Broadband Access Networks 광대역가입자망 권순철 scgweon(@kt.co.kr) (Tel. 042-866-3890) Korea Telecom ANRL 이번이 4번째 강의입니다. 96년의 환경과 비교해 보면 정보통신 주변환경이 너무도 변해 있음을 느낍니다. 국가적으로 어려운 IMF 금융사태를 겪었음에도 불구하고 이 분야는 과히 혁명적이라 할 수 있을 정도로 진화를 거듭해 왔습니다. 가입자망의 광대역화는 가입자들의 요구 보다는 통신 사업자들의 차세대 수익증대 수단으로 그간 VOD 서비스를 중심으로 추진되어 많은 시행착오를 겪어 오다 최근 인터넷 서비스의 폭발적인 증가에 힘있어 관심의 초점이 되고 있습니다. 결국 통신 사업자들의 입장에서는 독점시대의 사업자 중심의 사업에서 가입자들의 요구에 따른 망의 제공이라는 커다란 교훈을 얻은 셈입니다. 인터넷의 성공은 단지 망측면에서의 변화로 그치는 것이 아니라 사회 전반적인 영향력으로 그 파급효과는 점차 커지고 있습니다. Cyber Society로의 변화는 아마도 불과 2-3년 내에 피부로 실감할 정도의 효과를 발휘하게 될 것입니다. 이 세션은 이번 하계강좌의 마지막으로 초고속 인터넷 망의 구축에 있어 last milestone이라 할 수 있는 가입자망 대해 다루기로 합니다.

CONTENTS Introduction Characteristics of Subscriber Loop ISDN xDSL LMDS HFC/Cable modem FITL PON FTTC Powering FSAN activities Conclusion 강의의 outline을 살펴보면 먼저 서론으로서 가입자망 주변환경의 변화를 살펴보고 나서 가입자망의 현황 및 구조,특성을 다룹니다. 그리고 나서 가입자망을 광대역화 하는데 필요한 다양한 대안들에 대해 고찰한 후 이 결론을 맺도록 하겠습니다.

INTRODUCTION 환경의 변화 국내시장 환경 가입자망 기술동향 먼저 본 강의에 들어가기 전에 서론으로서 가입자망 주변환경 및 기술동향에 관해 간략히 소개합니다.

환경의 변화 사용자의 변화 서비스의 변화 네트워크의 변화 시장환경의 변화 환경의 변화는 사용자, 서비스, 네트워크, 시장환경의 변화로 구성되어 있습니다.

사용자의 변화 PC 사용자의 증가로 멀티미디어 서비스(bandwidth consuming)에 친숙해 지기 시작함 비즈니스가 인터넷의 진화를 주도하면서 소비자와 WWW가 인터넷의 신화를 창조함 인터넷의 확산으로 홈페이지, 전자우편이 활성화되기 시작됨 Cyber & Plug-in Generation의 등장 SOHO/창업의 급성장 “The internet and the personal computer are more important than the invention of the telephone and television” - Bill Gates 사용자 (user)의 변화의 핵심은 수동적인 수혜자의 입장에서 능동적으로 변화를 이끌어 가는 주체 세력이 되었다는 점입니다.

서비스의 변화 Demand for high quality voice service, fast data service and multimedia services “What to get” is more important than “How to access” The Internet will be a global institution of communications and commerce Information technology will be rapidly advanced Most services not clearly defined yet Special interest groups and the corporate market first security, VPN (*MPLS), e-commerce 서비스의 특징으로는 각기 별도의 domain으로 남아 있던 전화, 데이터, 방송 등의 영역이 허물어 지고 통합되어 가는 추세이며 이의 핵심 서비스 (killer application)로서 인터넷이 중추적인 역할을 담당하고 있습니다. 또한 단순한 정보의 제공이 아니라 맞춤서비스 (portal service) 등 정보를 손쉽게 찾 아 주는 서비스가 각광을 받고 있습니다. 이런 서비스가 있으면 좋겠다 라고 느끼는 순간 이미 존재하는 서비스로 현실화 되고 있습니다.

네트워크의 변화 음성위주의 네트워크는 정체 상태임 20년 후면 Data Traffic이 90% 이상 점유 예상 미국의 경우 2002년 인터넷/데이터 시장이 기존의 음성시장과 같아질 것으로 예상 Circuit Switching에서 Packet Switching으로 전환 데이터 전용 네트워크의 등장이 가시화 “Data bits exceed voice bits on the PSTN today, if you include fax as data” - John Roth, Nortel 네트워크의 변화에서 가장 두드러진 점은 음성위주의 망에서 데이터 망으로의 급격한 이전을 들 수 있습니다. 앞으로의 망 packet 개념의 데이터망이 주류를 이룰 것입니다.

New market demand prompts new supply Qwest -- 20,000 mile OC-192 net, with 8-way WDM in rings. With 48 fibers, that’s 2 terabits/sec. Plus an empty conduit... IXC -- 20,000 mile OC-192 net, 20 fibers. Frontier -- 15,000 miles; fONOROLA -- 15,000 miles in Canada; Level 3 -- 15,000 miles with multiple fibers and conduits. Project OXYGEN -- 168,000 km undersea fiber network, with a minimum of 1,280 Gbps capacity to 99 cable landing points in 78 countries. On terrestrial routes it will go up to 2 terabits/sec. *한국은 2001년 2/4 (인천) www.qwest.net www.ixc-comm.com 대표적인 예로 인터넷의 급부상으로 인한 인터넷 전용망을 들 수 있습니다. 미국 대륙을 관통하는 상업용 망으로서 Qwest나 IXC를 들 수 있으며 캐나다는 Frontier, 전 세계를 해저 광케이블로 연결하려는 Oxygen을 들 수 있습니다.

The Club sandwich debates go on - Best-effort IP Service - Differentiated IP Services - IP VPN, VoIP - Cell relay - Frame relay - Voice, Video IP over SDH/WDM IP over ATM Telco Services IP ATM SDH WDM Optical Fiber Network Services 인터넷의 네트워크의 진화를 애기할 때 아주 popular하게 보는 그림입니다. 어느 쪽으로의 진화가 최후 승자가 될 지는 아직 확신할 수 없지만 인터넷의 위력을 실감할 수 있는 그림입니다.

Technical Terminology How many of you know all of terminology? Broadband, Attenuation, Bridged Tap, Crosstalk, RFI, POTS, FSN, DSL, ISDN, HDSL, ADSL, RADSL, CDSL, UADSL, SDSL, MSDSL, VDSL, DSLAM, WildWire, FireWire HFC, FTTO, FTTC, FTTH, MMDS, LMDS, WLL, PCS, IMT-2000, DMT, CAP, QPSK, CATV, VOD, FLC, HDT, ONU, FITL, ADS, PON, TDMA, CDMA, WDMA, SCMA, ATM, SDH, DWDM, UDWDM, Q.2931, DSM-CC, CORBA, TMN, EMS, NMS, SMS BORSCHT, Local Powering, Centralized Powering Today’s best is not always future’s best. But today’s best can be most probably future’s best. 기술의 발전을 실감할 수 있는 다양한 용어들이 쏟아져 나오고 있습니다. 엔지니어 입장에서 도태되지 않기 위해서는 부단한 자기개발이 필요합니다.

