🐳주목! '해저 케이블'이란 무엇? '종요로운' 이유는? 한 번에 아는 깔끔한 정리! (+비밀?)

'해저 케이블'은 세계 각 대륙의 해안가를 따라 실타래처럼 얽혀 있습니다. 최근 사전을 찾다가 '종요롭다'라는 낯선 단어를 처음으로 알게 됐는데요. '종요롭다'는 마치 물과 산소처럼 '없어서는 안 될 정도로 꼭 필요하다'는 의미를 일컫는 말이라고 합니다. 사실, 해저 케이블도 인터넷 구성에 없어서는 안 될 '종요로운' 밑바탕인데요.

이 '해저 케이블'이란 무엇이고, 또 인터넷 연결에 꼭 필요한 이유는 무엇일까요?

살면서 한 번쯤은 외국 사이트가 아예 열리지 않거나, 스팀(Steam)을 비롯한 게임 서비스에 전혀 접속이 되지 않는 경험을 한 적이 있으실 텐데요. 이런 현상은 짧게는 몇 시간에서 길게는 몇 일 동안이나 지속되기도 하고요. 공유기나 모뎀을 여러 번 재시작해봐도 소용이 없죠. 실제로 2011년 동일본 대지진 이후 한 동안 해외 사이트 접속 불가 현상이 빈번하게 일어나기도 했습니다.

이 때, 모뎀이나 공유기를 재시작해도 소용이 없는 이유는 접속 불가의 원인이 공유기/모뎀이 아니기 때문입니다. 실제로는 '해저 케이블'이란 말로 잘 알려진 바다 깊은 곳에 위치한 길고 긴 케이블에 문제가 생긴 탓인데요.

해저 케이블이란 무엇이고, 인터넷 연결 형성 과정에서 어떤 역할을 하고 있을까요? 해저 케이블이 그 어느 때보다 중요한 이유는 무엇일까요?

해저선이라고도 불리는 해저 케이블은 이름 그대로 전기나 통신 신호 전달을 위해 바다 밑 깊은 곳에 깔아 놓은 초장거리 전선을 말합니다. 크게 두 종류가 있는데요. 하나는 섬 등에 전기 공급을 위해 사용하는 전선이고, 다른 하나는 통신 신호 전달에 사용하는 광(섬유) 케이블입니다.

전기 공급용 해저 케이블은 두꺼운 보호막과 절연체 속에 굵은 구리선이 들어간 형태이고요. 통신 신호 전달에 사용하는 해저 케이블은 다층의 보호막 속에 일종의 가느다란 유리관이라고 할 수 있는 광섬유 다발이 있는 구조입니다.

일반적으로 '해저 케이블'이라고 하면, 해저 케이블의 높은 비중을 차지하고 있고 전 세계 각지를 연결하고 있는 통신용 해저 광케이블을 이야기하는데요. 이러한 '해저 케이블' 덕분에 해외에 있는 친구에게 전화를 걸거나 직구 판매 사이트에 문의 이메일을 보내고, 유튜브에서 영상을 재생하거나 업로드할 수 있습니다. 해저 케이블이 정말 말 그대로 '전 세계를 연결하는 역할'을 맡고 있습니다.

해저 케이블은 150여 년 전에 처음으로 세상에 모습을 드러냈습니다. 해저 케이블의  첫 전신은 19세기 중반 무렵 영국에서 탄생했는데요. 전보 신호를 영국을 가로 질러 유럽의 다른 국가로 보내기 위해 영국 해협에서 아일랜드 해협을 거쳐 북해에 이르는 구간에 보호 피복으로 감싼 전선을 해저에 설치한 것이 시초입니다.

그 이후, 수 년에 걸쳐 해저 케이블 기술이 발전을 거듭합니다. 이에 따라 1856년에는 미국인 사업가인 사이러스 웨스트 필드(Cyrus West Field)가 동료와 함께 세계 최초의 '대륙간 해저 케이블'을 구축해야겠다고 마음 먹고 애틀랜틱 텔레그래프(Atlantic Telegraph)사를 설립합니다.

