<353020B1E8C0E7BFF82DC0AFB9ABBCB1B8C120BBF3C8A3C1A2BCD3B7E120B9E8BACEB8A620C0A7C7D120BCADBAF1BDBAB0A320C8AFBBEAB0E8BCF620BFACB1B82E687770>

Size: px

Start display at page:

Download "<353020B1E8C0E7BFF82DC0AFB9ABBCB1B8C120BBF3C8A3C1A2BCD3B7E120B9E8BACEB8A620C0A7C7D120BCADBAF1BDBAB0A320C8AFBBEAB0E8BCF620BFACB1B82E687770>"

효정 원
5 years ago
Views:

1 Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 12, No. 7 pp , 2011 DOI : /KAIS 김재원 1* 1 경주대학교관광정보학과 The Conversion factor for Allocation of Interconnection Charge Between Fixed and Mobile Networks Jae-Won Kim 1* 1 Department of Tourism Information, Gyeongju University 요약유무선망상호접속서비스제공을통한통화요금의사업자별배부가서비스설비원가에의하여많은부분이정의되는점을고려한다면망설비를통하여제공되는서비스들의통화량기준에의한평가가이루어져야한다. 이러한관점에서이동통신망설비를음성, 데이터서비스를위한전용설비와공통설비로구분하고, 공통설비는합리적기준에의한서비스별설비원가의배부방법의도출이필수적이다. 본논문에서는유럽 GSM 시스템에서이용되고있는이동통신망공통설비원가배부방안분석을통하여국내 CDMA 이동망의공통설비원가배부를위한회선음성서비스와패킷데이터서비스간의단일통화량으로계측하기위한서비스간환산계수방안을도출하였다. Abstract The matter of the calculation of the mutual access fee has become one of the hottest issues among service providers and attracted concerns from concerned regulatory authorities. It is essential to conclude a rational and systematic procedure for interconnection costs and charge between fixed and mobile networks. In this paper, I proposed the conversion factor scheme between circuit switched voice and packet switched data service in the domestic CDMA mobile system based on analysis of the rational GSM allocation method of common cost. Key Words : Conversion factor, Interconnection Charge, Interconnection Cost, Mutual Access Fee 1. 서론 유무선접속망간의통신서비스는복수사업자의망설비를이용하여이루어지는서비스인관계로합리적인접속료산정에근거한배부방안이전제되지않고서는사업자간의이견이발생할수있다 [1]. 사업자간합리적인접속료배부를위해서는통신망설비의기능정의, 각서비스제공을위한설비및자원의활용정도에근거한인과관계기준의서비스별통화량분석, 망설비도입목적등다양한관점에서의접근이필요하다 [2], 국내유무선사업자간상호접속부문에서가장많은이견이발생하고있는분야는 CDMA2000, WCDMA 시스템에서음성, 데이타서비스제공을위한공통설비의원가배부방안으로서, 특히단말기의액세스기능을수행하는기지국설 비의경우음성과데이터서비스를위한전용설비로의판단이불가능하며, 이동망설비도입원가중가장많은비율을차지하고있다. 본논문에서는무선주파수자원활용도측면에서음성, 데이터서비스의기술적특성을정의하고, 유럽의 GSM 이동망에서활용되고있는음성과데이터서비스비용배부에관한해외사례분석을통하여국내 CDMA 시스템에적용가능한합리적인음성, 데이터서비스공통설비원가배부방안을위한서비스별환산계수를도출하고자한다. 2장에서는공통설비배부를위한기준요소들을분석하며, 3장에서는유럽의장기증분원가방식 (LRIC, Long Run Incremental Costs) 에근거한음성, SMS, 패킷데이터서비스통화량을단일단위로의접근을위한환산계수방법을분석하였다 [3,4]. 4장에서는 CDMA 이동통신시스템에서사용자패킷데 * 교신저자 : 김재원 (jwkim@gju.ac.kr) 접수일 11 년 06 월 17 일수정일 11 년 07 월 06 일게재확정일 11 년 07 월 07 일 3275

한국산학기술학회논문지제 12 권제 7 호, 2011 이터를회선통화시간으로또는음성회선통화시간을패킷데이터양으로산정하는기법을통하여공통설비의원가를음성, 데이터로구분배부할수있는방안들을도출하였다. 그리고결론에서는본논문의분석결과를토대로유무선망접속서비스요금의합리적배부기준을간략히제시하였다. 2. 공통설비배부를위한기준요소 이동망의음성, 데이터서비스회계분리에서가장큰이슈는음성및데이터서비스가동일한설비에의하여제공되고이에따른공통원가에대한배부기준인데, 일반적인배부기준원칙은다음과같다.