시장환경의 변화 Increased competitive environment: more competition for operators, more options for users Rapid increase in number of subscribers Convergence of different networks (유/무선, 통신/방송, 음성/데이타) Each carriers(wire/wireless) have to compete every segment of the market The Rich get richer... Global service market: SBC/Ameritech/Pacific Telesis, Bell Atlantic/NYNEX/, GTE, AT&T/TCI, BT/MCI Equipment market: Nortel/Bay, Alcatel/DSC/Coherent, Tellabs/Ciena, Lucent/Yurie, Nortel/Aptis 전 세계 장비 마켓시장의 90%를 5개사가 독점(?) 앞에서 말씀 드린 다양한 환경의 변화 속에 시장의 경쟁환경은 마치 전쟁과도 같습니다. 여기서 두드러진 현상은 빈익빈 부익부 현상이 나타나고 있습니다. 벤처 기업의 현황을 보면 모기업으로 성장 보다는 아이디어에 의한 기업가치의 창출 후 대기업으로의 합병이라는 수순을 밟고 있는 것 같습니다.

인터넷 시장의 급부상 Basic technology Basic demand Moore’s Law(gates/chip): 18 months; 59%/yr Optical fiber(bps/fiber): 12 months; 100%/yr Packet switching (bps/$): 12 months; 100%/yr Basic demand Internet users: 12 months; 100%/yr Data bits: 7.5 months; 300%/yr Internet core: 4 months; 1,000%/yr 정보통신 시장을 애기할 때 이제 인터넷을 빼놓고 이야기를 할 수 없게 되었습니다. 여러 기존의 성장 법칙들이 인터넷의 등장으로 무색케 되어 버렸습니다.

시내 경쟁 사업자간 비교 요즘 큰 이슈가 되고 있는 시내통신 경장사간의 아주 주관적(?) 비교입니다. 혹시 하나로 협력관계에 계신 분들은 오해 없으시기를...

KT Network statistics 한국의 정보통신 현황을 이야기할 때 아직은 한국통신 망을 빼 놓을 수 가 없습니다. 위 그림에서 보시다시피 전화는 정체되고 데이터 망의 성장을 볼 수 가 있습니다.

국내 서비스별 가입자 현황 * PC통신 가입자수는 제외 이미 이동전화의 성장은 포화상태까지 이른 것 처럼 보입니다. 2-3년 내에 일반전화를 추월한 후 정체될 것으로 예상되는데 여러가지 부가서비스등을 통해 활로를 모색해야 합니다. * PC통신 가입자수는 제외

이동전화 사업자별 현황 * SKT 아날로그 가입자 : 259,922명 (3월 대비 72,895명 감소) 이동전화의 치열한 경쟁현황을 볼 수 가 있습니다. * SKT 아날로그 가입자 : 259,922명 (3월 대비 72,895명 감소)

가입자망 기술동향 동선 기반 동축 케이블 기반 광섬유 기반 무선 기반 ISDN HDSL, SDSL, ADSL, UADSL, VDSL 동축 케이블 기반 HFC - 케이블모뎀 광섬유 기반 FTTO, FTTC, FTTH 무선 기반 WLL, B-WLL IMT-2000 가입자망의 발전동향을 살펴보면 기존 인프라로 활용되고 있는 동선 기반으로 ISDN과 xDSL을 들 수 있고 케이블 TV의 망으로 활용되는 동축케이블, 광섬유기반의 FTTx, 무선기반의 B-WLL, IMT-2000등을 대표적으로 꼽을 수 있습니다.

Structure of Access Network Digital 위성방송 (DBS) HFC FTTC/FTTO Amp ISDN Line VDSL Modem ADSL Modem Cable Modem Analog Modem ISDN Adaptor DBS STB/ MMDS/LMDS STB 일반 전화선 Coax MMDS/LMDS 56Kbps 6Mbps 640Kbps Fiber ONU Coax or Copper 52Mbps 3Mbps 30Mbps 64Kbps LMDS만 상향 가능 Home Terminal 전 M 화 S 국 O Hub Station Fiber or Wireless ADSL : Asymmetric Digital Subscriber Line DBS : Direct Broadcast Satellite FTTC : Fiber To The Curb HFC : Hybrid Fiber Coaxial LMDS : Local Multipoint Distribution System MMDS : Multi-channel Multipoint Distribution System MSO : Multiple Service Operator 앞 절에서 소개한 기술을 개략적으로 도시한 그림입니다.

Characteristics of Subscriber Loop Introduction of loop design Calculation of Resistance Limit Calculation of Loss (Attenuation) Limit Loading Coil Characteristics of existing TPs Attenuation Bridged TAPs Crosstalk RFI 본론으로 들어가기 전에 기존 동선 가입자 구성 시 고려되어야 주요한 사항에 대해 간략히 소개합니다.

Introduction to loop design CO D Loop Distance D must be limited in length owing to attenuation of the voice signal dc resistance for signaling 6 dB loop attenuation limit (referred to 800 Hz) 1000  signaling resistance limit many switches will accept up to 1300  nominal resistance for the telephone subset in series with the loop is 300  Korean Environment 7 dB margin loop start signaling ~ 1500  (전자식), ~ 2000  (반전자식) 루프를 디자인할 때 전화국에서 가입자 단말까지의 저항이 주요한 고려 사항인데 이는 통화하는데 필요한 감도 및 가입자에게 보내는 링 신호 및 가입자측으로 부터 보내어 지는 hook on/off , 디지트 신호등 시그널링 정보를 감지하는데 필수적인 파라미터이기 때문입니다.

Calculation of Resistance Limit Loop resistance Rdc (ohm/mi.) d = diameter of the conductor (in.) If we want a 10-mi. loop and allow 100 ohm/mi of loop (for the 1000-ohm limit), what diameter of copper wire would we need? 100 = 0.1095/d2 , d = 0.033 in. or 0.84 mm (~20 AWG) 루프저항은 동선의 심선 굵기에 따라 달라집니다. 대규모 포설 시 미국의 기술을 많이 인용하다 보니 아직도 ANSI 용어들을 많이 사용하고 있습니다. 일반적으로 22나 26 게이지를 많이 씁니다.

Calculation of Loss (Attenuation) Limit American Wire Gauge (AWG) vs. wire diameter and resistance 여러분의 참고를 위해 변환 테이블을 제시하였습니다. 주의하실 내용은 일반적으로 회선 구성을 위해서는 루프가 왕복해야 하므로 저항 산출 시에는 해당 거리의 2배를 해야 합니다. At 20oC These figures must be doubled for loop/km. (It has a “go” and “return” path)

Calculation of Loss (Attenuation) Limit Loss per unit length of subscriber cable Maximum loop length for loop design for the wire gauge 26 AWG : 6 (dB) / 1.61 = 3.73 km 24 AWG : 6 / 1.27 = 4.72 km 22 AWG : 6 / 1.01 = 5.94 km 19 AWG : 6 / 0.71 = 8.45 km 16 AWG : 6 / 0.46 = 13.04 km 루프 손실 테이블입니다.

Loading Coil Longer Loops without exceeding loss limits Increasing conductor diameter Using amplifiers and/or loop extenders Using inductive loading Using carrier equipment Adding load coils Decreases the velocity of propagation Increase impedance Consists of inserting series inductance into the loop at fixed intervals Code for load coil spacing (ex: 19H88 : 19AWG and 88mH) 루프 길이가 길어지다 보면 캐패시턴스 성분이 누적되어 주파수 특성이 안 좋게 됩니다. 따라서 인위적으로 장하 코일을 삽입하여 인덕턴스 성분 추가에 따른 보상을 해 주게 됩니다.

Attenuation Attenuation is a function of signal frequency introduces intersymbol interferences Attenuation [in dB] = 10 log10 [Pin (mW) / Pout (mW)] Example: 4km at 1MHz --> 60dB attenuation optical fiber attenuation at 1.55 mm = 0.2 dB/km --> 300km for 60dB atten. Attenuation factor for copper wire DC - voice band : f 1/2 ~ 0.5 MHz : f 1/4 0.5 MHz ~ : f 1/2 케이블의 감쇄 특성입니다.

