Booil Jung

RS-232 통신

데이터 통신 기술의 역사를 논할 때, RS-232 표준을 빼놓고는 이야기할 수 없다. 이는 단순한 기술 규격을 넘어, 장치 간 정보 교환의 기틀을 마련하고 현대 컴퓨팅 및 네트워킹 기술 발전의 토대를 제공한 기념비적인 표준이기 때문이다. 본 보고서는 RS-232의 역사적 맥락과 기술적 원리를 심층적으로 분석하고, 급변하는 기술 환경 속에서도 여전히 특정 분야에서 그 가치를 유지하는 이유를 고찰하며, 나아가 다른 통신 방식과의 비교를 통해 그 현대적 의의를 재조명하는 것을 목적으로 한다.

RS-232(Recommended Standard 232)는 1960년 미국 전자 산업 협회(EIA, Electronic Industries Association)에 의해 처음 제정된 직렬 이진 데이터 통신 표준이다.1 표준 제정의 초기 목표는 당시 널리 사용되던 전신 타자기(Teletypewriter)와 같은 데이터 단말 장치(DTE, Data Terminal Equipment)와, 아날로그 전화선을 통해 데이터를 전송하기 위한 모뎀(Modem)과 같은 데이터 통신 장치(DCE, Data Communication Equipment) 간의 안정적이고 예측 가능한 인터페이스를 확립하는 것이었다.1

RS-232가 등장하기 이전, 각 제조사는 독자적인 통신 인터페이스를 사용하여 장치를 제작했다. 이는 특정 제조사의 장비끼리만 연결이 가능한 폐쇄적인 생태계를 형성하여 상호 운용성을 심각하게 저해했다.7 RS-232는 신호의 전기적 특성, 타이밍, 기능, 그리고 커넥터의 기계적 사양까지 포괄적으로 정의함으로써 이러한 파편화된 시장에 질서를 부여했다.2 이 표준화 덕분에 서로 다른 제조사가 만든 컴퓨터와 주변기기가 안정적으로 데이터를 교환할 수 있게 되었고, 이는 대량 생산과 기술 경쟁을 촉진하여 통신 기술 대중화의 기폭제가 되었다.9

RS-232 표준은 지난 60여 년간 기술의 발전과 시장의 요구에 부응하여 꾸준히 개정되어 왔다. 이 진화 과정은 단순한 기술 개선을 넘어, 통신 기술이 개인용 컴퓨터(PC)의 보급과 맞물려 대중화되고, 나아가 글로벌 시장에서의 상호 운용성을 위한 국제 표준화 요구가 증대되는 거시적 흐름을 반영한다. 초기에는 특정 장치 간의 연결을 위한 제한된 목적에서 출발했으나, PC의 폭발적인 보급으로 인해 RS-232는 본래 목적을 넘어 범용 주변기기 인터페이스로 자리 잡았다.1 이러한 범용화는 다양한 제조사 장비 간의 미묘한 비호환성 문제를 야기했고, 이는 자연스럽게 국제 표준과의 조화 및 사양 명확화에 대한 요구로 이어졌다. 이 과정에서 표준의 관리 주체는 EIA에서 통신 산업 협회(TIA, Telecommunication Industry Association)로 이관되었으며, 명칭 또한 시대에 따라 변화했다.1

주요 개정 이력은 다음과 같다.

이러한 개정의 역사는 RS-232가 단순한 기술 규격이 아니라, 시대의 요구와 산업 환경의 변화에 능동적으로 적응해 온 살아있는 표준임을 증명한다.

표 1: RS-232 주요 개정 이력 및 핵심 변경 사항

버전 (명칭) 제정 연도 주관 기관 주요 변경 및 특징  
EIA RS-232 1960 EIA 최초 표준 제정. DTE-DCE 간 직렬 통신 정의.  
EIA RS-232-A 1963 EIA 커넥터 유형 및 전압 범위 일부 개선.  
EIA RS-232-B 1965 EIA 정전 용량 사양을 높여 케이블 길이 연장 허용. 전압을 25V에서 15V로 하향 조정.  
EIA RS-232-C 1969 EIA 전압을 12V로 하향 조정. 사실상의 산업 표준으로 자리매김.  
EIA-232-D 1986 EIA DB-25 커넥터 공식 표준화. 회선 정전 용량 한계 2500 pF로 명시. ITU-T V.24와 조화.  
TIA/EIA-232-E 1991 TIA/EIA 26핀 ‘Alt A’ 소형 커넥터 추가. ITU-T V.24, V.28과의 호환성 강화.  
TIA-232-F 1997 TIA 현행 표준. 케이블 길이를 단위 길이당 정전 용량으로 정의. 신호 품질 사양 개선.  

