한국기술교육대학교 WLAN, WMAN, Cellular Internet Computing KUT Youn-Hee Han.

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1 한국기술교육대학교 WLAN, WMAN, Cellular Internet Computing Laboratory @ KUT http://icl.kut.ac.kr Youn-Hee Han

2 New-Wave 2

3 최근 무선 통신 동향 - overall Mobile / Multimedia / Broadband 추세 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 ) 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 ) 사업자간 영역 붕괴 및 멀티미디어 도래 ’ 00 ’ 02 ’ 04 ’ 06 ’ 08 음성 모바일 유선 Traffic ’ 10 Traffic ’ 00 ’ 02 ’ 04 ’ 06 ’ 08 ’ 10 인터넷 Broadband Narrowband 40 국내 이동통신 ARPU Data 음성 천원 30 ’ 03 ’ 04 ’ 05 ’ 06 ’ 07 0 ’ 08 20 10 출처 : 2003 Broadband World Forum ('03.8 월 ) ARPU : Average Revenue Per User 3

4 WLAN Phone 본격 등장  WLAN 기본 내장형 Notebook 장비 급속 확산 ( 인텔 센트리노 정책 )  3G 와 WLAN 복합 단말 ( 휴대전화, PDA) 등장 및 확산 WLAN Phone 본격 등장  WLAN 기본 내장형 Notebook 장비 급속 확산 ( 인텔 센트리노 정책 )  3G 와 WLAN 복합 단말 ( 휴대전화, PDA) 등장 및 확산 달라지는 상황 예상되는 결과 3G 를 대체하는 무선 기술 및 망구조 확산  WLAN 확대 따른 3G 시장 잠식 발생 3G 를 대체하는 무선 기술 및 망구조 확산  WLAN 확대 따른 3G 시장 잠식 발생 최근 무선 통신 동향 – 1/7 4

5 WLAN 기술 기반 고속 무선 데이타 서비스 다양화  Enterprise, Hot-Spot, SOHO 등 사설 망에 대한 WLAN 적용 확대  WLAN 지원 가능한 휴대전화, PDA, Notebook 확산 WLAN 기술 기반 고속 무선 데이타 서비스 다양화  Enterprise, Hot-Spot, SOHO 등 사설 망에 대한 WLAN 적용 확대  WLAN 지원 가능한 휴대전화, PDA, Notebook 확산 달라지는 상황 예상되는 결과 3G 데이타 시장 위축 및 수익 감소  WLAN 사설 망 확대 따른 3G 데이터 서비스 시장 잠식 및 수익 감소 3G 데이타 시장 위축 및 수익 감소  WLAN 사설 망 확대 따른 3G 데이터 서비스 시장 잠식 및 수익 감소 최근 무선 통신 동향 – 2/7 SOHO: Small Office/Home Office 5

6 VoIP 서비스의 유선 및 무선 PBX 기업망 중심 확산  인터넷 유선 및 무선 PBX (WLAN VoIP) 시장 확대 - 미국 Comcast: ’06 말 모든 가입자의 VoIP 화 추진 (’04 말 600 만 가입자 확보 ) - 일본 Yahoo-BB: 현재 500 만 VoIP 가입자 확보 - 미국 / 일본에서 WLAN VoIP 시장이 병원 및 기업을 중심으로 급속 확산  3G 와 WLAN(VoIP) 복합 단말 등장 - 일본 NTT DoCoMo: 년내 WLAN/VoIP 기업서비스 예정 (WCDMA/WLAN(VoIP) 단말기확보 ) VoIP 서비스의 유선 및 무선 PBX 기업망 중심 확산  인터넷 유선 및 무선 PBX (WLAN VoIP) 시장 확대 - 미국 Comcast: ’06 말 모든 가입자의 VoIP 화 추진 (’04 말 600 만 가입자 확보 ) - 일본 Yahoo-BB: 현재 500 만 VoIP 가입자 확보 - 미국 / 일본에서 WLAN VoIP 시장이 병원 및 기업을 중심으로 급속 확산  3G 와 WLAN(VoIP) 복합 단말 등장 - 일본 NTT DoCoMo: 년내 WLAN/VoIP 기업서비스 예정 (WCDMA/WLAN(VoIP) 단말기확보 ) 달라지는 상황 예상되는 결과 3G 음성 시장 위축 및 수익 감소  실내 WLAN VoIP 확산 따른 3G 회선 음성 서비스 경쟁력 약화 및 수익 감소 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 – 3/7 6