Bridged TAPs Attachment of open circuited twisted pair for a variety of past needs, such as prior routings to other locations Bridged taps introduce “DIPS” in the transfer function and produce echoes (return path) CO Customer Bridged TAP Echo influencing “equalizer” “echo canceller” Attenuation [dB] Frequency Effect of bridged tap 요즈음은 많이 안 쓰이지만 케이블 선로를 절약하기 위해 모든 가입자에게 선로를 포설하는 것이 아니라 재배치를 할 목적으로 여분 케이블을 남기다 보니 브리지 탭이 발생하게 됩니다. 신호의 return에 따른 에코가 발생하게 됩니다.

Crosstalk Due to capacitive and inductive coupling NEXT and FEXT introduce coloured noise Near End Crosstalk : NEXT ~ f 3/2 Far End Crosstalk : FEXT ~ |A(f)| 2 L f 2 pair i pair j NEXT FEXT USA cable Europe cable 10 50 twisted pairs 2 TPs 서로 다른 신호가 동일 케이블에서 멀리 전송하다 보면 혼선이 일어나게 됩니다. 주로 강한 신호가 약한 신호 라인에 유기될 때 그 영향이 커지게 됩니다.

Radio Frequency Interference (RFI) RFI pick up from Long & Medium wave broadcast transmission more sensible for overhead cables EMC legislation the network transmission system does not interfere with radio transmission this places a limit on the strength of the signal which may be sent on the line Impulse Noise 동선 배선 시 동선의 구조상 안테나 역할을 할 때가 있는데 외부로부터 신호가 유기되어 영향을 미치게 됩니다. 최근에는 능동소자가 전화국사 외에 많이 설치되게 됨에 따라 통신장비에 의한 타 장비에게 영향을 주는 egress문제가 대두되고 있습니다.

ISDN 2B1Q 2B+D (144 kbps) : BRA (Basic Rate Access) 23B+D (or 30B+D) : PRA (Primary Rate Access) “ISDN은 결코 사라지지 않는다” 1992년 망에 도입, 1994년부터 KT에서 사업시작 지금까지의 문제점 통화권 단위별 ISDN 교환기 미확보 및 서비스의 품질 불안정 단말기 가격의 고가 PSTN에서 ISDN으로의 전환시 기존번호 승계 불가 전망 98년 말 약 4만 가입자 (일본 600만), 99년 약 20만 예정 복합 TA (NT,TA,PC카드) 약 15만원대로 하락 인터넷 확산으로 백본망 정비 전까지는 제일 좋은 솔루션 정부는 2002년까지 1200만 회선 요구 (5조 4천억원 소요) AO/DI (Always ON/ Dynamic ISDN): 월 2만원 정액제 추진 ISDN은 ADSL이나 Cable modem등 신기술에 다소 밀릴일 지는 몰라도 복잡한 기술문제 없이 간편하게 설치,사용할 수 있다는 큰 장점이 있다. 즉, 신기술은 새로운 인프라 구축이 필요하지만, ISDN은 이미 포설되어 있는 유선망에 교환기를 통해 디지털 신호를 보내는 것이 가능하므로 망 안정화를 통해 통화품질만 보장된다면 일반인들이 가장 쉽게 접근할 수 있는 고속 솔루션이 될 수 있다.

xDSL Applications Comparisons of xDSLs HDSL SDSL ADSL UADSL VDSL Line Codes - 2B1Q, DMT, QAM, CAP, QPSK Line Code Battle : DMT vs. CAP Standardization Market forecast xDSL은 1989년 Bellcore에서 기존의 전화선(동선)을 사용하여 비디오, 영상, 고화질 그래픽, 및 Mbps 데이터 속도의 정보를 전송하기 위해 제안된 개념이다. 기존 모뎀이 3.4kHz까지의 POTS(Plain Old Telephone Service) 대역만을 이용하는데 반해, xDSL은 훨씬 넓은 주파수 영역을 이용함으로써 동선을 통하여 수 Mbps에서 수십Mbps에 이르는 전송속도를 제공할 수 있다. 사용하려는 응용분야에 따라 HDSL, ADSL, VDSL등으로 분류되며 최근 인터넷 접속의 대안으로 ADSL이 hot issue가 되고 있다. 이 절에서는 각 각에 대한 변조방식에 대해 살펴보고 표준화동향, 사업동향 및 전망에 관해서 고찰하기로 한다.

High speed xDSL application Internet Access High speed internet access to residential and business area Intranet access in order to link their remote office / branch office (ROBO) Low cost, high throughput, LAN-to-LAN connectivity (remote LAN Access) Telecommuting SOHO (Small Office / Home office) OD(on-demand) like application VOD, Home shopping, Tele-education etc. Interactive TV Frame Relay / ATM Network Access xDSL operates at the physical layer Leased Line Provisioning (HDSL/SDSL) replacing conventional T1/E1 leased line FTTC using VDSL

High speed xDSL application Application Bandwidth Requirements * Acceptable response time < 3.0 sec

Comparisons of xDSL Central Office (PSTN) T1/E1 HDSL ADSL VDSL End User (POTS) TP (2 pairs) CO Repeater Line Repeater Line Repeater T1/E1 0.3~1km 1~1.8 km 0.3~1km End User (POTS) Central Office (PSTN) TP (2 pairs) HDSL HDSL CO Unit HDSL RT Unit End User (Video) Headend (Video) ADSL CO Unit ADSL TP (1 pair) ADSL RT Unit xDSL(Digital Subscriber Line, x=family member; A, H, S, U, V)는 기존의 트위스트 페어 전화선을 사용하는 디지털 가입자 선로(Digital Subscriber Line) 기술 집합을 의미한다. xDSL 기술은 비대칭형 전송방식인 asymmetric DSL(ADSL), 대칭형 전송 방식인 high-data-rate DSL(HDSL) 및 single-line DSL(SDSL), 단거리에서 초고속 데이터 전송방식인 very-high-rate DSL(VDSL), 및 전송선로 특성에 따라 전송속도가 가변이 되는 rate-adaptive DSL(RADSL) 등으로 구별된다. PSTN POTS End User (Video) Headend (Video) Optical Network Unit VDSL VDSL CO Unit TP (1 pair) VDSL RT Unit PSTN SPF POTS

Comparisons of DSL Technologies * Distance for 0.5 mm (24 gauge) TP wires

HDSL HDSL (High data rate Digital Subscriber Line) T1 or E1 rate with 2 pairs 2B1Q Modulated, CAP, DMT 기존 PCM구간 중계기 없이 대체 0.5mm 선로기준으로 2B1Q: 3.6km, CAP:5.5km 전송 가능 국내 약 2만 6천 구간 포설 (98년 말 기준) 가입자들로부터 광으로의 전환을 요청 받고 있는 실정임 동일선로 다발 안에 대량으로 공급되는 경우 상호간섭에 의한 문제점 발생 국내기술현황 초기에는 주로 중소기업체의 주문자상표방식으로 납품되었으며 형식승인이나 시험검사 절차를 통함 96년부터 2B1Q 방식의 국내 개발품을 시작으로 97년 부터는 CAP방식으로 상당량의 수량이 설치 운용중임 국외기술현황 췹레벨 기술보유: PairGain, Rockwell, Adtran, Globespan 시스팀 레벨 기술 보유: PairGain, Metalink, Cooper Mountain

SDSL SDSL (Symmetrical Digital Subscriber Line) 또는 SHDSL이라고도 불림 T1 or E1 rate with single pair video conferencing, LAN interconnection, SOHO 초기에는 768kbps급의 장치가 많이 출시되었으나 최근에는 160kbps부터 2,048kbps 까지 여러 데이타를 허용하는 MDSL로 발전 every major vendor (Paradyne)

