유선 홈 네트워크 기술 - USB

유선 홈 네트워크 기술 - USB

1990년대 이전까지만 하더라도 컴퓨터와 주변 기기를 연결할 때 사용하는 인터페이스(포트나 케이블)의

종류가 매우 다양했고 연결해서 사용하는 방법도 각각이었다. 때문에 컴퓨터에 대한 전문 지식이 없는

사람들은 주변 기기를 추가로 설치하기가 쉽지 않았다. 이 기기를 연결할 때 어떤 케이블을 써서 어떤 포트에

꽂아야 하는지, 그리고 연결한 후에는 어떠한 설정을 해주어야 정상적으로 작동하는지 알기가 힘들었단

의미다. 이는 사용자뿐 아니라 제조사 입장에서도 곤란한 점이었다. 컴퓨터 주변 기기의 종류는 점차 다양해

지고 있는데 기기의 종류마다 다른 규격의 인터페이스를 사용한다면 PC에 어떤 인터페이스를 달아야

하는지, 혹은 주변 기기를 어떤 인터페이스 기반으로 설계해야 하는지 혼란스럽기 때문이다. 만약 모든

컴퓨터 주변 기기들이 같은 표준의 인터페이스를 사용한다면, 그리고 별다른 조작 없이 꽂는 즉시 아용이

가능한 상태가 된다면 이런 곤란은 크게 해소될 것이다. 그리고 여기에 연결된 주변 기기가 별도의 외부

전원을 꽂지 않고 그대로 작동할 수 있다면 편리함은 한층 배가될 것이 틀림없다. 다만, 이러한 인터페이스

표준을 만들기 위해서는 기술력도 문제지만 여러 컴퓨터 관련 업체들의 합의와 협력이 있어야 한다. 그리고

소비자들에게 많이 보급되지 위해선 가격도 비싸서는 곤란할 것이다. 이러한 난관 때문에 표준 인터페이스

제정에는 상당한 시일이 걸렸는데 1996년에 드디어 결과물이 나왔다.

바로 USB(Universal Serial Bus : 범용 직렬 버스)의 등장이다.

 

USB는 컴퓨터와 전화기를 통합하기 위하여 개발된 기존의 시리얼 포트와 마찬가지로 직렬 포트의

일종이다. 그 동안 모뎀이나 프린터, 스캐너 등의 장비를 직렬, 병렬 포트에 연결하려면 속도가 느리고,

제한된 연결 장치 수로 인해 불편을 겪었으나 USB는 이런 불편을 해소해주고 현재의 직렬 포트를 대신할

수 있는 규격으로 기존에는 모두 다른 방식으로 연결하던 키보드, 모니터, 마우스, 프린터, 모뎀 등 기본적인

주변 기기들을 한 번에 연결할 수 있는 방식으로 만들어졌다.

 

USB 인터페이스의 첫 번째(1.0) 규격은 PC에서 최대 127개의 주변 장치들을 별 형태의 망으로 통합시키기

위한 개념으로 확장되어 1996년 1월에 발표되었다. USB 규격 개발에는 인텔, 마이크로소프트, IBM, HP,

NEC와 같은 대형 컴퓨터 관련 업체들이 다수 참가했기 때문에 USB는 비교적 쉽게 업계 표준으로 인정받을

수 있었다. 그리고 특허 사용료가 무료였기 때문에 규모가 작은 업체에서도 저렴하게 USB 관련 기기를

제조할 수 있다는 장점도 있었다.

 

USB 인터페이스의 가장 큰 특징은 간편함이다. 플러그 앤 플레이(Plug and Play) 기능을 지원하기 때문에

꽂으면 곧장 컴퓨터에서 주변 기기의 연결을 감지한다(다만, 일부 USB 장치의 경우는 추가로 소프트웨어

설치가 필요한 경우도 있다). 그리고 예전에 사용하던 대부분의 인터페이스는 장치 연결 전에 반드시

컴퓨터의 전원을 꺼야 하는 경우가 많았으나 USB는 핫 스와핑(Hot Swapping) 기능을 지원하므로 전원이

켜진 상태에서도 장치를 연결하거나 분리, 혹은 교환이 가능하다. PC 주변 장치의 확장이 쉬운 점과 저렴한

비용으로 12Mbps의 전송을 지원하도록 했으며 실시간 데이터 전송에 완벽한 지원이 가능하도록 하였다.

