Ubiquitous Networks - WLAN, WMAN, Cellular - Laboratory of Intelligent Networks (LINK)@KUT http://link.kut.ac.kr Youn-Hee Han 한국기술교육대학교

New-Wave

최근 무선 통신 동향 - overall 사업자간 영역 붕괴 및 멀티미디어 도래 • 유선/무선, 통신/방송 사업자간 영역 붕괴 • 비인가 무선 기술 기반 옥내/옥외 사설 망 구축 확산 (WLAN/WiMAX 등) • 고속 무선 멀티 미디어 서비스 확대 (고품질 VoIP, 방송 서비스 등) Mobile / Multimedia / Broadband 추세 ’00 ’02 ’04 ’06 ’08 음성 모바일 유선 Traffic ’10 40 국내 이동통신 ARPU Data 음성 천원 30 ’03 ’04 ’05 ’06 ’07 ’08 20 10 Traffic ’00 ’02 ’04 ’06 ’08 ’10 인터넷 Broadband Narrowband 출처 : 2003 Broadband World Forum ('03.8월) ARPU : Average Revenue Per User

최근 무선 통신 동향 – 1/7 달라지는 상황 WLAN 내장 (Smart)Phone 본격 등장 예상되는 결과 WLAN 기본 내장형 Notebook 장비 급속 확산 (인텔 센트리노 정책) 3G와 WLAN 복합 단말 (휴대전화 - iphone, PDA) 등장 및 확산 예상되는 결과 3G를 대체하는 무선 기술 및 망구조 확산 WLAN 확대 따른 3G 시장 잠식 발생

최근 무선 통신 동향 – 2/7 달라지는 상황 WLAN 기술 기반 고속 무선 데이타 서비스 다양화 예상되는 결과 Enterprise, Hot-Spot, SOHO 등 사설 망에 대한 WLAN 적용 확대 WLAN 지원 가능한 휴대전화, PDA, Notebook 확산 예상되는 결과 3G 데이타 시장 위축 및 수익 감소 WLAN 사설 망 확대 따른 3G 데이터 서비스 시장 잠식 및 수익 감소 SOHO: Small Office/Home Office

최근 무선 통신 동향 – 3/7 달라지는 상황 VoIP 서비스의 유선 및 무선 PBX 기업망 중심 확산 예상되는 결과 인터넷 유선 및 무선 PBX (WLAN VoIP) 시장 확대 - 미국 Comcast: ’06말 모든 가입자의 VoIP화 추진 (’04말 600만 가입자 확보) - 일본 Yahoo-BB: 현재 500만 VoIP 가입자 확보 - 미국/일본에서 WLAN VoIP 시장이 병원 및 기업을 중심으로 급속 확산 3G와 WLAN(VoIP) 복합 단말 등장 - 일본 NTT DoCoMo: WLAN/VoIP 기업서비스 (WCDMA/WLAN(VoIP) 단말기확보) 예상되는 결과 3G 음성 시장 위축 및 수익 감소 실내 WLAN VoIP 확산 따른 3G 회선 음성 서비스 경쟁력 약화 및 수익 감소 PBX : Private Branch Exchange; 사설 교환기

최근 무선 통신 동향 – 4/7 달라지는 상황 이동통신에서의 정액제 확산 정액제의 확산 (KDDI, DoCoMo, Verizon, KT) Voice 시장 정체 예상되는 결과 새로운 시장 모색 필요 Multimedia, Campus, Enterprise 시장 확대 필요

최근 무선 통신 동향 – 5/7 달라지는 상황 비인가 주파수 기반 무선 서비스 기술 및 시장 확대 예상되는 결과 비인가 주파수 대역 ISM Band (2.4~2.48GHz, 5.73~5.85GHz) - 산업/과학/의료 촉진을 위한 주파수 대역 미국 U-NII Band (5.15~5.35GHz, 5.73~5.83GHz) - U-NII : Unlicensed National Information Infrastructure (’97 할당) - 학교/도서관/의료산업/비도심 지역의 인터넷/무선광대역 촉진용 대역 WLAN/WiMAX 중심 비인가 주파수 대역의 추가 할당 및 광대역화 추진 예상되는 결과 타사업자(유선 등)의 무선 서비스 시장 진입 장벽 해제 TIA가 FCC에 위기감 따른 다음 사항 요청 - 인가/비인가 기술간 형평성 유지 요망 - 인가 서비스용 주파수에 비인가 장비 및 서비스 진입 가능성 배제 요망 TIA : Telecommunication Industry Association (US) FCC: Federal Communication Commission