1858년에는 세계 최초의 대서양 횡단 해저 케이블이 완공됐습니다. 이 해저 케이블은 영국과 미국을 연결했는데요. 당시 영국의 빅토리아 여왕은 이 역사적인 기술의 탄생을 기념하기 위해 모스 부호로 이뤄진 전보로 미국의 제임스 뷰캐넌 대통령에게 축하 메시지를 보냈습니다.

이 메시지는 알파벳 한 자당 전달에 2분이 걸렸고, 509자의 전체 메시지가 미국에 도달하기까지 총 16시간이나 걸렸는데요. 게다가 기술 부족으로 인해 수명이 짧았기 때문에 해저 케이블이 약 한 달 만에 손상됐습니다. 그럼에도 국가 간 메시지 전달이 배로 이뤄지던 당시로서는 대륙간 해저 케이블의 등장은 인류 통신 기술의 획기적인 발전을 의미하는 신호탄이었습니다.

1861년 무렵에는 웨스턴 유니언 텔레그래프(Western Union Telegraph)사가 미국 최초의 대륙 횡단 해저 케이블을 완성했습니다. 당시에는 미 대륙의 동/서해안을 가로지르며 여러 주와 도시를 연결하는 이 해저 케이블이 즉각적인 메시지 전달이 가능한 유일한 통신 수단이었습니다.

그로부터 100년의 시간이 흐른 지금은 해저 케이블이 세계의 모든 대륙을 촘촘히 연결하고 있습니다. 과거와는 달리 구리 전선이 아닌 광섬유 케이블을 사용하고 있고요. 케이블의 보호막은 해변이나 먼 바다 중 어디에 설치하는 지에 따라 구리, 철, 플라스틱 등 다양한 소재와 기술을 활용하고 있습니다.

오늘날 세계에서 길이가 가장 긴 해저 케이블은 동아시아와 중동, 유럽을 연결하는 8,750km 길이의 제7 국제 해저 케이블(SEA-ME-WE3) 인데요. 시작 지점에서 끝부분에 이르기까지 우리나라, 중국, 일본, 그리스, 이탈리아, 영국을 비롯한 국가의 39개 지점을 연결하고 있습니다.

여러 국가를 통과하는 해저 케이블 설치는 비용이 많이 들고, 처음 계획 단계부터 인력이 대규모로 필요합니다. 20세기에서 21세기 초반에 이르기까지 '해저 케이블'은 각국의 주요 통신사가 설치했는데요. 최근 10년 동안은 거대 IT 회사가 자사의 서비스를 보다 안정적으로 제공할 목적으로 자체적인 해저 케이블을 설치, 운영하고 있습니다.

구글(Google), 마이크로소프트(Microsoft), 아마존(Amazon), 페이스북(Facebook)은 각자 전 세계의 여러 위치에 해저 케이블을 설치하여 소유하고 있고, 각국 정부와 협력하여 케이블을 지속적으로 유지 관리/업그레이드하고 있습니다.

이러한 IT 기업에게 '해저 케이블'은 데이터 센터 만큼이나 중요한 역할을 맡고 있습니다. 해저 케이블의 속도와 데이터 센터의 안정성을 확보해야만 끊김 없는 유튜브 영상 재생과 페이스북 라이브 생중계 방송의 고화질 스트리밍이 가능하죠.

해저 케이블 설치는 상당히 위험한 작업입니다. 케이블 설치용 특수 '건설선'에 케이블을 부착한 다음, 해저 바닥에 전선을 천천히 놓으면서 배를 이동하는 방식으로 작업이 이뤄지는데요. 얼핏 듣기에는 쉬워 보이지만, 최초 계획에서 실제 실행으로 옮기기까지 전체 과정에서 상당한 시일이 걸립니다.