ADSL ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) Internet, VOD like application (asymmetric bandwidth) ~6-8 Mbps (down), 64 kbps (up) 1995년 DMT방식이 ANSI T1.413으로 먼저 표준화 되었으나, Lucent의 CAP방식이 먼저 출시되어 시장선점 국내서비스현황 1994.11-1995.12 반포전화국에서 Westell의 FlexCAP시스팀으로 VDT시범사업 1996-1997 전국5대도시에서 아이비젼 시범사업 1998 서울,부산,대전에서 1200가입자를 대상으로 고속 인터넷 시범사업 현재 ISDN과 ADSL 중 주력상품을 놓고 고민 중 본격적인 사업은 ITU-T표준이 확정되는 7월 이후에 추진될 예정 정통부 ‘정보대국 기반구축을 위한 선도사업’계획에 의하면 2002년까지 초 중고생 220만 명을 대상으로 교육정보화 사업과 우체국 전자상거래 추진 예정

ADSL ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) 개발업체 동향 대우통신: Alcatel과의 기술제휴, 한국통신 및 하나로통신에 공급 LG정보통신: CAP,DMT 방식 기술확보 성미전자: Westell사와 기술제휴 UADSL 타겟 현대전자: ADI췹셋을 이용 DMT방식으로 개발완료 삼성전자: DMT방식 개발, 정보통신부 국책과제로 삼성종합기술원에서 UADSL 췹셋개발중 요금책정: 7만원대 예상, 타사업자와의 경쟁 Unbundling issue every major vendor (GlobeSpan) * RADSL(Rate Adaptive DSL): 가입자 회선의 상황에 따라 속도조절

ADSL Asymmetric bi-directional digital subscriber line Environments multimedia services environment wideband downstream bi-directional data stream POTS (Plain Old Telephone Service) Environments one twisted pair (nonloaded) upto 18 kft (ADSL I: 1.5Mbps) ADSL (Down) Power Spectra POTS ISDN ADSL (Up) ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)은 “비대칭형디지틀가입자회선”으로 해석되는데 엄밀한 의미에서 회선자체를 말하는 것이 아니라 정확히 말하면 전화회선의 미사용 대역폭을 이용하여 데이터속도를 혁신적으로 증가 시키는 전화선 양단의 모뎀을 지칭한다. ADSL은 1989년 Bellcore에서 전화선으로 동영상 즉 VOD서비스를 제공하겠다는 그 당시는 가히 혁명적인 개념에서 태동된 기술이다. 그러나 Contents의 빈약, 수요기반의 미성숙, VOD기술의 불완전으로 인하여 세인의 관심사에서 멀어져 사장된 기술로 인식되어 오다가 지난 95년부터 인터넷 붐이 일어나면서 다시 빛을 발하기 시작했다. ADSL의 가장 큰 특징은 전화국과 가입자간의 데이터 전달속도가 비대칭이며, 상향측 속도는 640kbps속도를 가지나, 하향 전달속도는 최고 9Mbps속도까지 제공 가능하다는 것이다. 하향전달속도는 전화국에서 가입자까지의 전화선의 거리, 직경, 브리지 탭의 유무, Interference의 세기 등 다양한 요소에 의하여 영향을 받으며, 특히 신호감쇄는 라인의 길이가 증가하고 주파수가 높을수록 급격히 증가한다. ADSL모뎀은 전화선의 직경이 0.5mm(24AWG)인 경우 각 1.5Mbps하향신호는 5.5km까지 전달할 수 있다. 한국통신의 가입자 평균거리가 2.5km이고 95%가 5.5km이내임을 감안한다면 ADSL 도입을 위한 선로상태는 유리한 편이며, 특히 브리지 탭이 없는 것은 ADSL기술을 채용하는 데 있어 큰 장점으로 작용할 것이다. 4 10 80 90 100 400 4

UADSL UADSL (Universal ADSL) CDSL (Consumer Digital Subscriber Line) - Rockwell, Nortel Rockwell(CAP), Lucent’s WildWire(DMT), MVP-Paradyne 1Mbps modem technology to facilitate residential DSL deployment 댁내 재배선으로 의한 문제점을 해결하기 위해 가입자측 POTS splitter의 저역통과 필터 삭제 전화기의 off-hook에 따른 fast retrain 절차 필요 국내에서는 삼성전자가 췹셋 개발에 이어 UAWG주관의 UADSL 연동성 테스트에 참가 중임 xDSL관련 솔루션 중에서는 가장 사업성이 있는 것으로 평가되고 있음 1998년 10월 ITU-T G.992.2로 determine되었으며 99년 6월에 승인 예정

VDSL VDSL (Very high data rate Digital Subscriber Line) drop line with FTTC application ~155Mbps(down) depending on distance CAP-16, DMT,QAM (DAVIC) 아직 표준화가 이루어지지 않고 있음(DAVIC, ANSI T1E1.4, ETSI TM6, FSAN) 기술적으로는 완성이 되어가고 있지만 business decision이 이루어지지 않은 상태임 Chipset maker: FSAN Alliance Savan/Siemens, Texas Instruments, Orkit, Alcatel, Metalink, STMicroelectronics, Broadcom, Aware 국내동향 Lucent 췹을 기반으로 FLC-C에 적용 삼성전자, ETRI에서 췹셋 개발 중

Line Codes for xDSL 2B1Q +3 +1 -1 -3 Bits 01 10 11 00 00 11 10 00 01 01 11 01 00 10 Quads -1 +3 +1 -3 -3 +1 +3 -3 -1 -1 +1 -1 -3 +3

DMT (1) DMT 방식의 장점 각각의 선로별로 그 상태에 따라, 최적의 전송성능을 가질 수 있도록 각 서브 채널별로 적정 비트 할당 TWISTED-PAIR Bits/chan Bits/chan Atten Frequency Frequency Frequency TWISTED-PAIR with TAP, AM/RF, and XTALK Bits/chan Atten AM Bits/chan TAP xtalk Frequency Frequency Frequency

DMT (2) DMT Transceiver Block Diagram S T’=TDMT/2N Transmitted signal Encoder and buffer b=RT 2N Point IDFT Parallel to serial converter DAC LPF R b/s N QAM Symbols 2N Times Domain Samples T’=TDMT/2N Decoder DFT Serial to Parallel T’ Channel S Noise Received N개의 부채널을 가진 기본적인 DMT송,수신 system은 위 그림과 같다. 입력 bit stream(R bps)은 b bits(b=RT)의 블럭 단위로 쪼개어져 저장된다. T(secs)는 symbol period를 1/T(frequency)는 symbol rate를 나타낸다. 한 블럭에 할당된 b bits는 N~개의 부채널에 각각 bi(i=1,2....N) bits씩 각부채널의 SNR 특성에 따라 분배된다. 그 다음 각각의 부채널의 bi bits는 QAM constellation상의 한 점인complex subsym -bol X(=│Xi│?Xi)로 encode 된다. 예를 들어 i번째 부채널에 bi = 4bits씩이 할당되게 되면, 현재의 b bits 블럭의 입력 비트열중 i 번째 부채널에 할당된 4bits에 해당하는 데이터(e.g: 1011)를 16-QAM의 1011에 해당 하는 subsymbol로 encode 하게 된다. 일단 N개의 부채널에 b bits가 bi bits씩 할당되고 QAM symbol Xi로 encoding되고 N개의 symbol을 IFFT를 사용하여 변조하게 된다.전송채널을 통해 실제로 전송되는 신호는 time domain에서 real 신호여야 하기때문에 , 할당된 N~개의 complex subsymbol Xi의 conjugate symmetric 신호를 N + 1부터 2N까지 배열하여 N-point IFFT를 함으로써 N개의 real-valued time domain samples, n(n=0,1,2......N-1)을 얻는다. DMT modulator의 sampling rate 1/T'는 NT'=T로부터 1/T'=N/T, 즉symbol rate의 N배가 됨을 알 수 있다.