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

8 비인가 주파수 기반 무선 서비스 기술 및 시장 확대  비인가 주파수 대역 ① ISM Band (2.4~2.48GHz, 5.73~5.85GHz) - 산업 / 과학 / 의료 촉진을 위한 주파수 대역 ②미국 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 비인가 주파수 기반 무선 서비스 기술 및 시장 확대  비인가 주파수 대역 ① ISM Band (2.4~2.48GHz, 5.73~5.85GHz) - 산업 / 과학 / 의료 촉진을 위한 주파수 대역 ②미국 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 달라지는 상황 예상되는 결과 타사업자 ( 유선 등 ) 의 무선 서비스 시장 진입 장벽 해제  TIA 가 FCC 에 위기감 따른 다음 사항 요청 - 인가 / 비인가 기술간 형평성 유지 요망 - 인가 서비스용 주파수에 비인가 장비 및 서비스 진입 가능성 배제 요망 타사업자 ( 유선 등 ) 의 무선 서비스 시장 진입 장벽 해제  TIA 가 FCC 에 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 – 5/7 8

9 멀티미디어 / 광대역 IP 서비스 요구 증대 및 확산  고품질 VoIP 음성 서비스 확산 (64~128Kbps 고품질 Vocoder 고려 )  방송, 화상전화 등 동영상 서비스 확산 멀티미디어 / 광대역 IP 서비스 요구 증대 및 확산  고품질 VoIP 음성 서비스 확산 (64~128Kbps 고품질 Vocoder 고려 )  방송, 화상전화 등 동영상 서비스 확산 달라지는 상황 예상되는 결과 주파수 용량 한계로 3G 데이터 서비스 확산에 한계 발생  데이터 서비스 속성상 ( 정액제 등 고려시 ) 대규모 CAPEX 대비 ROI 에 어려움 예상 주파수 용량 한계로 3G 데이터 서비스 확산에 한계 발생  데이터 서비스 속성상 ( 정액제 등 고려시 ) 대규모 CAPEX 대비 ROI 에 어려움 예상 Vocoder: Voice Encoder CAPEX : Capital Expenditure RoI: Return of Investment 최근 무선 통신 동향 – 6/7 http://www.youtube.com/watch?v=-hqvvNcvenU 9

10 무선 광대역 기술 / 서비스에 대한 관심 급증  IEEE 802.16 미팅 참석자수 급증 - ’04.01 시 130 명 참석에서 ’04.05 시 240 명 참석으로 급증하고 있는 추세임  미국 등 국가 규모 무선 광대역 확대 추진 - ’07 까지 전국민의 광대역 서비스화 추진 - 무선광대역과 DSL/Cable 의 경쟁 구도 추진 - 비인가 5GHz, 인가 3.5/2.5GHz 에 무선광대역 기술 도입 추진 ( 미국 및 유럽 ) 무선 광대역 기술 / 서비스에 대한 관심 급증  IEEE 802.16 미팅 참석자수 급증 - ’04.01 시 130 명 참석에서 ’04.05 시 240 명 참석으로 급증하고 있는 추세임  미국 등 국가 규모 무선 광대역 확대 추진 - ’07 까지 전국민의 광대역 서비스화 추진 - 무선광대역과 DSL/Cable 의 경쟁 구도 추진 - 비인가 5GHz, 인가 3.5/2.5GHz 에 무선광대역 기술 도입 추진 ( 미국 및 유럽 ) 달라지는 상황 예상되는 결과 무선광대역 기반 Pre-4G 활성화 따른 3G 경쟁력 약화 최근 무선 통신 동향 – 6/7 10

11 WiBro Intro. 11 http://www.youtube.com/watch?v=Gso2WTCLC98 http://www.youtube.com/watch?v=vX9_gM9-drI

12 WiBro 도입배경 ( 단위 : 조 ) 무선시장의 유선시장 추월 데이터 시장 비중 확대 가정 / 개인시장의 급성장 Market 현재 - 커버리지 한계로 비즈니스 모델에 한계 - 초고속인터넷 종속 모델로 독자적 수익기반 없음 - 커버리지 한계로 비즈니스 모델에 한계 - 초고속인터넷 종속 모델로 독자적 수익기반 없음 - 비싼 종량제 요금으로 무선인터넷 이용률 저조 - 저속의 전송속도로 다양한 콘텐츠 부족 - 비싼 종량제 요금으로 무선인터넷 이용률 저조 - 저속의 전송속도로 다양한 콘텐츠 부족 무선랜 이동전화기반 무선인터넷 새로운 기술기반의 “ 광대역 무선 인터넷 서비스 ” 미래 12