데이터 소스: 1

RS-232 통신의 본질을 이해하기 위해서는 그 근간을 이루는 전기적 원리와 신호의 기능적 의미를 정확히 파악해야 한다. 특히 큰 전압 스윙을 사용하는 단일 종단 신호 방식, 논리 상태를 역으로 표현하는 체계, 그리고 별도의 클럭 없이 데이터를 주고받는 비동기식 프레임 구조는 RS-232의 핵심적인 기술적 특징이다.

RS-232는 단일 종단 신호(Single-Ended Signaling) 방식을 채택한다. 이는 하나의 신호선(예: TxD)과 모든 신호가 공유하는 공통 접지선(Signal Ground) 사이의 전압 차이를 이용하여 데이터를 표현하는 방식이다.4 이 방식은 각 신호마다 두 개의 전용선(+, -)을 사용하는 차동 신호(Differential Signaling) 방식에 비해 필요한 전선의 수가 적어 케이블 구성이 단순하고 비용 효율적이라는 장점을 가진다.4

그러나 단일 종단 방식은 구조적인 한계를 내포한다. 송신측과 수신측 장비의 접지 전위가 다를 경우, 이 차이가 노이즈로 작용하여 신호를 왜곡시키는 접지 루프(Ground Loop) 문제가 발생할 수 있다.4 또한, 외부의 전자기 간섭(EMI)이나 무선 주파수 간섭(RFI)이 신호선과 접지선에 공통으로 유입될 때, 차동 방식처럼 효과적으로 상쇄하지 못하고 신호에 직접적인 영향을 미치게 된다. 이러한 특성 때문에 RS-232는 노이즈에 상대적으로 취약하며 전송 거리에 제약을 받는다.4

RS-232의 가장 독특한 전기적 특징은 전압 레벨과 논리 상태의 정의에 있다. 현대 디지털 로직에서 일반적으로 사용하는 TTL/CMOS 레벨(0V는 논리 ‘0’, +3.3V 또는 +5V는 논리 ‘1’)과 달리, RS-232는 다음과 같은 역전된(inverted) 바이폴라(bipolar) 신호 체계를 사용한다.7

이러한 설계는 초기 아날로그 통신 환경에서의 신뢰성 확보라는 목표가 낳은 필연적 결과이다. RS-232는 노이즈가 심한 아날로그 전화선을 통한 모뎀 통신을 염두에 두고 개발되었다.4 TTL 레벨과 같은 작은 전압 차이는 노이즈에 의해 쉽게 왜곡될 수 있으므로, 의도적으로 큰 전압 차이(최소 6V, 일반적으로 10V 이상)를 사용하여 신호 대 잡음비(SNR)를 극대화했다. 이는 노이즈가 심한 환경에서도 수신측이 데이터의 ‘0’과 ‘1’을 명확하게 구분할 수 있도록 하기 위한 핵심 전략이었다.7 또한, 유휴 상태(Mark)를 음의 전압으로 정의함으로써, 케이블이 단선되어 전압이 0V로 떨어지는 상황을 즉시 감지할 수 있는 부가적인 이점도 제공했다.15

전압 범위에서 −3V와 +3V 사이의 구간은 미정의 영역(Undefined Region 또는 Dead Area)으로, 이 구간의 전압은 유효한 신호로 간주되지 않는다.15 이는 전압이 논리 상태를 전환하는 과정에서 발생하는 약간의 변동이나 노이즈로 인해 수신측이 오작동하는 것을 방지하는 역할을 한다.

현대의 RS-232 트랜시버(Transceiver) IC는 +3.3V나 +5V와 같은 단일 전원 공급만으로도 표준에 부합하는 양극성 전압을 생성해야 한다. 이를 위해 내부적으로 전하 펌프(Charge Pump)라는 회로를 사용하여 공급 전압을 승압하고 반전시켜 필요한 +V와 −V 출력을 만들어낸다.19

RS-232는 송신기와 수신기 간에 클럭 신호를 공유하지 않는 비동기식(Asynchronous) 통신 방식을 사용한다.7 동기화를 위한 별도의 클럭 라인이 없기 때문에, 데이터 스트림 자체에 동기화 정보를 포함시켜야 한다. 이를 위해 데이터는 프레임(Frame)이라는 정해진 형식의 패킷 단위로 전송된다. 하나의 프레임은 다음과 같은 구조를 가진다.4