DMT (3) pros cons frequency efficiency overall frequency spectrum become flat symbol length per subchannel becomes longer frequency selective noise can be avoided cons complex more power consumption (more heat) timing and synchronization become critical factors ANSI standard, but market fail

Line Codes for xDSL 16QAM : Downstream in DAVIC VDSL

CAP (1) Carrierless Amplitude/Phase Modulation Bellcore & AT&T CAP Transceiver Encoder Inphase filter Quadrature + DAC LPF Input signal C H A N E L Decoder Output ADC Decision device CAP방식은 single carrier 방식으로서 송신부에서 2개의 baseband 신호를 in-phase와 quadrature filter를 이용하여 passband spectral shaping하여 전송하는 방식이다. QAM과 CAP의 신호는 같은 구조 이나 단지 차이점은 QAM의 경우에는 쉐이핑 필터의 입력에 ejwcnT가 곱해진 신호를 사용하는 반면CAP에는 ejwcnT가 곱해지지 않은 raw심볼을 사용한다.

CAP (2) Encoding (16 CAP) map four data bits into a symbol t ... b2 b3 b0 b1 b2 b3 b0 b1 b2 b3 b0 b1... quadrant point within quadrant symbol Qn 11 01 +3 10 11 b2 b3 01 00 current state 10 00 +1 00 01 -3 -1 +1 +3 In 01 00 00 10 11 -1 10 11 10 -3 01 11

Line Codes for xDSL QPSK: Upstream transmission in DAVIC VDSL

ADSL 가입자망 구성도 * UADSL의 경우 Splitterless 교환기 Splitter 가입자선로 DSLAM PSTN ATU-R Splitter 0~4 kHz T1.413 Issue 2 : 하향 25 ~ 1104 kHz, 상향 25 ~ 138 kHz UADSL : 하향 138 ~ 552 kHz, 상향 25 ~ 138 kHz) 교환기 DSLAM Data Comm. Network PSTN 가입자선로 UADSL-R * UADSL의 경우 Splitterless ATU-C * DSLAM : Digital Subscriber Lines Access Multiplexer * ATU-C : ADSL Transceiver Unit, Central * ATU-R : ADSL Transceiver Unit, Remote

배선의 어려움 ADSL은 많은 장점에도 불구하고 회선구성 및 운용상 상 몇 가지의 현존하는 문제점이 존재한다. 전화국의 구성을 먼저 살펴보면 가입자 회선이 가입자에서 전화국으로 연결되어 시험실에 연결되며 시험실에서 MDF를 거쳐 교환실의 전화교환기에 연결된다. 스플리터가 액세스 노드와 함께 교환실에 위치하기 위해서는 시험실에 별도의 ADSL단자함이 필요하다. ADSL 단자함에서는 두 개의 Tie케이블이 연결되는데 하나는 가입자측으로부터 온 음성 및 ADSL신호가 혼합된 신호를 전달하기 위한 케이블이며 다른 하나는 교환실에 위치한 스플리터에서 걸러진 음성신호를 다시 시험실로 내려 보내기 위한 케이블이다. 스플리터를 거친 ADSL신호는 액세스 노드로 들어가며 억세스 노드는 ATM망과 연동된다. 일반적으로 한국통신의 전화국은 일반적으로 1층에 시험실이 있고, 2층에 전송실과 교환실이 함께 배치는 것이 통례이다. 시험실은 선로 부서에서 교환, 전송실은 각각 교환, 전송 부서에서 운용관리를 담당하고 있다. ADSL은 기능상으로는 전송장비로 분류되나, 선로 길이에 따른 전송손실의 영향을 최소화하기 위해 시험실 MDF 인접한 곳에 설치해야 한다. 즉, 선로 운용 요원들이 전송 장비를 운용하여야 하기 때문에 업무 영역이 확대로 혼란이 야기될 수 있으며, 나아가 기존 운용관리 조직의 변화를 수반할 수도 있다. 또한 ADSL을 설치하기 위한 상면 확보가 어렵다.

ADSL 도입 시 MDF 연결형태 예 본 도의 예에 의하면 MDF 수평단자반의 소요 핀 수가 가입자 선로 H측 EN단자함 V측 CN단자함 voice 현재의 ADSL 장치는 가입자마다 시험실 또는 전송실에 ADSL-C 장치를 설치해야 하므로 대규모 보급 시 상면확보에 어려움이 있으며, 기존의 MDF에서 2선(전화서비스) 대신 6선(ADSL 서비스)을 사용하여야 하기 때문에 ADSL용의 MDF를 따로 마련하여야 한다. Voice + data DSLAM Splitter ATU-C data 본 도의 예에 의하면 MDF 수평단자반의 소요 핀 수가 전화만 제공 시 2핀에서 ADSL 제공 시 6핀으로 늘어남 미국 GTE의 경우 ADSL을 위한 별도 단자반을 제작하여 MDF 전면에 부착하는 방식을 사용하고 있음 교환기

선로연결 구성요소 Attenuation from ATU-C to ATU-R w.r.t frequency Atotal (f) : DSLAM MDF 단자함 ATU-R PR SP ATU-C SP PR 국사 내 배선 가입자선로 인입선 댁내배선 Attenuation from ATU-C to ATU-R w.r.t frequency Atotal (f) : Atotal(f) = A국사내배선케이블(f) + A가입자선로(f) + A인입선(f) + A댁내배선케이블(f) + 2 x Asplitter(f) + 2 x Aprotector(f) 기술적으로 ADSL의 하향전달속도는 전화국에서 가입자까지의 전화선의 거리, 직경, 브리지 탭의 유무, Interference의 세기 등 다양한 요소에 의하여 영향을 받으며, 특히 신호감쇄는 라인의 길이가 증가하고 주파수가 높을수록 급격히 증가한다. 현재 국내 가입자망인 경우 케이블의 배선 규격이 제대로 적용되고 있지 않고, 접속 개소의 과다로 선로 품질의 일관성을 기대하기 어렵다. 현재 가입자 선로의 길이 및 특성 임피던스에 대한 데이터를 별도로 관리하지 않고 있는 실정이며, 선로 공사는 대부분 외부 전문 공사업체에 의존하고 있는 상황에서 공사 감리가 철저히 이루어 지기 어려운 현실이다. 가입자 선로의 접속 점수가 많을 경우, 접속점에서 임피던스 불일치로 신호 에코현상이 일어나 성능의 저하를 초래한다.