최근 무선 통신 동향 – 6/7 달라지는 상황 멀티미디어/광대역 IP 서비스 요구 증대 및 확산 예상되는 결과 고품질 VoIP 음성 서비스 확산 (64~128Kbps 고품질 Vocoder 고려) 방송, 화상전화 등 동영상 서비스 확산 예상되는 결과 주파수 용량 한계로 3G 데이터 서비스 확산에 한계 발생 데이터 서비스 속성상 (정액제 등 고려시) 대규모 CAPEX대비 ROI에 어려움 예상 Vocoder: Voice Encoder CAPEX : Capital Expenditure ROI: Return of Investment http://www.youtube.com/watch?v=-hqvvNcvenU

최근 무선 통신 동향 – 7/7 달라지는 상황 무선 광대역 기술/서비스에 대한 관심 급증 예상되는 결과 IEEE 802.16 미팅 참석자수 급증 - ’04.01시 130명 참석에서 ’04.05시 240명 참석으로 급증 미국 등 국가 규모 무선 광대역 확대 추진 - ’07까지 전국민의 광대역 서비스화 추진 - 무선광대역과 DSL/Cable의 경쟁 구도 추진 - 비인가 5GHz, 인가 3.5/2.5GHz에 무선광대역 기술 도입 추진 (미국 및 유럽) 예상되는 결과 무선광대역 기반 Pre-4G 활성화 따른 3G 경쟁력 약화

WiBro Intro. http://www.youtube.com/watch?v=Gso2WTCLC98 http://www.youtube.com/watch?v=vX9_gM9-drI

WiBro 도입배경 Market 현재 미래 새로운 기술기반의 “광대역 무선 인터넷 서비스” 무선시장의 유선시장 추월 데이터 시장 비중 확대 가정/개인시장의 급성장 (단위:조) (단위:조) (단위:조) 현재 무선랜 이동전화기반 무선인터넷 커버리지 한계로 비즈니스 모델에 한계 초고속인터넷 종속 모델로 독자적 수익기반 없음 비싼 종량제 요금으로 무선인터넷 이용률 저조 저속의 전송속도로 다양한 콘텐츠 부족 미래 새로운 기술기반의 “광대역 무선 인터넷 서비스”

WiBro (or Portable Internet) 서비스 정의 “실내의 유선 초고속인터넷을 휴대형 단말기를 이용하여 실외의 정지 및 이동환경에서도 고속으로 인터넷에 접속, 필요한 정보나 멀티미디어 컨텐츠를 이용할 수 있는 통신서비스” “정지 및 이동중에도” “언제 어디서나” “고속 데이터 전송” “저렴한 인터넷” 초기 저속(60km) 이동 중심 이동성 가능 도심지의 길거리, 공원 등 옥외에서도 Seamless한 접속 가입자당 1Mbps급 향후 초고속 제공 정액제를 도입 이용 단말 [핸드폰형] [PDA] [핸드헬드PC] [노트북PC] [핸드폰 형 소형단말기/ PDA를 노트북에 연결] [노트북/PDA에 카드 장착] <참조: 2002년 10월 정보통신부 보도자료>

WiBro와 유사서비스와의 비교 와이브로 (WiBro) 무선 랜 초고속인터넷 2G 이동통신 3G 이동통신 WiBro 무선LAN 이동전화 무선인터넷 이용지역 옥내외 (Hot Zone) 옥내 옥내 (Hot Spot/구내) 옥내외 (전국망) 전송속도 고속 초고속 중저속 이동성 Nomadic/Mobile (중저속) 없음 정지 또는 준정지 고속 이동 컨텐츠 유무선 컨텐츠 유선 컨텐츠 무선 컨텐츠 요 금 상대적 저렴 저렴 높음 단말형태 PDA, 노트북, 스마트폰 등 데스크탑, 노트북 PDA, 노트북 핸드폰, PDA 구 분 [와이브로(WiBro)의 서비스 포지셔닝] 무선 랜 3G 이동통신 Mbps 1 10 100 0.1 초고속인터넷 2G 이동통신 와이브로 (WiBro) 정지 보행 이동