  1. 시작 비트 (Start Bit): 통신선이 유휴 상태(Mark, 논리 ‘1’, 음전압)에 있다가 전송을 시작할 때, 항상 논리 ‘0’(Space, 양전압) 상태로 1비트 시간만큼 유지된다. 이 신호의 하강 에지(falling edge)는 수신측에 새로운 데이터 프레임의 시작을 알리고, 수신측 내부 클럭을 데이터 비트의 중앙에서 샘플링하도록 동기화하는 기준점 역할을 한다.
  2. 데이터 비트 (Data Bits): 시작 비트 바로 뒤에 실제 전송할 데이터가 따라온다. 일반적으로 7비트(ASCII) 또는 8비트(바이너리 데이터)로 구성되며, 최하위 비트(LSB, Least Significant Bit)부터 순차적으로 전송된다.
  3. 패리티 비트 (Parity Bit): 선택적으로 사용되는 오류 검출 비트이다. 데이터 비트 내의 ‘1’의 개수를 기준으로 짝수(Even) 또는 홀수(Odd)로 맞추거나, 항상 ‘1’(Mark) 또는 ‘0’(Space)으로 고정하거나, 사용하지 않을(None) 수 있다. 이는 전송 중 노이즈로 인해 비트가 변경되었는지를 검사하는 가장 간단한 방법이다.6
  4. 정지 비트 (Stop Bit(s)): 프레임의 끝을 알리는 신호로, 통신선을 다시 유휴 상태(Mark, 논리 ‘1’, 음전압)로 되돌린다. 길이는 1, 1.5, 또는 2비트가 될 수 있다. 이는 수신측이 현재 프레임의 처리를 완료하고 다음 시작 비트를 안정적으로 감지할 수 있도록 최소한의 시간 간격을 보장한다.

성공적인 비동기식 통신을 위해서는 송신측과 수신측이 사전에 전송 속도(Baud Rate), 데이터 비트의 수, 패리티 방식, 정지 비트의 길이를 반드시 동일하게 설정해야 한다. 이 파라미터들이 일치하지 않으면 수신측은 프레임의 시작과 끝을 잘못 해석하여 데이터를 올바르게 수신할 수 없게 된다.4

RS-232 표준은 전기적 특성뿐만 아니라, 장치를 물리적으로 연결하는 방식에 대해서도 정의한다. 특히 데이터 단말 장치(DTE)와 데이터 통신 장치(DCE)라는 비대칭적인 역할 구분은 RS-232 인터페이스의 구조를 이해하는 데 있어 핵심적인 개념이다. 이 개념은 커넥터의 종류와 핀 배열, 그리고 상황에 따라 사용해야 하는 케이블의 종류를 결정하는 근본적인 기준이 된다.

RS-232 표준은 통신 시스템의 양 끝단을 두 가지 유형의 장비로 구분한다.4

이러한 DTE와 DCE의 구분은 RS-232가 본래 컴퓨터(DTE)가 모뎀(DCE)을 통해 원격지와 통신하는 시나리오를 기반으로 설계되었기 때문이다. 이 비대칭적 역할 모델은 신호선의 방향을 명확히 정의하는 기준이 된다. 예를 들어, DTE의 관점에서 ‘데이터 전송(Transmit Data, TxD)’ 핀은 출력(Output) 신호이고, ‘데이터 수신(Receive Data, RxD)’ 핀은 입력(Input) 신호이다. 반면, DCE의 관점에서는 TxD 핀이 입력이고 RxD 핀이 출력이 된다.23 이 구조 덕분에 DTE와 DCE는 핀 번호가 같은 핀끼리 연결하는 단순한 ‘직선형’ 케이블만으로 통신이 가능하다.26

하지만 이 비대칭성은 PC와 프린터, 또는 두 대의 PC를 직접 연결하는 등 DTE-DTE 연결이 보편화되면서 혼란의 주된 원인이 되었다. 두 DTE를 직선 케이블로 연결하면 출력(TxD)은 출력에, 입력(RxD)은 입력에 연결되어 통신이 불가능해지기 때문이다.1 이 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 바로 ‘널 모뎀’ 케이블이다.

RS-232 표준은 커넥터의 물리적 형태와 핀 배열(Pinout)을 정의한다.