게다가 케이블이 깔릴 경로를 계획할 때에도 어선이나 군사 활동으로 파손이 발생할 가능성이 있는 지를 비롯해 여러 요인을 고려해야 합니다. 해저 케이블 구축의 모든 과정이 복잡한 편이죠. 이 때문에 케이블을 실제로 설치할 때면 관련 기술자 모두가 작업을 모두 마무리하는 순간까지 몇 달 동안이나 바다에서 생활해야 할 정도입니다.

덧붙여서 국내에서는 KT가 해저 케이블 건설선을 보유하고 있으며, 한국과 미국을 직접 연결하는 NCP 해저 케이블의 구축에 참여하여 소유권과 유지 보수 권한을 가지고 있습니다.

해저 케이블은 역사상 가장 가깝게 연결되어 있는 세계를 지탱하는 '생명선'과 같습니다. 국제 전화와 문자, 프로그램 업데이트와 동영상 업로드, 실시간 방송을 비롯한 전화와 인터넷 상의 모든 일상적 활동이 수 백 킬로미터 바닷속 깊은 곳에 자리 잡고 있는 '해저 케이블' 덕분에 가능합니다.

무엇 보다 전 세계의 국제 전화, 인터넷 신호의 90% 이상이 해저 광케이블을 통해 이동하고 있습니다. 현황을 보면 2018년 기준으로 전 세계 해저 케이블의 매 초당 데이터 이동량이 1,500TB일 정도인데요. 인공 위성의 이용률은 1% 정도로 미미한 수준에 머무르고 있다고 하네요. 해저 케이블이 세계를 연결하는 역할을 맡고 있는 셈이죠. 따라서 해저 케이블이 없다면 세계의 거의 모든 전화와 인터넷이 단절되고, 일상과 업무가 마비되겠죠.

일반적인 해저 케이블의 평균 기대 수명은 25년인데요. 해저의 예기치 못한 상황 때문에 사고가 발생하기도 합니다. 해저 지진, 태풍, 부주의한 선박 운전, 선박의 정박 시에 해저 케이블이 끊어지는 일이 생길 수 있습니다.

해저 케이블이 손상을 입으면 파손 구간을 수리하고 완전히 복구하기까지 짧게는 며칠에서 길게는 수 주에 가까운 시간이 걸립니다. 수리 과정을 보면 우선 기술자가 해안가에서 특수 수중 장비를 사용하여 케이블의 끊어진 부분을 찾아내고요.

다음으로는 '수리선'이 해상의 케이블 손상 위치로 파견됩니다. 마지막으로 수리선에서 파손 케이블에 갈고리를 내려보내 걸고는 낚시하듯이 감아서 선상으로 끌어올립니다. 그 후에 끊어진 부분을 새 광케이블로 연결하고 다시 수중으로 내려보내면 수리가 끝납니다.

해저 케이블이 끊어지거나 수리할 일이 생기면 세계 뉴스의 첫 머리를 장식하는 것도 모두 위에서 살펴본 이유 때문입니다.

해저 케이블이 깊은 심해 속에 감춰져 있어 눈에 잘 드러나지 않는 탓일까요. 관심을 가지고 들여다보지 않으면 무심코 넘기기 쉬운 재미있는 사실이 의외로 많습니다. 아래에서 흥미로운 사실 몇 가지를 골라내어 소개해보겠습니다!

상어들이 인터넷을 먹으려 하고 있어요.

상어가 해저 통신 케이블을 정확히 어떤 이유에서 갉아먹으려고 하는 지에 대해서는 의견이 분분합니다. 아마도 '전자기장'과 관련이 있을지도 모르고요. 그냥 궁금해서 그런 걸지도 몰라요. 혹은 지상 공격을 감행하기 전에 통신 인프라를 파괴하려는 게 아닐까 싶습니다 (물론, 제 이론입니다).

분명한 사실은 상어가 인터넷을 씹어 먹으려 하고 있고, 이로 인해 때로는 케이블이 손상을 입기도 한다는 점입니다. 이에 맞서 구글을 비롯한 기업은 상어가 물어 뜯을 수 없을 만큼 단단한 소재로 만든 피복으로 광케이블을 감싸서 해저에 설치하고 있습니다.