현장시험 측정환경 구성도 현장 선로 ATU-C ATU-R 1st : 가입자선로 전달특성 측정 - 루프저항, 감쇄, 누화 Balun (100 75) 가입자선로 특성 측정장치 (Tx) 가입자선로 특성 측정장치 (Rx) Balun (75 100 ) 현장 선로 ATU-C ATU-R ADSL Operating Terminal 1st : 가입자선로 전달특성 측정 - 루프저항, 감쇄, 누화 2nd : ADSL 전송성능 측정 - 속도, Noise Margin 3rd : (필요 시) Time Domain Reflectometery와 Spectrum Analyzer 를 이용, 정밀측정 - 선로길이, bridge tap 존재여부, 외부 간섭신호 유무 등

가입자선로 분석 응용 예 - ADSL 적용성 분석 - 북대전전화국 35.15% 2.04% 0.53% 0.25% 10.34% 51.68% 서대전전화국 7.48% 4.11% 10.97% 5.47% 17.16% 54.81% 공주전화국 0.02% 6.79% 2.17% 1.09% 18.53% 71.39% 256k 이하 256k~512k 512k~1M 1M~1.5M 1.5M~3M 3M이상 한 예로 국내의 경우는 북대전 전화국, 서대전 전화국, 및 공주 전화국인 경우를 살펴보면 지역마다 전송속도 차이가 많이 난다. 북대전 전화국인 경우, 256 Kbps 이하, 256 Kbps~512 Kbps, 512 Kbps ~ 1 Mbps, 1 Mbps ~ 1.5 Mbps, 1.5 Mbps ~ 3 Mbps, 3 Mbps이상이 각각 35.15%, 2.04%, 0.53%, 0.25%, 10.34%, 51.68%가 나왔다. 서대전전화국인 경우에는 7.48%, 4.11%, 10.97%, 5.47%, 17.16%, 54.81%로 나왔고, 공주전화국에서는 0.02%, 6.79%, 2.17%, 1.09%, 18.53%, 71.39% 가 나왔다. 미국인 경우에는 약 80% 정도가 1.5 Mbps의 전송속도를 제공 받을 수 있고, 50 % 이상이 6Mbps의 전송 속도를 제공 받을 수 있는 것으로 알려지고 있다. ADSL 적용성의 상세분석을 위해서는 선로의 전달특성 모델링과 ADSL 전송시스팀의 전송성능 모델링이 필요하며, 이 모델링의 신뢰도 향상을 위해서는 많은 현장 측정과 분석이 요구됨.

ADSL 서비스 접속구조 (1) ISP DSLAM ATU-R & PC IP Ethernet HDLC PHY 10BT ADSL Packet or Cell Concentrator DSLAM ATU-R & PC IP Ethernet HDLC HDLC like PHY 10BT ADSL Packet-base Access 기존 전용회선 또는 LAN 환경과 동일 가입자 관리, 가입자의 서비스 제공자 선택권 등에서 유연성 부족 IP PPP ATM PHY ADSL End-to-End PPP over ATM 종단대 종단간 ATM 통신 ATM 망이 SVC를 지원할 경우 매우 편리한 구조 ATM 망이 PVC만 지원할 경우, 다수 가입자 대 다수 서비스 제공자 사이에서 ATM connection 및 주소관리가 매우 불편

ADSL 서비스 접속구조 (2) ISP DSLAM ATU-R & PC IP PPP ATM,FR, HDLC,.. ATM PHY Access Gateway DSLAM ATU-R & PC IP PPP ATM,FR, HDLC,.. ATM PHY ADSL PPP Terminated Aggregation Access Gateway 에서 ATM connection을 종단하여 connection 관리부담 경감 망 제공자가 PPP 프로토콜을 사용하여 사용자 IP 주소구성,인증,과금 수행 IP PPP L2TP ATM,FR, HDLC,.. ATM PHY ADSL L2TP Access Aggregation Access Gateway 에서 ATM connection을 종단하여 connection 관리부담 경감 A/G와 ISP간은 layer2 tunneling protocol을 이용하여 PPP세션을 터널링함 망 제공자가 PPP 세션을 종단하며 사용자 IP 주소구성,인증,과금 수행

ADSL 표준화 동향 (1) ANSI, UAWG, ITU-T에서 주도 ANSI (American National Standards Institute) DMT 방식을 표준으로 채택하고 있으며, QAM/CAP방식은 Ad-hoc Group에서 작업 T1.413 Issue 1 (’95.8.) : 고정속도 ADSL 대표적 응용서비스 : Video-On-Demand T1.413 Issue 2 (’98년 중) : 적응속도 ADSL (Rate-adaptive ADSL : RADSL) 대표적 응용서비스 : 인터넷 VDSL 표준화 작업도 진행 중 DAVIC의 VDSL 표준은 CAP 방식, 비대칭형 서비스 응용 (ex:VOD)에 적합 ANSI에서는 현재 DMT 쪽에 비중을 두고, 서비스 응용도 대칭성을 보강하여 비즈니스 가입자군도 고려 중 Doc. 97-131R3 rev.12 (System requirements for VDSL)

ADSL 표준화 동향 (2) UAWG (Universal ADSL Working Group) 1998년 1월에 PC 및 네트워크 장치 제조업체, 통신사업자 등이 결성 참가자 : Intel, Microsoft, NTT 등 ~ 100개사 목적 : Universal ADSL 채택과 조기도입이 가능토록 T1.413에 기반을 둔 UADSL 표준화 방안을 연구, ITU-T에 기고/표준화 (G.lite) 함으로써 범 세계적으로 단일표준, 대량도입, 경제성 확보 일정 : 1998년 말 ITU-T에 제안 1999년 표준화 UADSL에 일반적으로 통용되는 spec. Splitterless, 하향 64k ~ 1.536 Mbps, 상향 32k ~ 512 kbps UADSL의 의의 Splitterless로 가입자 모뎀 설치 시 설치 편의성 증대와 설치요원 방문 불요 ADSL-ready PC 출현 기반 제공으로 ADSL 장치 산업과 이를 이용한 서비스 제공 산업이 현재의 Dial-up 모뎀 같은 시장형태로 발전 가능

ADSL 표준화 동향 (3) ITU-T UADSL의 상호운용성에 대한 권고사항 (UAWG) SG15에서 Q.4로 표준화 추진 중, 99년 중 표준화 예상 관련 표준 명칭 G.992.1(G.dmt): ANSI T1.413 Issue 2 기반 ADSL G.992.2(G.lite): Splitterless ADSL, interoperability with G.xDSL G.994.1(G.hs): handshake procedure for DSL transceiver G.995.1(G.ref): Overview of DSL recommendation G.996.1(G.test): test procedure for DSL transceiver G.997.1(G.ploam): physical layer management for DSL transceiver G.shdsl, G.vdsl etc.

Line Code Battle Line Codes Which line code is the best? CAP : GlobeSpan Tech. (formerly a division of Paradyne) DMT : TI/Amati, Motorola, Alcatel, Orkit, Aware/AD QAM : Nothern Telecom Which line code is the best? DMT (+: standard by ANSI, multi-vendor, -:expensive, more power, OAM) CAP (+: cheaper, less power, -:not standard) QAM (+: cheapest, -:new comer) Telcos doesn't decide yet VHS vs. Beta market battle VHS and Beta, both are working VHS was cheaper, more consumers bought the VHS machine More VHS tapes were produced Beta eventually died out Its code eventually will win out over the others

Worldwide Forecast of xDSL Equipment 1998년 기준, CO(Central Office) 포트(DSLAM, CO 스위치 라인 카드 포함)와 CPE (Customer Premise Equipment) 장치(내장형 카드, 외장형 모뎀 및 xDSL 라우터 포함)를 포함한 전체 xDSL 장비 출하 대수가 약 72만 대에 이르러, 장비 시장 규모가 약 3억 달러에 근접한 것으로 추정되고 있다. 이후, 2002년에는 출하 대수가 약 750만 대에 이르고, 이에 따라 장비 시장 규모도 2002년까지 54%의 연평균 성장률을 기록, 16억 달러에 이를 것으로 전망되고 있다.

