(인프라 3) 코로케이션과 빛의 속도

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이 글은 매매 시스템 - 인프라 시리즈의 세 번째 글입니다.

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시세 수신과 주문 송신, 다시 보기

첫 번째 글에서 본 흐름을 다시 살펴볼까요?

시세 수신

flowchart TB
    subgraph BUSAN [부산]
        ME_D[<b>KRX 파생</b><br>EXTURE+]
    end
    subgraph YEOUIDO [여의도]
        ME_S[<b>KRX 현물</b><br>EXTURE+]
        KOS[<b>코스콤</b><br>시세 분배<br>KT IDC]
    end
    subgraph SECURITIES [증권사]
        QFEP[<b>시세 FEP</b>]
        QS[<b>시세서버</b>]
        BEP1[<b>BEP</b>]
    end
    ME_D --> KOS
    ME_S --> KOS
    KOS --> |STOCK-NET| QFEP
    QFEP --> QS
    QS --> BEP1
    BEP1 --> |인터넷| HTS[<b>HTS/MTS</b>]
    style BUSAN fill:#ffd700,color:#000,stroke:#333
    style YEOUIDO fill:#ffd700,color:#000,stroke:#333
    style SECURITIES fill:#e0e0e0,color:#000,stroke:#333

주문 송신

flowchart TB
    subgraph SECURITIES [증권사]
        BEP2[<b>BEP</b>]
        OS[<b>주문서버</b>]
        LED[<b>원장</b>]
        OFEP[<b>주문 FEP</b>]
    end
    subgraph YEOUIDO [여의도]
        ME_S2[<b>KRX 현물</b><br>EXTURE+]
    end
    subgraph BUSAN [부산]
        ME_D2[<b>KRX 파생</b><br>EXTURE+]
    end
    HTS2[<b>HTS/MTS</b>] --> |인터넷| BEP2
    BEP2 --> OS
    OS --> LED
    LED --> OFEP
    OFEP --> |STOCK-NET| ME_S2
    OFEP --> |STOCK-NET| ME_D2
    style BUSAN fill:#ffd700,color:#000,stroke:#333
    style YEOUIDO fill:#ffd700,color:#000,stroke:#333
    style SECURITIES fill:#e0e0e0,color:#000,stroke:#333

이 과정을 빠르게 하려면 어떤 방법이 있을까요?

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HTS를 BEP에 붙이면?

그림을 보면 HTS/MTS와 BEP 사이에 인터넷이라는 불확실한 구간이 있습니다. 집에서 와이파이로 접속하든, LTE로 접속하든 이 구간은 예측하기 어렵습니다. 그리고, 집에서 BEP 까지의 거리가 있습니다. 만약 HTS가 BEP에 딱 붙어 있다면? 다시 말해서 트레이딩 서버를 증권사 전산실에 놓으면 어떨까요?

flowchart TB
    subgraph SECURITIES [증권사 전산실]
        BEP[<b>BEP</b>]
        TRADING[<b>트레이딩 서버</b>]
    end
    BEP <--> |LAN| TRADING
    style SECURITIES fill:#e0e0e0,color:#000,stroke:#333

인터넷 구간이 LAN으로 바뀌면서 지연시간이 크게 줄어듭니다.

법적으로 문제는 없을까?

고객 서버를 증권사 전산실에 두는 것은 합법입니다.

현재 국내 50개 증권/선물사가 DMA 서비스를 제공하고 있고 (요즘으로 말하면 IDC), 코로케이션은 그 핵심 구성요소입니다. 우리나라는 고빈도매매 및 DMA 거래에 관한 법적 정의를 하고 있지 않아서, 코로케이션을 명시적으로 허용하거나 금지하는 법이 없거든요. 다만 Naked Access(사전 위험 통제 없이 직접 거래소 접속)만 제한되어 있고, 증권사가 위험관리 책임을 지는 구조에서 DMA/코로케이션이 운영됩니다.

더 좋은 방법: KT IDC에 넣기

사실 더 좋은 방법이 있습니다. 아예 KT IDC(여의도 코스콤)에 서버를 넣으면 증권사라는 뚱뚱한 박스 하나가 통째로 빠지면서 엄청난 속도 향상이 가능하거든요. 하지만 이건 단순 코로케이션 이상의 이야기이므로 다른 글에서 다루겠습니다.