관례적으로 DTE 장비(컴퓨터 등)는 핀이 튀어나온 수(male) 커넥터를, DCE 장비(모뎀 등)는 소켓 형태의 암(female) 커넥터를 장착한다. 이 규칙은 물리적으로 잘못된 연결(예: DTE-DTE를 직선 케이블로 연결)을 방지하는 데 도움을 준다.9

표 2: DE-9 및 DB-25 커넥터 표준 핀아웃 (DTE 기준)

DE-9 핀 DB-25 핀 신호 약어 신호 전체 이름 DTE 기준 신호 방향 핵심 기능 설명  
1 8 DCD Data Carrier Detect 입력 DCE(모뎀)가 상대편 모뎀과 통신 가능한 캐리어 신호를 감지했음을 DTE에 알림.  
2 3 RxD Receive Data 입력 DCE로부터 데이터를 수신하는 회선.  
3 2 TxD Transmit Data 출력 DCE로 데이터를 송신하는 회선.  
4 20 DTR Data Terminal Ready 출력 DTE(컴퓨터)가 통신할 준비가 되었음을 DCE에 알림. 통신 세션 유지.  
5 7 GND Signal Ground 공통 모든 신호의 기준이 되는 0V 접지.  
6 6 DSR Data Set Ready 입력 DCE(모뎀)가 통신할 준비가 되었음을 DTE에 알림.  
7 4 RTS Request To Send 출력 DTE가 DCE로 데이터를 전송하기를 원함을 알림. (하드웨어 흐름 제어)  
8 5 CTS Clear To Send 입력 DCE가 DTE로부터 데이터를 받을 준비가 되었음을 알림. (하드웨어 흐름 제어)  
9 22 RI Ring Indicator 입력 DCE(모뎀)가 전화선의 착신호를 감지했음을 DTE에 알림.  
- 1 PG Protective Ground 공통 장비의 섀시(chassis) 접지. 안전 목적.  
             

데이터 소스: 23

RS-232 연결에 사용되는 케이블은 연결하려는 장비의 유형(DTE 또는 DCE)에 따라 크게 두 가지로 나뉜다.

문제는 이 널 모뎀 케이블의 배선 방식이 RS-232 표준에 공식적으로 정의되어 있지 않다는 점이다.1 따라서 제조사나 응용 분야에 따라 매우 다양한 종류의 널 모뎀 케이블이 존재하며, 이는 RS-232 통신 문제의 가장 흔한 원인 중 하나로 작용한다. 단순하게 TxD/RxD만 교차하는 3선식 케이블부터, 모든 핸드셰이킹 신호를 교차하는 ‘완전 핸드셰이킹(Full Handshaking)’ 케이블까지 그 종류가 다양하여, 연결하려는 장비가 요구하는 신호 사양을 정확히 파악하고 그에 맞는 케이블을 사용하는 것이 매우 중요하다.36

직렬 통신에서 송신측 장치가 수신측 장치가 처리할 수 있는 속도보다 빠르게 데이터를 전송하면, 수신측의 내부 버퍼(buffer)가 가득 차서 이후에 들어오는 데이터를 유실하게 되는 버퍼 오버플로우(buffer overflow) 현상이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 수신측이 송신측에게 데이터 전송을 일시적으로 중단하거나 재개하도록 요청하는 메커니즘을 흐름 제어(Flow Control) 또는 핸드셰이킹(Handshaking)이라 한다.19 RS-232는 크게 하드웨어 방식과 소프트웨어 방식의 두 가지 흐름 제어를 지원한다.

하드웨어 흐름 제어는 데이터 전송선(TxD, RxD) 외에 별도의 물리적인 제어 신호선을 사용하여 데이터 흐름을 제어하는 방식이다.19 이 방식은 데이터 채널과 제어 채널이 분리되어 있어 응답이 빠르고 신뢰성이 높다.