 

또한 USb는 컨트롤러(특정 기능을 제어하는 칩) 당 최대 127개까지 포트의 확장이 가능한 점도 장점이다.

다수의 USB 허브(하나의 USB 포트를 여러 개로 늘려주는 확장 장치)를 사용하면 이론적으로는 한 대의

컴퓨터에 127개의 USB장치를 사용하는 것이 가능하다는 의미이다. 다만, USB는 하나의 컨트롤러에

연결된 각 장치가 제한된 대역폭(한 번에 보낼 수 있는 데이터의 양)을 나누어 써야 하므로 너무 많은

장치를 연결하면 데이터 전송 속도가 크게 떨어질 수 있다. 한 대의 컴퓨터 당 10개 이하 정도라면 큰

문제가 없다는 것이 일반적인 평가이다.

 

그리고 USB는 포트에서 자체적으로 주변 기기에 전력(5V 전압)을 공급할 수 있는 점도 특징이다. USB

규격 제품 중에서 마우스나 키보드, 외장 하드, 디스크 정도의 소형 기기는 대부분 별도의 전원을 꽂지

않아도 작동하며 프린터나 스캐너 같이 큰 기기 중에도 별도 전원 없이 작동이 가능한 경우가 있다. 또한

이런 USB의 특성을 이용해 휴대폰이나 MP3 플레이어 같은 모바일 기기를 충전하는 용도로 쓰기도 한다.

 

1996년에 USB 1.0 규격이 발표되었지만 한동안은 소비자들이 이를 사용하기가 쉽지 않았다. 특히 당시

컴퓨터 운영체제의 주류를 이루던 마이크로소프트의 '윈도우 95'는 USB 기능을 지원하지 않았다. 하지만

1997년에 나온 윈도우 95의 후기 버전인 '윈도우 95 OSR2'부터 USB를 정식 지원하기 시작했으며

1998년에 USB 1.0에서 데이터 전송 및 전원 공급 기능의 안정성을 개선한 USB 1.1이 발표되면서

본격적인 보급이 시작되었다.

 

USB 1.0/1.1은 편의성 면에서는 호평을 받았지만 초당 데이터 전송률이 최대 12Mbps에 불과했기 때문에

이러한 속도로는 IEEE 1394와 비교하여 느리다고 판단되어 이를 개선하기 위해 2000년에 발표된 것이

바로 USB 2.0 이다. USB 2.0은 최대 480Mbps의 향상된 속도로 데이터를 전송할 수 있기 때문에 USB

메모리나 외장 하드디스크 같은 데이터 보관 장치, 혹은 랜 카드나 모뎀과 같은 네트워크 장치에 사용해도

큰 문제가 없었다.

 

그리고 이때 즈음(2001년)에 등장해서 USB의 보급을 가속화한 것이 바로 윈도우 XP 운영체제이다. 이전에

사용하던 윈도우 95 OSR2나 윈도우 98은 USB 장치를 사용하려면 처음에 소프트웨어의 설치가 필요했으며

이후에 나온 윈도우 Me나 윈도우 2000은 USB 지원 능력이 향상되긴 했지만 운영체제 자체의 보급률이

낮았다. 하지만 윈도우 XP는 큰 인기를 끈데다가 별도의 소프트웨어 설치 없이도 상당수의 USB장치

(키보드, 마우스, 웹캠, USB 메모리, 외장 하드 등)들을 간단히 사용할 수 있었다. 그리고 2002년에 배포된

기능 향상 패치인 '서비스 팩 1'을 추가 설치하면 USB 2.0도 지원하기 때문에 USB 2.0기기의 보급에 큰

영향을 미쳤다. 실제로 2011년 현재 쓰이고 있는 장치들은 대부분 USB 2.0 규격이다.

 

그리고 2008년에 발표된 최신 규격이 바로 USB 3.0이다. USB 3.0은 데이터 전송 속도가 최대 5Gbps로

빨라진 것이 가장 큰 특징이다. 그리고 포트에서 공급되는 전력의 공급 능력도 USB 2.0의 500mA에서

900mA로 향상되어 이전보다 높은 전력을 요구하는 주변 기기도 별도의 외부 전력 없이 작동이 가능하게

되었다. 그리고 포트의 색상에 대한 별다른 규정이 없던 이전 버전들과는 달리, USB 3.0 버전은 파란색의

포트를 사용할 것을 USB-IF(USB Implementers Forum : USB의 표준을 정하는 협회)에서 제조사들에게

권장하고 있다.