Worldwide major xDSL vendors 북미 지역이 세계 xDSL 시장을 주도하고 있으며, 이에 따라 Alcatel, Westell 등 주요 벤더들은 모두 북미 시장에서 선두 위치에 있다. 특히, Alcatel은 ’98년 6월 이후 SingTel과의 계약체결 및 미국의 RBOC(Regional Bell Operating Companies)의 합동 조달 컨소시움(Joint Procurement Consortium)과의 계약 체결에 힘입어 xDSL시장을 주도하고 있다. 유럽에서 적극적으로 시장을 개척해 온 Orckit Communications도 ‘98년 상반기 동안 순위가 상승했으며, 최근 북미 시장 진출을 위해 Fujitsu Network Systems와 협정을 체결, 북미 시장에서도 곧 두각을 나타낼 전망이다.

xDSL: coming soon ? or ! Carriers are convinced that the technology works Many details (billing, packaging, marketing, and network management etc.) need to be worked out ADSL is easier to install than ISDN It still takes inside wiring work and copper line cleaning RHCs are pushing hard for widespread, commercial deployment Customers have to be within 18,000 feet of a central office or even closer Prices are dropping Prices are hovering at about $1500 per modem and won’t drop much until mass deployment begins The chicken or the egg dilemma Internet service providers are taking the initiative What about inside wiring issues? New ADSL entrants are jumping into the market everyday ADSL everywhere recently Giving carriers lots of choices

LMDS/B-WLL Overview Market Review WLL WLL과 B-WLL의 비교 Frequency Allocation Current Status of Korea Internet Connection IMT-2000 LMDS는 개발초기에는 MMDS와 유사하나 도시지역의 CATV분배를 목적으로 시작되었으나 인터넷을 포함한 데이타망의 급격한 발전에 힘입어 최근 무선망의 광대역화에 핫 이슈가 되는 기술이다. 이 절에서는 개념, 마켓동향, 주파수 분배등에 관해 살펴보고 한국의 개발동향 및 인터넷 접속방법등에 관해 고찰하기로 한다.

LMDS Overview Fiber in the Sky ATM Transport LMDS/LMCS/B-WLL Would replace 53Mbps OC-1 ATM Transport Dynamic bandwidth allocation 64Kbps ~ 53Mbps (DAVIC) Provide guaranteed services based on given QoS Support CBR, VBR, ABR, UBR traffic Variety of service classes with AAL protocol A : fixed speed, B : variable speed C : connection oriented, D : connectionless services 광대역 무선통신 기술은 1970년대 마이크로파를 이용한 MDS (Multipoint Distribution Service) 방식으로 무선 CATV 사업이 시작된 이래, 1980년대부터 MMDS(Multipoint Multichannel Distribution Service)를 거쳐 지금의 LMDS(Local Multipoint Distribution Service)로 발전하였다. 캐나다의 경우 미국의 LMDS에 통신채널을 결합하여 양방향 서비스가 가능하도록 한 새로운 기술로서 출현한 것이 LMCS(Local Multipoint Communication System)이다. 캐나다의 경우 LMCS의 출현 배경은 비디오 분배를 주목적을 했던 미국의 LMDS와는 달리 인터넷을 포함한 고속 데이터 통신을 위주로 한 양방향성의 서비스에 염두에 둔 것이다. 이는 통신 사업자들이 주로 추진해 온 무선 가입자망과 방송 사업자들이 추진해 온 LMDS의 융합이라고 볼 수 있다. 기술의 진보와 서비스의 다양화로 인해 현재의 LMDS는 무선 CATV 전송뿐만 아니라 전화 및 양방향 데이터 서비스를 제공할 수 있는 기술로 정의되며, 이는 현재 국내에서 고려하는 광대역 무선가입자망(Broadband Wireless Local Loop: B-WLL)를 포괄하는 개념으로 볼 수 있다. 즉, 국내에서 구축하고자 하는 광대역 무선 가입자는 LMDS/LMCS와 동일한 개념으로 보아도 무방하며, 실제로 국내의 관련 기술 개발이 미국과 캐나다에서 개발한 LMDS/LMCS 방식을 토대로 진행하고 있다는 점에서 더욱 그렇다.

Local Multipoint Distribution Service Cell Core Network Hub Service Provider Central Office 20 ~ 30GHz Wireless 10000 ~ 20000 Users Down : 64Kbps ~ 53Mbps Up : ~ 1.7Mbps Coverage : 2 ~ 4Km Line-of-sight requirement Receiver Ant. : 8~18 in. Cell B-WLL은 기존의 트위스터 페어 전화선, 동축, 및 광케이블을 대체할 수 있는 준밀리미터파(20 GHz 대) 및 밀리미터파대역(40 GHz)의 무선 가입자망으로 구성되며, 10 BaseT(10 Mbps), ATM-25(25 Mbps), T1/E1 등의 가입자 회선을 제공하여 고속 인터넷, 음성전화, VOD, 화상회의 등의 서비스 제공이 가능하도록 개발되고 있다. B-WLL 시스팀은 광케이블을 통해 분배 서비스를 가입자 근처의 무선 전송 장치까지 전송한 후, 무선으로 분배하는 고주파 단거리 시스팀이다. 국내의 경우에는 24~26 GHz 대역에서 상하향 각각 500 MHz 및 1200 MHz를 할당하고 있다. 이와 같이 B-WLL를 위해 할당된 주파수 대역은 강우 감쇄가 심하기 때문에 최대 전송 가능 거리가 3~5 Km로 제한하는 것이 일반적이다. Hub

LMDS- Market Review 379 A-Block, 485 B-Block licensed Canada : Licensed 3 LMCS operators (1996. 10.) Cellular Vision Canada, MaxLink Communications : 33 major areas EA Rural Vision : 127 rural areas U.S. Frequency auction completed : ‘98.2.18 ~ ‘98.3.25 379 A-Block, 485 B-Block licensed 122 licenses not sold in this auction Cellular Vision has the pioneer’s license Now services 20,000 customers in Brighton Beach, NY Korea Considers high speed Internet access prior to CATV Local carriers such as “Hanaro” consider B-WLL as an alternative to copper wire

LMDS Forecast by World Region Subscribers(Million) Year Source : Strategies unlimited, 1997

WLL Wireless Local Loop (WLL) Economical point of view (rural area, duct congestion etc) Newly competition with existing local operator CDMA techniques Terminal : 2.3 ~ 2.33 GHz (Korea) Local station : 2.37 ~ 2.40 GHz 하나로통신의 계획 '99년 9월 23일부터 서울 전역에 서비스를 제공 2001년부터 6대 광역시, 2개 신도시 2003년부터 수원,안양,안산지역으로 확대 1999년도: 23만 5천 회선, 2005년까지 총 164만 회선 공급 예정 1999년: 서울지역 173개 기지국, 2005년까지 전국에 669개 기지국 배치 2005년까지 회선공급, 단말기 임대, 기지국 구축을 위해 총 8,700억원 투입

B-WLL 및 WLL 시스팀 비교

B-WLL 및 WLL 서비스 특성 비교

국내외 B-WLL 시스팀 개발동향 비교

Frequency Allocation in U.S. 850MHz(down) 150MHz (down) (up) 27.50 28.35 29.10 29.25 31.075 31.225 1 75 MHz 3 2 4 (28/31GHz) for asymmetric or symmetric services (residential or business application) Symmetric services (business or as “overlay” to video broadcast-only services) Low cost license for small business application and “niche” market or wireless backbone A portion of 28GHz band can be used for wireless backbone 31.0 31.3 A Block B Block

Frequency Allocation in Canada 25.35 25.85 26.35 26.85 27.35 27.85 28.35 A Block (500MHz) B Block (500MHz) C Block (500MHz) D Block (500MHz) E Block (500MHz) F Block (500MHz) Frequency (GHz) Allocated in ‘96. 10 Reserved (To be auctioned)