모뎀 통신 시대의 유산인 이 두 종류의 하드웨어 핸드셰이킹 신호는 역할에 있어 미묘한 계층적 차이가 있었다. DTR/DSR이 통신 세션 전체의 유효성을 나타내는 상위 레벨의 제어였다면, RTS/CTS는 실제 데이터 블록의 송수신을 제어하는 하위 레벨의 흐름 제어였다. 그러나 모뎀이 없는 DTE-DTE 직접 연결이 보편화되면서 이 신호들의 원래 의미는 퇴색되었다. 많은 널 모뎀 케이블은 소프트웨어가 여전히 DSR이나 CTS 신호를 확인하도록 설계된 경우가 많아, 상대방 DTE가 보낸 DTR/RTS 신호를 이용하여 이 요구사항을 인위적으로 만족시키는 ‘속임수(spoofing)’ 배선 방식을 사용한다. 이는 다양한 널 모뎀 규격이 난립하고 핸드셰이킹 관련 문제를 야기하는 근본적인 원인이 되었다.24

소프트웨어 흐름 제어는 별도의 하드웨어 신호선 없이, 기존의 데이터 채널(TxD, RxD)을 통해 특정 제어 문자를 전송하여 데이터 흐름을 제어하는 방식이다. 이를 인밴드 시그널링(in-band signaling)이라고도 한다.45

하드웨어와 소프트웨어 흐름 제어는 각각 명확한 장단점을 가지고 있어, 적용 환경과 요구사항에 따라 적절한 방식을 선택해야 한다.

하드웨어 방식은 데이터 채널과 제어 채널이 물리적으로 분리되어 있어 데이터의 내용에 전혀 영향을 받지 않고, 응답 속도가 매우 빠르다는 것이 가장 큰 장점이다. 이는 고속 데이터 전송이나 높은 신뢰성이 요구되는 환경에 매우 적합하다.40 하지만 RTS, CTS 등 추가적인 신호선 연결이 필요하므로 케이블이 더 복잡해지고 비용이 증가하는 단점이 있다.45

반면, 소프트웨어 방식은 최소 3개의 선(TxD, RxD, GND)만으로 구현이 가능하여 케이블 구성이 단순하고 비용이 저렴하다는 장점이 있다.46 그러나 데이터 스트림 내에 XON/XOFF 문자와 동일한 값을 가진 데이터가 포함될 경우, 이를 제어 신호로 오인하여 통신 오류를 일으킬 수 있다. 이를 방지하기 위해 이스케이프 시퀀스(escape sequence)와 같은 추가적인 처리가 필요하며, 이는 통신 오버헤드를 증가시킨다.46 또한, 제어 문자가 데이터 큐(queue)에서 처리될 때까지 약간의 지연이 발생할 수 있으며, 통신 회선의 노이즈로 인해 제어 문자가 유실될 경우 통신이 영구적으로 멈추는 교착 상태(deadlock)에 빠질 위험이 있다.45

결론적으로, 높은 신뢰성과 빠른 응답이 중요한 산업용 제어나 고속 데이터 전송 환경에서는 하드웨어 흐름 제어가 선호되며, 비용과 케이블의 단순성이 더 중요한 저속 통신 환경에서는 소프트웨어 흐름 제어가 유용한 대안이 될 수 있다.

표 3: 하드웨어 및 소프트웨어 흐름 제어 비교

구분 하드웨어 흐름 제어 (RTS/CTS) 소프트웨어 흐름 제어 (XON/XOFF)  
메커니즘 별도의 제어선(RTS, CTS) 전압 레벨로 제어 데이터 채널 내 특정 제어 문자(XON, XOFF) 전송  
필요 배선 최소 5선 (TxD, RxD, RTS, CTS, GND) 최소 3선 (TxD, RxD, GND)  
신뢰성/응답속도 높음 / 빠름 (Out-of-band) 낮음 / 상대적으로 느림 (In-band)  
데이터 투명성 보장됨 (데이터 내용에 영향 없음) 보장되지 않음 (데이터에 제어 문자와 동일한 값 포함 시 문제 발생 가능)  
장점 - 신뢰성 높음 - 빠른 응답 속도 - 데이터 내용과 무관하게 동작 - 케이블 단순, 비용 저렴 - 적은 수의 배선으로 구현 가능  
단점 - 추가 배선 필요 - 케이블 복잡성 및 비용 증가 - 데이터 투명성 문제 - 제어 문자 유실 시 교착 상태 위험 - 응답 지연 발생 가능  
주요 적용 분야 고속 데이터 전송, 산업용 제어, 신뢰성이 중요한 시스템 저속 장치(구형 프린터, 터미널), 케이블 단순화가 중요한 시스템  

데이터 소스: 19

USB, 이더넷, Wi-Fi와 같은 고속 인터페이스가 데이터 통신의 주류가 된 오늘날, 반세기가 넘은 RS-232가 여전히 산업 현장과 특정 전문 분야에서 끈질긴 생명력을 유지하는 이유는 무엇인가? 그 해답은 RS-232의 기술적 우월성이 아닌, 특정 요구사항에 정확히 부합하는 ‘적정 기술(Appropriate Technology)’로서의 가치에서 찾을 수 있다. 현대 기술이 제공하는 고속, 다기능은 특정 응용 분야에서는 불필요한 복잡성과 비용을 초래하는 ‘과잉 기술(Over-engineering)’이 될 수 있다. 반면, RS-232는 ‘저속, 점대점, 고신뢰성, 저비용’이라는 명확한 니즈에 최적화된 최소한의 솔루션을 제공함으로써 그 존재 의의를 증명하고 있다.