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거리를 줄이면 속도는 빨라진다

일단 확실한 건, 거리를 줄이면 속도는 빨라집니다. 그런데 얼마나 빨라지고 느려질까요? 정확히 계산해 봅시다. 어디서 얼만큼 느려지는지 알아야 개선할 부분, 내가 극복할 수 있는 부분, 그리고 극복할 수 없는 부분을 알 수 있습니다. 최소한 충청도에서 (제 고향입니다 ^^) 매매하는 것보다는 서울에서 매매하는 게 낫습니다. 증권사랑 가까우니까요. 자 본론으로 들어가 봅시다. 저는 이 얘기를 할 때 항상 설렙니다. 빛의 속도 부터 얘기해야 되거든요.

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빛의 속도

진공에서 빛의 속도는 299,792,458 m/s (약 30만 km/s)입니다.

시간 단위로 환산하면:

시간 단위	진공에서 이동 거리
1 ns (나노초)	29.98 cm (약 30cm)
1 μs (마이크로초)	299.79 m (약 300m)
1 ms (밀리초)	299.79 km (약 300km)

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광케이블의 지연시간

하지만 우리가 사용하는 건 진공이 아니라 광케이블입니다.

광케이블에서는 유리의 굴절률(refractive index) 때문에 빛이 느려집니다.

항목	값
굴절률 (n)	약 1.467 ~ 1.47
진공 대비 속도	약 68% (≈ 0.68c)
실제 전파 속도	약 200,000 km/s
1km당 지연시간	약 4.9 ~ 5.0 μs

계산식:

지연시간 = 거리(km) × 4.9 μs/km

예를 들어 100km 광케이블의 편도 지연시간은:

100 km × 4.9 μs/km = 490 μs (0.49 ms)

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왕복시간 (Round-Trip Time)

시세를 받고 주문을 보내는 건 왕복입니다. 시세가 오고, 주문이 가야 하니까요.

따라서 실제 체감하는 지연시간은 편도의 2배입니다.

거리	편도 지연	왕복 지연 (RTT)
1 km	4.9 μs	9.8 μs
10 km	49 μs	98 μs
100 km	490 μs	980 μs (≈ 1 ms)
300 km	1.47 ms	2.94 ms

KT IDC와 여의도 증권사와의 거리는 대략 1km 내외입니다. 모든 장비와 구성이 동일하다면 장비가 KT IDC에 있느냐 아니면 증권사 전산실에 있느냐에 따른 지연시간 차이는 약 10 μs 정도입니다.

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서울 vs 대전 vs 부산

실제 거리로 계산해 봅시다.

구간	직선거리	광케이블 편도	왕복 RTT
서울 ↔ 대전	약 140 km	686 μs	1.37 ms
서울 ↔ 부산	약 325 km	1.59 ms	3.19 ms
여의도 ↔ 부산 KRX	약 300 km	1.47 ms	2.94 ms

실제 광케이블은 직선으로 깔리지 않으므로, 경로 우회를 감안하면 실제 지연은 더 길어집니다.

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마이크로웨이브는 더 빠르다

여기서 재미있는 사실이 있습니다. 마이크로웨이브(무선)는 광케이블보다 빠릅니다.

공기 중에서는 빛의 속도에 거의 근접하기 때문입니다.

항목	광케이블	마이크로웨이브
진공 대비 속도	68%	99.97%
1km당 지연	4.9 μs	3.34 μs
속도 차이	기준	약 47% 빠름

거리별 차이

거리	광케이블	마이크로웨이브	차이
100 km	490 μs	334 μs	156 μs
300 km	1.47 ms	1.00 ms	470 μs

시카고-뉴욕(약 1,000km) 구간에서는:

• 최고의 광케이블: 약 13 ms (왕복)
• 마이크로웨이브: 약 8 ms (왕복)
• 차이: 약 5 ms

Spread Networks는 시카고-뉴욕 최단 광케이블에 3억 달러를 투자했지만, 마이크로웨이브가 더 빠릅니다.

마이크로웨이브의 단점

• 대역폭 제한: 최대 150 Mbps 수준 (HFT에는 충분하지만)
• 날씨 민감: 비, 안개 등에 영향
• Line-of-Sight 필요: 장애물 없는 직선 경로 확보 필요

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다음 글에서는

다음 글에서는 미니원장에 대해 다룹니다.

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참고 자료

• M2 Optics - Calculating Optical Fiber Latency
• Aviat Networks - Low Latency Microwave