2 한국산학기술학회논문지제 12 권제 7 호, 2011 이터를회선통화시간으로또는음성회선통화시간을패킷데이터양으로산정하는기법을통하여공통설비의원가를음성, 데이터로구분배부할수있는방안들을도출하였다. 그리고결론에서는본논문의분석결과를토대로유무선망접속서비스요금의합리적배부기준을간략히제시하였다. 2. 공통설비배부를위한기준요소 이동망의음성, 데이터서비스회계분리에서가장큰이슈는음성및데이터서비스가동일한설비에의하여제공되고이에따른공통원가에대한배부기준인데, 일반적인배부기준원칙은다음과같다. 첫째, 인과관계관점에서시스템설비도입비용과자원을소비하게되는가장직접적인원인을기준으로공통비를배부하는방식으로이론적으로는공통비용을가장합리적으로판단할수있는근거를제공하지만이동망설비의인과관계규명이어려운부분에서는적용의어려움을지닌다. 둘째수혜기준에의한판단으로서원가대상이제공받는경제적효익또는혜택에비례하여배부하는방식으로수혜대상서비스각각에서발생한효익에대한측정이수반되어야가능하다. 셋째부담능력에의한기준으로서원가대상이부담할수있는능력에따라배부하는방식인데원가를부담할수있는능력은통신서비스별매출액또는이윤을의미하며이는신규사업부문등에대하여원가부담을경감시키는등전략적인목표와연계하거나두가지이상의서비스가단일네트워크에서생산되지만서비스별수명주기, 규제정책등의차이로인하여서비스별정책적인고려가필요한경우에만바람직한방식으로써서비스간상호보조가발생하여자원의효율적배분을저해할수있는사례가발생될수있는단점을가진다. 넷째공정성에의한기준으로써공통비의배부를비용발생의원인과결과를파악하여배부하기보다는정책적인판단, 공정한성과평가등원가배부를통하여달성하여야하는목표에따라배부하는방식이다. 따라서원가배부의합리적결과와는배치되는결과를초래할수있다. 현재공통비용배부기준들은인과관계에초점을두고자원의소모에관련된원가동인을찾아내어이을배부기준으로삼는활동기준원가에근접한개념을적용하고있다. 이는비용발생의원인을제공하는요인을기준으로각각의서비스원가에배부하는것이효율적자원배분달성을위한적절한방법으로간주되기때문이다 [5]. 이러한관점에서이동망의무선액세스부분에서의음성과데이터서비스에대한공통비배분을위한방안으로 서도인과관계에의한배분이원칙적으로합당하며, 유럽의이동망설비의장기증분원가분석에서도인과관계기준을통한원가산정방법을이용하고있으며, ITU-T 의비용요소결정원칙도동일한원칙을고수하고있다. 인과관계에의한대표적배부기준은제공된서비스별자원의사용량기준이며, 이는원가를유발한원인을통화량등의사용량으로보아공통원가를사용량정도에따라배부하는것이다 [6,7]. 3. GSM 시스템의서비스간환산계수 GSM 서비스는음성, SMS, HSCSD, GPRS, EDGE로구분가능한데, 음성서비스는하나의타임슬롯을트래픽채널로이용하며, SMS는개별제어채널 (SDCCH, SACCH) 로, HSCSD(High Speed Circuit Switched Data) 서비스는회선교환방식을이용하여개별이용자에게 2~4개의타임슬롯을할당함으로써 28.8Kbps, 56kbps 회선데이터서비스를제공하며, GPRS(General Packet Radio Service) 는인터넷액세스서비스와같은고속패킷데이터서비스를제공하기위하여사용자당최대 8개타임슬롯까지를이용하는 IP 기반의패킷데이터서비스이며, EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution) 는 GPRS와유사한서비스기반시설로서 500kbps까지의고속데이터서비스를제공하는시스템이다. 그림 1은 GSM TDMA/ FDMA 무선채널구성을정의하고있다. [ 그림 1] GSM TDMA/FDMA 무선채널구성 [Fig. 1] Radio Channel of GSM 3.1 GSM SMS 서비스환산계수 GSM 시스템에서의 SMS는주로 SDCCH을통하여서 3276