스파이는 해저 케이블을 좋아합니다.

냉전이 한창이던 시기, 소련은 주요 해군 기지 두 곳의 통신 수단으로 해저 케이블을 활용했습니다. 한 기지에서 다른 기지로 메시지를 전송할 때는 암호화 과정을 거쳤는데요. 당시, 해독하기 어려운 복잡한 암호화 기법을 적용할 수 있음에도 두 기지는 비교적 단순한 암호화를 적용해 메시지를 전송했습니다. 해저 케이블이 센서가 잔뜩 매설된 소련의 영해 내에 있었기 때문이었는데요. 

이 때문에 관련 업무를 담당하던 소련 장교는 시간이 많이 걸리는 복잡한 암호화 과정이 과도하고 불필요하다고 생각했습니다. 센서가 가득한 소련의 영해에 미국이 무모하게 접근하여 '제 3차 세계 대전 유발 위험'을 감수할리는 없다고 생각했죠.

이런 소련의 생각과는 달리 미국은 소련의 탐지 장비를 우회할 수 있는 특수 장비를 갖춘 잠수함인 USS 할리버트(USS Halibut)를 개발하여 케이블의 위치를 찾아냈고, 거대한 도청 장치를 설치했습니다. 그 후 매달 소련의 영해에 몰래 진입하여 도청 내용을 기록한 이 장비를 회수하고 새 장치를 설치했습니다. 이 작전은 아이비 벨(Ivy Bells)이라고 불렸는데요.

작전을 처음 시작한 후 10년이 지난 시점인 1981년에 전직 NSA 소속 분석가인 로널드 펠턴(Ronald Pelton)이 작전과 관련된 모든 정보를 소련에 팔아 넘기면서 이 작전의 존재가 세상에 모습을 드러냈습니다. 미국은 이 작전 외에도 다수의 '작전'을 통해 해저 케이블을 도청했다고 하고요. 소련이나 영국을 비롯한 주요 강대국도 마찬가지 활동을 했다고 합니다.

수 십 년의 시간이 지난 지금도 해저 통신 케이블 도청이 각국 첩보/정보 기관의 표준 운영 절차 가운데 하나라고 합니다.

각국 정부는 이런 '스파이'를 피하기 위해 해저 케이블에 집중하고 있습니다.

미국은 앞서 언급한 '스파이 활동'에서 유리한 조건을 확보하고 있습니다. 전 세계의 통신망/장비 가운데 상당 부분을 미국의 과학자, 기술자 및 기업이 발명하고 구축했기 때문입니다. 특히, 주요 해저 통신 케이블이 미국의 국경과 영해를 통과하는 경향이 있어 미국이 마음만 먹으면 쉽게 도청이 가능한 상황입니다.

전직 NSA 분석가인 에드워드 스노든(Edward Snowden)이 폭로한 문건으로 인해 미국의 정보 기관이 해저 케이블 도청으로도 타국의 정보를 대규모로 불법 수집한다는 사실을 알고 많은 국가가 격분하기도 했는데요.

그 결과, 일부 국가는 인터넷망 자체를 재구성할 계획을 세우고 있습니다. 대표적인 예로 브라질은 해저 케이블을 미국이 아닌 포르투갈을 지나도록 통신 케이블을 재구축했습니다. '비밀'의 공간인 '해저'에서 고요한 '전쟁'이 벌어지고 있네요.

해저 통신 케이블은 위성 보다 빠르고 저렴합니다.

지구 궤도에 천 개가 넘는 인공 위성이 있고 혜성에 탐사선을 착륙시키며, 화성 탐사까지 계획하는 시대입니다. 모두가 미래를 살고 있는 듯 합니다. 상어의 뷔페식과 다름 없는 바다 밑바닥 길다란 케이블 보다는 우주 공간을 활용해 인터넷을 연결하는 방법이 더 낫지 않을까요? '유선 전화도 발명 되기 한참 이전에 나온 기술보다야 인공 위성이 더 낫지 않을까?' 하는 생각이 문득 드는데요.