13 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  초기 저속 (60km) 이동 중심  이동성 가능  도심지의 길거리, 공원 등 옥외에서도 Seamless 한 접속  도심지의 길거리, 공원 등 옥외에서도 Seamless 한 접속  가입자당 1Mbps 급  향후 초고속 제공  가입자당 1Mbps 급  향후 초고속 제공  정액제를 도입 [ 핸드폰형 ] [PDA] [ 핸드헬드 PC] [ 노트북 PC] 이용 단말 이용 단말 [ 핸드폰 형 소형단말기 / PDA 를 노트북에 연결 ] [ 노트북 /PDA 에 카드 장착 ] 13

14 WiBro 와 유사서비스와의 비교 WiBro 초고속인터넷무선 LAN 이동전화 무선인 터넷 이용지역옥내외 (Hot Zone) 옥내옥내 (Hot Spot/ 구내 ) 옥내외 ( 전국망 ) 전송속도고속초고속 중저속 이동성 Nomadic/Mobile ( 중저속 ) 없음정지 또는 준정지고속 이동 컨텐츠유무선 컨텐츠유선 컨텐츠유무선 컨텐츠무선 컨텐츠 요 금상대적 저렴 저렴높음 단말형태 PDA, 노트북, 스마트폰 등 데스크탑, 노트북 PDA, 노트북핸드폰, PDA 구 분구 분 [ 와이브로 (WiBro) 의 서비스 포지셔닝 ] 무선 랜 3G 이동통신 Mbps 110100 0.1 초고속인터넷 2G 이동통신 와이브로 (WiBro) 정지 보행 이동 14

15 WiBro 서비스망 구조 KORNET Hot Zone ACR 인증서버 /DHCP/ 포털 HA 무선망 액세스망 인터넷 백본망 서버팜 BS/RAS BS/RAS 지사 / 점인터넷 노드 중앙노드 AP, 중계기 인프라 RAS(Radio Access Controller) 투자요소 ACR; Access Control Router, 중계 선로 ( 지선, 간선 ) Giga Router/Gateway, HA(Home Agent) 등 서비스 콘테츠 수용 서버 전화국사 및 그룹 기지국 활용 광코아 ( 지선, 간선 ), 라우터 및 메트로이더넷 장비 활용 국내 최대 인터넷망 (Kornet) 활용 활용 요소 15

16 WiBro & Standardization 16

17 국내 표준화 – TTA TTA PG302 표준화 추진 현황 시기무선접속 실무반 서비스 및 네트워크 실무반 IPR Ad-hoc Group 국제협력 Ad-hoc Group 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 - 표준안 제안 / 평가 o 표준안 완성, PG05 제출 2004 2Q o 표준 완성 - 의견 수렴 결과 반영, 총회 승인 o 의견 수렴 결과 반영, 총회 승인 o IPR 취급 방침 보 완 / 시행 17

18 기술 Spec 항목방식 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) 국내 표준화 – TTA 18

19 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 ` 19

20 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 20

21 IEEE 802.16 표준화 추진 과정 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” Standard Specifications 802.16e (~ 2006/7) “Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands” 21

22 WiBro 와 IEEE 802.16e 2005.7 Publication As Standard 2004.4Q20052006 2005.2 Draft D6 2004.12 Sponsor Bollot IEEE 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 IEEE802.16e+/f/g Enhancement of IEEE802.16e (HO, Sleep mode, H-ARQ, MIMO) Network Interface Standard Core Network Standard 802.16e WiBro PHY Harmonization MAC Harmonization Max 50Mbps AAS, MIMO 2004.10 Phase I rev. ~2005.4Q Phase II WiBro Evolution 2007 22

23 B3G & 4G ? 23

24 Mobile Communication Roadmap Mobility High Speed Low Speed 4 G 802.11b CDMA2000 EV-DO/DV W-CDMA/HSDPA 2.4 GHz WLAN 802.11a/g CDMA/GSM/TDMA WPAN High speed WLAN Medium Speed WiBro 802.16e Wi-Max 5 GHz WLAN Bluetooth RFID ZigBee MANet 1995 20002005 <100 Mbps~ 14.4 kbps<10 Mbps 384 kbps 144 kbps AMPS ETACS JTACS NMT PAN Data Rates 2010+ 1G ( Analog ) 2G ( Digital ) 3G ( IMT2000 ) 3G+ (HSDPA, HSUPA) <1 Mbps 24

25 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-DV DMB 20052010+ IEEE802.16 IEEE802.11 Bluetooth UWB 3G+ IEEE802.16e WiBro 25