산업 현장은 RS-232가 가장 활발하게 사용되는 대표적인 영역이다. 공장 자동화의 핵심 요소인 PLC(Programmable Logic Controller), 작업자가 기계를 제어하고 모니터링하는 HMI(Human-Machine Interface), 정밀 가공을 위한 CNC(Computer Numerical Control) 머신, 그리고 산업용 로봇 컨트롤러와 같은 장비들은 서로 데이터를 교환하며 유기적으로 동작해야 한다.41 이러한 환경에서 주고받는 데이터는 대부분 간단한 제어 명령어, 센서 값, 상태 정보 등으로, 수백 kbps 수준의 데이터 전송 속도로도 충분하다. 오히려 중요한 것은 예측 가능하고 안정적인 통신이다. RS-232는 검증된 단순성과 상대적으로 높은 전압 스윙으로 인한 노이즈 내성을 바탕으로, 전자기적 간섭이 심한 공장 환경에서도 신뢰성 있는 통신을 보장한다.7

정밀한 데이터 측정이 필수적인 과학 실험 장비와 의료 기기 분야에서도 RS-232는 여전히 중요한 역할을 한다. 분광 분석기, 크로마토그래피, 전자 저울, 데이터 로거와 같은 과학 계측 장비들은 측정된 데이터를 PC로 전송하거나, PC로부터 제어 명령을 수신하는 데 RS-232 인터페이스를 사용하는 경우가 많다.4 또한, 환자 감시 장치나 혈액 분석기 등 많은 의료 장비 역시 데이터 출력 및 시스템 연동을 위해 RS-232 포트를 제공한다.55 이 분야의 장비들은 수명 주기가 길고, 한번 검증된 시스템의 안정성을 중요시하기 때문에 새로운 인터페이스로의 전환이 더디다. 따라서 수많은 레거시 장비와의 호환성을 유지하기 위해 RS-232는 필수적인 인터페이스로 남아있다.57

RS-232가 현대 기술 환경에서도 살아남은 핵심적인 이유는 다음과 같이 요약할 수 있다.

RS-232는 특정 분야에서 여전히 유효한 가치를 지니고 있지만, 그 명확한 기술적 한계로 인해 많은 응용 분야에서 더 현대적인 기술로 대체되었다. RS-232의 한계를 이해하고 이를 극복하기 위해 등장한 RS-422/485, USB, 이더넷과 같은 대안 기술들과의 비교는 각 인터페이스의 본질적인 특성과 적합한 적용 분야를 파악하는 데 필수적이다. 이들 기술은 단순히 RS-232를 대체하는 관계가 아니라, 각기 다른 계층의 통신 문제를 해결하기 위한 고유한 목적을 가진 도구로 이해해야 한다.

RS-232의 거리 및 노이즈 한계를 극복하기 위해 개발된 RS-422와 RS-485는 차동 신호(Differential Signaling)라는 근본적으로 다른 물리 계층 기술을 사용한다.7 이 방식은 두 개의 꼬인 전선(Twisted Pair)에 서로 반대 극성(+,-)을 가진 신호를 동시에 전송하고, 수신측에서는 두 신호의 전압 ‘차이’를 감지하여 논리 상태를 판별한다. 외부 노이즈가 두 전선에 거의 동일하게 유입되더라도 그 차이 값에는 거의 영향을 미치지 않으므로, 공통 모드 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있다. 이 덕분에 RS-422/485는 최대 1200미터(약 4000피트)에 달하는 장거리 전송과 뛰어난 노이즈 내성을 자랑한다.67

RS-232/485가 단순한 물리 계층 표준인 반면, USB와 이더넷은 물리 계층부터 데이터 링크, 응용 계층에 이르는 포괄적인 프로토콜 스택을 포함하는 완전한 통신 시스템이다. 이는 ‘도로 포장 기술’과 ‘교통 관제 시스템을 갖춘 고속도로망’을 비교하는 것과 같다. 예를 들어, 산업용 프로토콜인 Modbus는 물리적 전송 매체로 RS-232, RS-485, 또는 이더넷(Modbus TCP)을 선택적으로 사용할 수 있는데, 이는 RS-232/485가 ‘도로’에, Modbus가 그 위를 달리는 ‘자동차’에 해당함을 명확히 보여준다.73

이처럼 각 기술은 서로 다른 문제 영역을 해결하기 위해 설계되었으며, 개발자는 애플리케이션의 복잡성, 통신 거리, 속도, 비용, 개발 기간 등을 종합적으로 고려하여 가장 적합한 기술을 선택해야 한다.