실제로는 그렇지 않습니다. 적어도 지금은 말이죠. 광케이블과 통신 위성 모두 1960년대에 개발됐지만, 인공 위성은 지연과 자료 손실이라는 두 가지 숙제를 안고 있습니다. 우주와 신호를 주고 받는 데 상당한 시간이 걸리기 때문에 '실시간 반응성'이 중요한 게임은 플레이 불가이고, 이용료도 매우 비쌉니다. 크루즈선의 경우 인터넷 단말기를 대여하려면 요금이 분당 500원일 정도고요. 가격도 저렴하고 빛의 99.7% 속도로 정보를 전송하는 해저 광케이블이 아직 우세합니다.

사이버 전쟁은 잊으세요. 인터넷을 파괴하려면 '전선 절단기' 하나로 충분합니다.

인터넷 마비와 파괴 행위 행위라고 하면 '디도스(DDoS)' 공격이나 '해킹'이 가장 먼저 떠오르는데요. 사실, 인터넷을 진정한 의미에서 망가뜨리려면 '스쿠버 다이빙 장비'와 '전선 절단기'만 있으면 충분합니다. 우려할만한 일이죠. 그나마 다행인 점은 해저 통신 케이블 절단이 쉬운 일이 아니라는 사실입니다. 각 케이블마다 수 천 볼트(Volt)가 넘는 치명적인 고전압이 흐르고 있기 때문인데요.

누군가가 마음만 먹는다면 '케이블 절단'이 불가능은 아니어서 큰 문제입니다. 실제로 2013년 이집트에서는 알렉산드리아 북쪽 지역에서 스쿠버 다이빙 장비를 입은 남성 몇 명이 동남아시아, 동아시아, 중동, 서유럽을 연결하는 2만 킬로미터 길이의 케이블 4개를 의도적으로 절단하여 체포되는 일이 발생하기도 했습니다. 이 때문에 케이블을 복구할 때까지 이집트의 인터넷 속도가 평소 대비 60% 수준으로 떨어지기도 했습니다.

세계의 다양한 국가와 대륙을 연결하는 수 백 개가 넘는 '해저 케이블'을 한 눈에 보는 방법이 있다는 사실, 알고 계셨나요? 아래에서 소개할 웹 사이트 두 곳을 한 번 살펴보세요!

해저 케이블 지도

해저 케이블 지도(Submarine Cable Map)에서 전 세계에 설치된 수 백 개가 넘는 해저 케이블을 직접 살펴볼 수 있습니다. 해안가를 따라서 거미줄처럼 연결된 모습이 눈길을 끄네요. 웹 사이트는 세계에서 가장 큰 데이터 센터 운영사 중 한 곳인 에퀴닉스(Equinix)가 만들었습니다.

라이브 인프라 피디아

라이브 인프라 피디아는 지도에서 모든 해저 케이블을 살펴볼 수 있을 뿐만 아니라, 각 케이블의 최신 상태 정보까지 보여줍니다. Active는 사용 중, Decommissioned는 더 이상 사용하지 않음, Fault는 문제 발생, Partial Outage는 연결 불안정을 의미하고요.

지도를 살피다 보니 우리 나라의 경우 해저 통신 케이블이 부산, 거제도, 태안 반도의 3곳으로 집중 연결되어 있네요.

해저 케이블 덕분에 모든 사람이 세계 어디로든 연결할 수 있게 되었습니다. 전 세계적으로 인터넷에서 보내는 시간이 증가하고 클라우드 컴퓨팅이 일상이 될 수록 해저 케이블의 수요는 끊임 없이 증가할 듯 하네요. 향후에 해저 케이블을 대체할 효율적인 새 통신 수단이 출현하는 날이 올까요? 문득 궁금해집니다.

혹시 통신 위성 기술이 더 발전하면 언젠가는 위성이 해저 케이블을 대체하고, 우주에 데이터 센터까지 건설할 수 있게 되는 그런 날이 오지 않을까요.