WiBro 서비스망 구조 KORNET Hot Zone 지사/점 인터넷 노드 중앙노드 무선망 액세스망 인터넷 백본망 서버팜 인증서버/DHCP/포털 ACR BS/RAS HA BS/RAS 무선망 액세스망 인터넷 백본망 서버팜 AP, 중계기 인프라 RAS(Radio Access Controller) ACR; Access Control Router, 중계 선로(지선, 간선) Giga Router/Gateway, HA(Home Agent) 등 투자요소 서비스 콘텐츠 수용 서버 활용요소 전화국사 및 그룹 기지국 활용 광코아(지선, 간선), 라우터 및 메트로이더넷 장비 활용 국내 최대 인터넷망(Kornet) 활용

WiBro & Standardization

국내 표준화 – TTA TTA PG302 표준화 추진 현황 시기 무선접속 실무반 서비스 및 네트워크 IPR Ad-hoc Group 국제협력 2003 3Q o 무선접속요구 요구사항정의 o Service 개념 정립 o 목표 요구사항 정의    - Service 요구사항 및 Network  요구사항 o IPR 취급사례 검 토 분석 및 방향 제시 o 국제협력 방안 수립 및 시행 2003 4Q o 표준초안 작성 - 무선접속 관련 주요 시스템 파라메타  항목/방식 결정 - 성능평가 항목/기준/조건 결정 - Baseline 제안/평가  요소기술 제안/평가 (계속) - 평가 방법/도구 설계 o 표준초안 완성    - Network 구조 참조 model 정의 - 표준 초안 작성 o IPR 취급 방침 (안) 수립/시행 o 제안기술관련 IPR 검색 및 현 황 파악 2004 1Q o 표준안 완성    - 요소기술 제안/평가    - 표준안 제안/평가    - 표준안 완성, PG05 제출 o 요소기술 제안/평가 o 표준안 완성, PG05 제출 2004 2Q o 표준 완성    - 의견 수렴 결과 반영, 총회 승인 o 의견 수렴 결과 반영, 총회 o IPR 취급 방침 보완/시행

국내 표준화 – TTA 기술 Spec 항목 방식 또는 값 다중화 방식 TDD (Time Division Duplexing) 다중접속방식 OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 채널대역폭 10MHz  가입자당 전송속도 상향최소전송속도 128Kbps, 하향최소전송속도 512Kbps 상향최대전송속도 1Mbps, 하향최대전송속도 3Mbps 사용 주파수 2.3GHz 핸드오프   기지국내 셀 간, 기지국간, 주파수간 핸드오프: 150ms 이하 이동성   최대 60Km/h 서비스커버리지   Macro(1km), Micro(400m), Pico(100m)

국제 표준화 - IEEE 802 Technology IEEE 802 LAN/MAN Standards Committee Wired 802.3 (Ethernet) 802.17 (Resilient Packet Ring) Wireless 802.11 (Wireless LAN) Local Area Network 802.15 (Wireless PAN) Personal Area Network (e.g., Bluretooth, UWB, Zigbee) 802.16 (Wireless MAN) Metropolitan Area Network `

IEEE 802.16 WMAN Point-to-Multipoint Wireless Metropolitan Area Network Wireless technology for subscriber access, as an alternative to traditional twisted-pair wired line Standardizes the air interface and related MAC Physical layer is optimized for bands from 10 to 66 GHz; Extensions to the 2 to 11 GHz bands Supports data rates from 2 Mbps to 155 Mbps Broadband Wireless Access Cell size: 100m ~ (1~10) km

IEEE 802.16 표준화 추진 과정 Standard Specifications 802.16 (2001/12) 802.16 (2001/12) “Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems for 10~66 GHz” 802.16.2 (2001/9) Coexistence problem 802.16a (2003) “MAC Modifications & Additional Physical Layer Specifications for 2-11 GHz” 802.16c (Detailed system profiles for 10~66GHz) 802.16d (2004/5) “Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems” 802.16e (~ 2006/7) “Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands”