표 4: 직렬 인터페이스 종합 비교 (RS-232, RS-485, USB 2.0)

항목 RS-232 RS-485 USB 2.0  
신호 방식 단일 종단 (Single-Ended) 차동 (Differential) 차동 (Differential)  
통신 모드 전이중 (Full-Duplex) 반이중 (Half-Duplex, 2선식) 전이중 (Full-Duplex, 4선식) 반이중 (Half-Duplex)  
네트워크 토폴로지 점대점 (Point-to-Point) 다중 지점 (Multi-Point) 점대점 (Host-Device)  
최대 전송 속도 ~20 kbps (표준), ~1 Mbps (비표준) ~10 Mbps 480 Mbps (High Speed)  
최대 전송 거리 ~15 m (50 ft) ~1200 m (4000 ft) ~5 m (16 ft)  
최대 연결 장치 수 1 송신기, 1 수신기 32 송수신기 (표준 부하) 1 호스트, 127 장치 (허브 사용)  
노이즈 내성 낮음 매우 높음 중간  
케이블/커넥터 DE-9 / DB-25 터미널 블록, DE-9 등 (비표준) Type A, B, C, Micro, Mini 등  
구현 복잡성/비용 매우 낮음 낮음 높음 (프로토콜 스택, 드라이버 필요)  

데이터 소스: 1

RS-232는 프로토콜이 단순함에도 불구하고, 실제 현장에서는 다양한 원인으로 통신 문제를 일으키는 경우가 많다. 그러나 대부분의 문제는 몇 가지 핵심적인 사항을 체계적으로 점검함으로써 해결할 수 있다. RS-232 문제 해결의 핵심은 ‘가장 단순한 상태에서 시작하여 점진적으로 복잡성을 추가하는 체계적 접근’에 있다. 통신 실패의 원인은 파라미터 불일치, 케이블링 오류, 핸드셰이킹 문제, 노이즈 등 매우 다양하므로, 모든 변수를 동시에 고려하기보다는 가장 기본적인 물리적 연결부터 단계적으로 확인해 나가는 것이 효율적이다.

  1. 통신 파라미터 불일치: 가장 빈번하게 발생하는 문제이다. 송신측과 수신측 장비의 통신 설정이 하나라도 다르면 데이터가 깨지거나(garbage characters) 전혀 수신되지 않는다. 다음 네 가지 파라미터가 양쪽 장치에서 완벽하게 동일한지 반드시 확인해야 한다.22
    • 전송 속도 (Baud Rate): 예) 9600, 19200, 115200 bps
    • 데이터 비트 (Data Bits): 예) 7, 8
    • 패리티 (Parity): 예) None, Even, Odd
    • 정지 비트 (Stop Bits): 예) 1, 2
    • 일반적으로 ‘8N1’ (8 Data bits, No Parity, 1 Stop bit) 설정이 가장 널리 사용된다.22
  2. 케이블링 오류: 잘못된 종류의 케이블을 사용하거나 케이블 배선에 문제가 있는 경우다.
    • 케이블 종류 확인: DTE-DTE 연결(예: PC-PC)에는 널 모뎀 케이블을, DTE-DCE 연결(예: PC-모뎀)에는 직선형 케이블을 사용해야 한다.81
    • 필수 3선 확인: 가장 기본적인 통신을 위해서는 최소 3개의 핀이 올바르게 연결되어야 한다. 한쪽의 TxD(송신)는 다른 쪽의 RxD(수신)에, 그리고 양쪽의 GND(접지)는 서로 연결되어야 한다. DE-9 커넥터 기준으로는 2번-3번 교차, 3번-2번 교차, 5번-5번 직선 연결이다.22
    • 물리적 연결 점검: 커넥터가 헐겁게 연결되었거나, 핀이 휘거나 부러지지 않았는지, 케이블이 중간에 끊어지지 않았는지 육안으로 확인한다.22
  3. 하드웨어 결함 진단 (루프백 테스트): 통신 포트 자체의 정상 동작 여부를 확인하는 가장 확실한 방법은 루프백 테스트(Loopback Test)이다. 이는 포트에서 나간 신호가 자기 자신에게 되돌아오도록 하여 송수신 기능이 모두 정상인지 점검하는 것이다.84
    • 방법: 테스트하려는 포트(예: PC의 COM 포트)의 TxD 핀과 RxD 핀을 전선이나 클립으로 직접 연결한다(DE-9 기준 2번과 3번 핀 단락).
    • 검증: 터미널 프로그램(예: PuTTY, Tera Term)을 열어 해당 포트로 문자를 입력했을 때, 입력한 문자가 화면에 그대로 나타나면(echo) 해당 포트의 송수신 기능은 정상이다. 문자가 나타나지 않으면 포트 자체의 고장일 가능성이 높다.

