네트워크 전송 기술은 1Gbps 시대를 거쳐 400G, 800G를 넘보는 초고속 시대에 접어들었습니다. 전송 매체로는 Copper(구리) 기반과 Optical Module(광모듈) 기반이 공존하며, 각각의 장단점에 따라 데이터 센터, 엣지 컴퓨팅, AI 클러스터, 산업용 IoT 환경에서 선택적으로 사용됩니다. 아래 내용에서는 네트워크 인터페이스 기술의 흐름과 전송 매체별 비교, 향후 기술 트렌드까지 정리를 하였습니다.
📡 네트워크 속도의 발전: 1G에서 800G까지
⚙️ Milestone
| 세대 | 속도(Gbps) | 도입시기 | 주요 사용처 |
| 1G | 1 | ~2000년대 초 | 일반 기업 LAN |
| 10G | 10 | 2006년 이후 | 서버 백본, 고속 스위칭 |
| 40G | 40 | 2010년대 초 | 데이터센터 코어 |
| 100G | 100 | 2015년 이후 | 하이퍼스케일 데이터센터 |
| 400G | 400 | 2020년 이후 | AI, ML 대규모 클러스터 |
| 800G | 800 | 2023년 이후 | AI Fabric, Hyperscale DC |
🧠 기술적 변화의 중심에는?
- PCS/PMA 계층의 진화: IEEE 802.3 시리즈에 따른 Physical Coding Sublayer, Physical Medium Attachment 세분화
- PAM4 (Pulse Amplitude Modulation 4-level): NRZ에서 PAM4로의 전환은 고속 데이터 전송의 핵심
- SerDes 기술 발전: Signal Integrity 보존 및 전송 거리 개선
🔌 전송 매체의 유형: Copper vs Optical
1. Copper 기반 연결 (구리선)
기술 예시: RJ45 (Ethernet), DAC (Direct Attach Cable), Twinax 등
적용 분야: 저비용 근거리 연결, Top-of-Rack(TOR) 스위치, 서버 간 연결
장점
- 저렴한 비용
- 설치 용이
- 전력 소비 낮음 (짧은 거리 기준)
단점
- 전송 거리 제한 (일반적으로 5~10m 이하)
- 전송 속도 한계 존재 (PAM4 도입에도 100G 이상은 어려움)
2. Optical Module 기반 연결 (광모듈)
기술 예시: SFP+, QSFP28, QSFP-DD, OSFP 등
적용 분야: 데이터센터 Spine/Leaf 스위치, Metro/Long-haul 전송, AI 클러스터
주요 광 모듈 스펙
| 속도(Gbps) | Form Factor | 주요특징 | 일반적인 최대 거리 | 일반적인 Spec. |
| 1G | SFP | 다양한 파장 및 거리 지원 | 구리선 (100m), MMF (550m), SMF (수 km ~ 수십 km) | SX, LX, ZX, Copper |
| 10G | SFP+ | 저전력, 소형 | MMF (300m), SMF (10km, 40km, 80km) | SR, LR, ER, ZR |
| 25G | SFP28 | 5G 프론트홀 등에 사용 | MMF (100m), SMF (10km) | SR, LR |
| 40G | QSFP+ | 4 x 10G 채널 | MMF (150m), SMF (10km) | SR4, LR4 |
| 100G | QSFP28 | 4 x 25G 채널 | MMF (100m), SMF (10km, 40km) | SR4, LR4, ER4 |
| 200G | QSFP-DD, QSFP56 | 4 x 50G 채널 | MMF (100m), SMF (10km) | SR4, LR4 |
| 400G | QSFP-DD, OSFP | 4 x 100G 채널 또는 8 x 50G 채널 | SMF (500m, 2km, 10km, 120km) | SR8, DR4, FR4, LR4, ER8 |
| 800G | QSFP-DD800, OSFP | 8 x 100G 채널 | SMF (주로 단거리 ~ 중거리) | SR8, 2xFR4, LR8 등 |
장점
- 전송 거리 수백 미터~수십 킬로미터 이상 가능
- 고속 전송에 적합 (최대 800G, 일부 1.6T 실험 단계)
- 전자기 간섭에 강함
단점
- 비용이 높음
- 열 방출량 및 전력 소모 큼
- 광모듈 수명 및 품질 관리 필요
📊 전송 매체 비교표
| 항목 | Copper (구리) | Optical Module (광) |
| 최대 전송 속도 | 최대 100Gbps (제한적) | 최대 800Gbps 이상 |
| 전송 거리 | 1~10m 이하 | 수백 m ~ 수십 km 이상 |
| 비용 | 낮음 | 높음 |
| 전력 소비 | 낮음 (짧은 거리) | 상대적으로 높음 |
| 전자기 간섭 | 취약 | 매우 강함 |
| 적합한 환경 | 랙 내, 서버 간 근거리 | 백본망, 장거리, AI 클러스터 |
📈 차세대 네트워크 기술 동향
🧬 Co-Packaged Optics (CPO)
- 기존 방식: Switch ASIC ↔ SerDes ↔ Optical Module
- CPO 방식: Switch ASIC과 광모듈을 하나의 패키지로 집적
- 장점: 전력 효율 향상, 패브릭 대역폭 증가, 레이턴시 감소
🧪 Silicon Photonics
- 광소자를 CMOS 공정으로 구현하여 고집적화 및 대량 생산 가능
- Google, Intel, Broadcom 등에서 활발히 연구
🛰️ 1.6T Ethernet
- 2025년 이후 등장 예정
- AI 클러스터, Hyperscaler 전용으로 개발 중
- 112G SerDes → 224G SerDes 전환이 기술적 관건
🌍 용도별 적합한 전송 기술 선택 가이드
| 사용 시나리오 | 추천 전송 매체 | 이유 |
| 기업용 일반 사무실 | Copper (1G/10G) | 경제성 및 설치 용이성 |
| 고성능 컴퓨팅 (HPC) | Optical (100G 이상) | 대역폭 및 신뢰성 |
| AI/ML 데이터센터 | Optical (400G/800G) | 대규모 Fabric 구축에 필수 |
| 산업용 IoT 현장 | Copper (PoE 포함) | 전원 + 데이터 전송 용이성 |
| 엣지 컴퓨팅 (MEC) | 혼합 (Hybrid) | 거리에 따라 유연한 선택 필요 |
🔍 마무리
데이터 전송 기술은 단순히 속도 경쟁이 아니라 전력 효율성, 비용 구조, 기계적 호환성까지 모두를 고려하는 시스템 아키텍처의 문제로 발전하고 있습니다. Copper는 여전히 중요한 역할을 하며, Optical Module은 고속 데이터의 중심축이 되고 있습니다. 향후 1.6T 시대에는 전송 매체뿐 아니라 패브릭 구조 자체의 혁신이 병행될 것입니다.
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