WiBro와 IEEE 802.16e IEEE802.16e+/f/g IEEE 802.16e 802.16e 2~6GHz Multi-cell (Licensed FDD/TDD) SC2/OFDM/OFDMA 30Mbps in10MHz BW OFDMA FFT: 2K, 1K, 512, 128 HO in IPv4 or IPv6 Enhancement of IEEE802.16e (HO, Sleep mode, H-ARQ, MIMO) Network Interface Standard Core Network Standard WiBro Evolution 2004.12 Sponsor Bollot 2005.2 Draft D6 2005.7 Publication As Standard 2004.4Q 2005 2006 2007 WiBro 2004.10 Phase I rev. ~2005.4Q Phase II PHY Harmonization MAC Harmonization Max 50Mbps AAS, MIMO

Cellular Technology

Cellular Evolution 2G: Mainly voice with GSM, CDMA (PCS) 2.5G: Adding Packet Services GPRS, EDGE, CDMA 2000 1x, CDMA 2000 1x EVDO 3G: Adding 3G Air Interface: UMTS-WCDMA (Wideband CDMA) 3G Architecture: Support of 2G/2.5G and 3G Access Handover between GSM and UMTS technologies 3G Extensions: HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access)/HSUPA Inter-working with WLAN (I-WLAN) Beyond 3G: Long Term Evolution(LTE)/System Architecture Evolution(SAE) Adding Mobility towards WLAN and non-3GPP air interfaces

Cellular Evolution GSM: GSM  W-CDMA 유럽 한국, 미국 GSM: GSM  W-CDMA CDMA : cdmaOne(IS95)  cdma2000(IS2000)

Cellular Evolution WCDMA Evolution (source: SKT) HSDPA: High-Speed Downlink Packet Access HSUPA: High-Speed Uplink Packet Access

Cellular Evolution Service Evolution

전송속도와 서비스 구현의 관계                                           9.6 14.4 32 64 144 384 2000 음성 및 단문메세지(SMS) ○ E-mail × ▲ 인터넷 접속 ◎ 데이터베이스 서류전송 위치확인서비스 정지화상전송 저품질 비디오서비스 고품질 비디오서비스 ※ 주 : ◎ = 매우 우수, ○ = 우수, ▲= 보통, ×= 곤란 ※ GSM(9.6k), CDMA(14.4k), CDMA 2000(144k이상), WCDMA(384k이상)

B3G & 4G ?

Mobile Communication Roadmap Mobility 1995 2000 2005 2010+ 4 G 3G+ (HSDPA, HSUPA) High Speed 3G ( IMT2000 ) WiBro 802.16e 2G ( Digital ) CDMA2000 EV-DO/DV W-CDMA/HSDPA Medium Speed 1G ( Analog ) CDMA/GSM/TDMA High speed WLAN RFID WPAN ZigBee 5 GHz WLAN MANet Wi-Max AMPS ETACS JTACS NMT 802.11a/g Low Speed 2.4 GHz WLAN 802.11b Bluetooth PAN Data Rates ~ 14.4 kbps 144 kbps 384 kbps <1 Mbps <10 Mbps <100 Mbps

Samsung’s View on B3G and 4G High Mobility Time 4G 2G 3G Mobile Nomadic Low Mobility Revolution Evolution Wi-Fi Wi-Max W-PAN GSM IS-136 IS-95 HSDPA CDMA1x WCDMA GPRS EV-DO DMB 2005 2010+ IEEE802.16 IEEE802.11 Bluetooth UWB 3G+ IEEE802.16e WiBro

[Homework #1] 망 중립성 (Network Neutrality)에 대해 조사 분석하고 다음의 기사와 자신의 생각을 망 중립성 관점에서 논하시오. http://itnews.inews24.com/php/news_view.php?g_serial=480345&g_menu=020300&pay_news=0 제출형태 서론, 본론, 결론의 구조를 지닌 보고서 파일(HWP 또는 MS-Word)을 게시판에 업로드 파일명: UC-1차-홍길동-2005111222.hwp 게시판의 게시물 제목: UC-1차-홍길동-2005111222 각종 질문은 “수업 Q&A 게시판”에 등록 게시판 사용은 간단한 회원가입후 사용 학번, 성명, 이메일은 정확히 입력 제출기한 2010년 3월 31일 (수요일) 23:59:59

[Homework #1] 한국기술교육대학교