흐름 제어(핸드셰이킹) 설정은 통신을 복잡하게 만드는 주요 요인이다. 문제 해결 초기 단계에서는 양쪽 장치의 흐름 제어 설정을 모두 ‘없음(None)’으로 맞추고 시작하는 것이 좋다.

산업 현장과 같이 전기적 노이즈가 심한 환경에서는 데이터 손상이 발생하기 쉽다. 이는 RS-232의 단일 종단 신호 방식의 태생적 한계 때문이다.87

이러한 체계적인 접근법을 통해, 복잡해 보이는 RS-232 통신 문제도 원인을 명확히 규명하고 효과적으로 해결할 수 있다.

RS-232는 1960년 탄생 이래 반세기가 넘는 시간 동안 디지털 통신 기술의 근간을 이루며 그 역할을 충실히 수행해왔다. 전신 타자기와 모뎀을 연결하던 초기의 목적을 넘어, 개인용 컴퓨터의 등장과 함께 범용 인터페이스로 자리 잡았고, 수많은 산업, 과학, 의료, 네트워크 장비에 탑재되며 기술 발전의 보이지 않는 동력이 되었다.

물론, 전송 속도, 거리, 네트워킹 기능과 같은 기술적 지표 면에서 RS-232는 USB나 이더넷과 같은 현대적 인터페이스에 비할 바가 아니다. 그러나 RS-232의 진정한 가치는 최첨단 성능이 아닌, 특정 문제 영역에 대한 단순성(Simplicity), 신뢰성(Reliability), 그리고 비용 효율성(Cost-Effectiveness)이라는 핵심적인 가치에 있다.4 복잡한 프로토콜 스택이나 드라이버 없이도 최소한의 하드웨어로 구현 가능하며, 수십 년간 검증된 안정성은 고속 데이터 전송이 불필요한 수많은 제어 및 모니터링 응용 분야에서 여전히 강력한 경쟁력을 제공한다.

오늘날 RS-232는 PC의 기본 포트에서는 사라졌지만, 그 유산은 다양한 형태로 이어지고 있다. 산업 현장의 레거시 장비들은 여전히 RS-232를 통해 소통하고 있으며, 네트워크 장비의 콘솔 포트는 시스템 관리자에게 최후의 접근 경로를 보장한다. 또한, USB-to-Serial 컨버터나 Serial-to-Ethernet 서버와 같은 장치들은 RS-232의 단순함과 현대 시스템의 연결성을 결합하여 그 생명력을 끊임없이 연장시키고 있다.60

결론적으로, RS-232의 역사는 기술의 발전이 항상 기존 기술의 완전한 폐기를 의미하지 않음을 보여주는 중요한 사례이다. 이는 ‘최고의 기술’이 아닌, ‘특정 문제에 대한 가장 적절하고 효율적인 해결책’이 시장에서 오랫동안 가치를 지닐 수 있다는 공학적, 경제적 원리를 증명하는 살아있는 증거이다. 시대를 초월한 이 견고한 인터페이스는 앞으로도 기술의 역사 속에서 중요한 한 페이지를 장식하며 그 유산을 이어갈 것이다.

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  8. What is RS-232? - Control Design, 8월 8, 2025에 액세스, https://www.controldesign.com/connections/data-acquisition-monitoring/article/33011749/what-is-rs-232
  9. The RS232 Standard - CAMI Research, 8월 8, 2025에 액세스, https://www.camiresearch.com/Data_Com_Basics/RS232_standard.html
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