고속으로 연결할 수 있게 되었다.# 그리고 2018년에는 한국과 북미가 직결된 총 81.9Tbps 대역폭[5]의 NCP 해저망이 완공되었다.[6] NCP(New Cross Pacific) 컨소시엄은 마이크로소프트가 주도하여 KT, 소프트뱅크 텔레콤, 중화통신, 차이나텔레콤, 차이나모바일, 차이나유니콤도 구성원으로 포함되어 있으며, 이 때문에 KT는 대한민국 유일 북미 직결 해저 케이블 소유주가 되었다.
지도를 보면 동아시아 쪽 해저망이 유럽 쪽보다 훨씬 복잡하게 그려져 있는데, 이건 해저 케이블만 그려 놓은 것으로 지상 매설 케이블은 표시하지 않았기 때문에 이렇게 보이는 것이다. 지상 케이블까지 다 표시한 지도를 보면 딱히 동아시아 쪽 인터넷 망이 압도적으로 고밀도는 아니다.
3.1. 광케이블의 전송시간
알다시피 해저 광케이블은 빛을 이용해서 정보를 송수신한다. 진공상태에서의 빛의 속도는 300,000km/s로 알려져있고, 1000ms(1초)동안 지구를 7바퀴 정도를 돌 수 있다. 이론적으로 지구 반바퀴(둘레의 절반)을 도는데 약 135ms(0.135초)가 걸리고, 대충 한국에서 브라질까지의 거리가 이 정도 된다고 보면 된다.
문제는, 광섬유를 통해 지나가는 빛의 속도는 광섬유라는 매질 속 굴절과 반사 등의 요소로, 진공상태 빛의속도보다 약 30~40% 느려진다. 즉, 광섬유를 통해 지구 반바퀴를 도는데 광섬유를 통해서는 약 0.2초(200ms), 서울에서 뉴욕까지는 약 0.07~0.1초(70ms~100ms) 가 소요된다. 여기서 RTT[7] 값은 2배를 곱해주면 된다. 우리가 흔히 말하는 '''핑'''은 이 RTT 값을 얘기한다.
빛의 속도는 물리적으로 극복할 수 없는 한계이고, 통신은 직통이 아니라 각종 ISP + IX서버들을 거쳐서 이루어지는 것을 고려하면, 아무리 빨라도 통신 국가 간 '''거리에 비례해서 지연시간이 생길 수밖에 없다.''' 즉, 지구 반대편 거리(지구 둘레의 절반)끼리 이루어지는 광통신은 지구 중심을 뚫지 않는 이상 아무리 빨라도 0.1~0.2초 이상의 지연시간이 발생할 수밖에 없다.
4. 사건사고
해저산맥의 화산 활동 및 지진으로 인해 연결이 끊어지는 사고가 빈번하게 발생해 왔다. 그러나 이러한 사례를 통해 케이블의 내구성을 강화시키면서 현재는 피해를 많이 최소화 시킨 상태이다. 2011년 도호쿠 지방 태평양 해역 지진으로 인해 일본과 연결된 수많은 해저 케이블이 손상된 적이 있다. 자세한 것은 링크 참조.
5. 그 외
현대 정보화사회를 지탱하는 중요한 도구인 만큼 군사적으로도 중요성이 높아, 강대국들은 적국의 해저 케이블을 평상시에는 도청하고 전시에는 절단하는 임무를 맡은 특수전 잠수함을 보유하고 있다. 미국의 시울프급 3번함 지미 카터함은 1, 2번함보다 선체가 연장되고 특수장비가 장착되었는데 이 특수장비 중에 해저 케이블 도청/파괴용 장비도 있다고 알려져 있고, 러시아도 팔투스급, 하바로프스크급 특수전 핵잠수함에 동등한 장비를 보유하고 있다고 알려져 있다.
[1] 이 페이지(티스토리)를 보면, O밴드에서 U밴드까지 '''수백 THz''' 대역폭을 가지고 있는것을 볼 수 있다. 일반적인 구리선의 물리적 주파수전달 한도가 수GHz인것을 고려해보면, 엄청난 수준으로 차이가 나는것을 볼 수 있다. [2] maximum 대역폭[2018년] [2015년] 2015년 기준이다.출처 [3] LGU+ 자회사 이다.[4] 현재 회사가 텔스트라에 넘어갔으며 회사명도 텔스트라네트워크앤비즈니스서비스코리아(주)로 변경되었다.[5] 한국이 전부 쓰는 대역폭이 아닌 한, 중, 미 등 케이블이 직결된 국가끼리 나눠쓰는 대역폭의 총량.[6] 영문 기사 [7] Round trip time. 설명