Frequency Allocation in Korea 2.535 2.655 26.70 27.50 120 MHz 800MHz MMDS 주파수 무선 CATV 전송용 주파수 2.5GHz 대역 사용조건 DAB 도입시 주파수 일부(최대 10개 채널 60MHz) 즉시 반납 디지털 전환시 10개 채널 60MHz 만을 사용 DAB 도입에 따라 채널 주파수 변경 지정할 경우 순응 * DAB : Digital Audio Broadcasting 20GHz 대역 사용 조건] 향후 디지털 도입시 일부 주파수 회수 CATV 전송용으로 우선 사용하며 향후 가입자 회선(WLL)용으로 사용 국내의 B-WLL 주파수 할당을 보면, 상향 링크 500 MHz(24.25 GHz ~ 24.75 GHz), 하향 링크 용도로 1200 GHz(25.5 GHz ~ 26.7 GHz)로 설정되어 있다. 한국통신, 하나로를 포함한 세 통신사업자가 주파수를 공급받는다고 가정하면 사업자당 상향 용도로 약 160 MHz, 하향 용도 320 MHz를 사용할 수 있다. 국내에서 추진하고 있는 B-WLL 잠정규격의 모체가 되는 DAVIC의 채널대역을 보면, 하향으로 최대 40 MHz, 상향으로 최대 8 MHz로 규정하고 있다. 또한 MCNS 규격인 경우 하향으로 8MHz, 상향으로 최대 6.4 MHz로 규정하고 있다 이러한 채널 대역을 이용하여, 가입자망 영역의 기존 동선, 동축, 광케이블을 대체할 수 있는 준 밀리미터파(20 GHz 대) 대역의 무선 가입자망을 구성할 수 있다. LMDS의 셀 반경은 2 ~ 5 km 정도로 MMDS (Multichannel Multipoint Distribution Service)가 50 km인 것과 비교하면 비교적 작다. 이것은 양방향 밀리미터파 통신인 LMDS의 제약점으로서, 넓은 지역을 대상으로 서비스를 할 경우 많은 기지국을 설치해야 하며, 전국적인 망 구성시는 더욱 많은 기지국을 확보해야 함을 의미한다. 고가의 가입자 단말 장치 등을 감안하면 초기에는 넓은 지역, 일반 이용자를 대상으로 서비스하기보다는 특정 지역, 특정인을 대상으로 서비스 하는 것이 경제성이 있을 것으로 판단된다. 초기 서비스 대상 지역 선정을 위해서는 인구의 밀집도와 가입자의 서비스 선호도가 중요한 요소가 된다. 동일한 조건하에서 기지국간 거리가 2 km일 때, 1 km2 당 1000가구인 경우와 1 km2 당 500가구인 경우는 가입자 비용이 거의 2배차이가 난다. 이러한 점을 감안하면 도서 산간 지역보다는 도심 지역이, 도심 지역 중에서도 인구가 밀집되어 있는 상업권 지역을 대상으로 서비스 하는 것이 경제성이 있을 것이다. 24.25 24.75 25.50 26.70 500MHz(up) 1200MHz(down) 가입자 회선(B-WLL)용 주파수

Wave Propagation Penetration property in 26GHz Margin! Margin! Margin! City 기지국 Penetration property in 26GHz Margin! Margin! Margin! 20GHz 대역은 장애물에 대해 전파손실이 상당히 심각한 편이다. - Requires line-of-sight in urban area - Requires sufficient margin against foliages - Most dominant one is RAINDROPS

System Vendors

Trends of Carriers in Korea KT RF : Co-develop with TRL Canada Baseband : 2 subscribers + 1 hub MAC : Samsung - DAVIC based MAC prototype MODEM : California Microwave, upto 25Mbps Dacom BOSCH, 기륭전자, FDM system SK Telecom MMIC development with KAIST, Choongnam Univ. DAVIC compliant MAC & Modem with ventures 사업자선정 (99년 6월중) KT, 하나로 통신 선정 한국멀티넷, 데이콤, SK텔레콤(외국인 지분참여 제한으로 탈락), 한솔PCS 중 1사업자

Internet Connection 광대역 무선 가입자 시스팀에서 데이터를 전송하는 기본 단위는 ATM 셀이고, 광대역 무선 가입자 시스팀 기지국에서 가입자 접속 장치로 보내는 데이터의 기본 형태도 ATM 셀로 가정한다. 이 경우 인터넷과 접속하려면, 가입자측의 ATM 프로토콜과 인터넷 프로토콜과의 매핑 및 주소 매핑이 필요하다. IPOA에서는 이러한 일련의 과정을 ATM router와 ATM ARP서버를 통해 해결한다. 어떤 Logical IP Subnetwork (LIS)는 여러 개의 광대역 무선 가입자 시스팀 기지국, 각 기지국의 가입자 접속 장치들, 하나의 ATM ARP server로 구성된다. 가입자 접속 장치에서 인터넷으로의 통신 절차 가입자 접속 장치는 ATM ARP 서버를 이용하여 ATM router의 ATM 어드레스를 입수한다. 가입자 접속 장치에서 기지국으로 ATM 셀을 전송한다. ATM router은 ATM 셀을 IP 패킷으로 변환하고 인터넷으로 라우팅 시킨다. 인터넷에서 가입자 접속장치 의 통신 절차 인터넷의 특정 단말에서 IP 패킷이 ATM router로 전송한다. ATM router는 ATM ARP server를 이용하여 가입자 접속 장치의 ATM 어드레스를 입수하고, IP 패킷을 ATM 셀으로 변환하고 해당 기지국으로 전송하다. -해당 기지국은 ATM 셀을 가입자 접속 장치에 무선으로 전송한다.

Installation 기지국 장비 옥외장비 설치방법 옥외용 옥내용 독립형 타워설치 옥상 매스트 설치 섹터형태의 안테나, 송신기, 및 수신기 섹터 안테나는 한 개의 안테나가 900를 커버하기 때문에 전 지역을 커버하기 위해서는 4개의 안테나가 필요 섹터 안테나, 송신기, 수신기는 플렉서블 W-28 웨이브가이드로 연결되며, 길이는 1m이내 (총 손실 0.5bB 이내) 옥내용 옥외 장비로부터 down conversion된 IF 신호를 처리하여 IP 혹은 ATM 백본망에 전달하거나, 혹은 그 역과정을 수행 옥외장비 설치방법 독립형 타워설치 옥상 매스트 설치 옥상에 폴대설치 (옆 그림) 위 그림은 옥외용 설치의 한 예로 폴대에 송/수신기를 탑재하는 방법을 나타내고 있다. 기지국 옥내장치와 옥외장치 사이는 동축케이블로 통해 연결될 수 있는데, 거리는 300M 이내야 한다. 옥외장치용 전력은 동축케이블로 신호와 함께 전달된다. 실제 LMDS 상용서비스를 위해 설치 시에는 옥내 장치 입구에 낙뢰 억제 장치를 사용하여야 한다. 가입자 댁내 장치도 마찬가지로 옥외 장치와 옥내 장치로 분류된다. 옥외 장치로는 일반적으로 안테나, 트랜시버, 및 증폭기가 일체형으로 구성되어 옥외에 설치된다. 옥내 장치는 NIU(network interface unit)라고 하며 동축케이블로 통해 옥외장치와 연결된다. 옥외장치는 옥내장치로부터 동축케이블로 통해 전력을 공급받는다. 옥내 장치인 NIU는 제조업체마다 다양한 인터페이스를 제공한다. Newbridge Networks Corp. 사는 ATM 25Mbs, T1/E1, 및 10Mbps LAN 인터페이스를 제공한다. 반면, Stanford Telecom 사인 경우에는 POTS, 10Mbps LAN 인터페이스를 제공한다.

IMT2000 ~2000MHz, 2000년대에 서비스 vs. UPT(Universal Personal Telecommunication) -- from wired network Wireless services (cellular, wideband beeper etc) integration with single terminal and global roaming ITU-R과 ITU-T 사이의 협력을 위해 ICG에서 표준화 Ericson과 Qualcom간의 특허분쟁으로 표준화가 지연되었으나 최근 극적 타결 정부방침은 2개의 국내사업자를 내년 상반기까지 선정 예정 2000년대에 무선통신사업자의 개편예고