3 비스되는데, 표 1은 SDCCH를통한 SMS 서비스가제공되는환경으로써, SMS 1건당평균전송문자수 40Byte, SMS 전송채널속도는 767 bps로정의가능하다. 를고려하면 1MB의 GPRS 데이터는 1.86분의음성통화로환산가능하다. [ 표 1] SDCCH 를통한 SMS 서비스 [Table 1] SDCCH Channel for SMS SMS 서비스특징 - 제어메세지전송을위한블록구성제어메세지블록단위 : 184비트패리티체크비트 : 40 비트프레임초기비트 : 4비트소계 : 228비트 - SMS 평균문자수 : 40Byte SMS 재전송률 : 1.5 재전송고려한 SMS 데이타 : 480 bits - 음성서비스채널속도 : 12.2 kbps 4. CDMA 시스템의서비스간환산계수 CDMA 2000 이동망에서의음성, SMS, 고속패킷데이터서비스별공통비배부는이동망에서가장중요한자원으로인식되는무선주파수자원의사용량을기준으로정의함이타당할것이다. 이러한관점에서각서비스는제어채널을공통으로사용하며, 음성서비스는하나의기본통화채널 (FCH, Fundamental Channel) 을이용하여서비스가제공되며, SMS는 FCH 또는공통제어채널을통하여제공되며, 고속패킷데이타서비스는고속의 SCH 을통하여제공되어진다. SMS를음성통화시간 ( 분 ) 으로의환산은 SMS 1건은 분 (480bits/SMS / (12200 bits/sec * 60 sec)) 의음성서비스에해당하며, 주파수자원의이용도측면에서분당음성서비스는 1500건의 SMS 서비스로환산가능하였다. 3.2 GSM GPRS 서비스환산계수 GSM GPRS는인터넷액세스와같이 uplink를통한사용자의서비스요청에의하여고속의 Downlink를통한정보를제공받는서비스이며, GPRS 서비스제공을위한단말기의이용채널구성은 Uplink 한채널로서비스를요청하며, 4개의 Downlink 채널을통하여서비스를제공하게된다. 즉 5개의물리채널중사용자에게제공되는데이터채널을 4개로써채널이용효율은 80% 를차지한다. 그리고 GPRS에서는무선채널상에서발생가능한오류의효율적대처를위하여 1/2 채널코딩방안을적용하고있어채널당 9.05kbps 전송이가능한구성을가지며, 20msec 음성프레임시간을기준으로정의하면 181비트를전송할수있다. 패킷교환에의한 GPRS는전송가능한 9.05kbps 영역중무선패킷서비스를위한 RLC(Radio Link Control), MAC(Media Access Control) 기능을위하여 1.2kbps 오버헤드와 8kbps 사용자데이터를지원하게된다. 그리고이동 IP 데이터패킷화과정에서통계적으로약 50% 오버헤드가발생하게된다. GSM 시스템의 GPRS 서비스에대한환산계수를구하는과정은표 2에서제시한바와같은데, 음성과 1MB 패킷데이터량을기준으로정의하면 1MB 데이터는 11.2분음성통화로환산되지만, 무선망조정요소와음성통화의링크사용요소 [ 표 2] GSM GPRS 환산계수정의 [Table 2] Conversion factor of GPRS 1MB 데이터의음성통화환산 - 전체링크사용중 Downlink 이용비율 DL + UL 구조에서 4 +1 이용사용자데이터정보 : 80 % - 1MB 데이터전송시 DL에서의데이터 0.8MB 0.8MB * 8bits = 6,553 Kbits UL에서의데이터 0.2MB 0.2MB * 8bits = 1,638 Kbits - 음성채널 : AMR Codec(12.2kbps) - 1MB 데이터의음성통화환산 (6,553 kbits+1,638 kbits) / 732 kbits/ 분 = 11.2분음성통화 -패킷데이터 RLC, MAC오버헤드 : 12 % - 채널데이터전송률 : 181bits / 20msec = 9.05kbps - 음성통화대비 GPRS 데이타전송비율 : 9.05kbps / 12.2kbps = 이동IP Packetization 효율 : 50 % - 무선망조정요소 = 1 / ((100% -12%) * 0.74 * 50%) = 3 - 조정 factor에의한음성통화시간 = 11.2 / 3 = 3.73분음성통화 -음성통화는 DL, UL 각각의자원사용 1MB 데이터서비스는 3.73 / 2 = 1.86분음성통화 4.1 CDMA2000 SMS 서비스환산계수 CDMA2000 시스템에서 SMS 서비스를위하여사용가능한채널은제어채널과통화채널로구분가능한데, 통 3277

4 한국산학기술학회논문지제 12 권제 7 호, 2011 화채널의경우음성서비스제공을위한자원을 SMS서비스에활용한다는관점에서, 제어채널의경우음성, 데이터서비스호설정, 위치등록, 호제어에관련된제어채널의무선자원을 SMS와공유함에의하여발생되는부하의발생이라는관점에서공통설비의원가배부에대한고려의필요성이있다. CDMA2000에서의 SMS 서비스제공을위한채널은 RS1의경우 9.6kbps, RS2의경우 14.4kbps로정의가능하며, 음성통화채널의경우통화중발생하는묵음구간의자원의효율적이용을위하여약 45% 음성활성도를활용하고있어이에대한고려도포함하여분석을수행하였다. 표 3은 CDMA 2000 시스템에서의 SMS를음성통화시간으로환산한결과로써, 1 분음성통화에상응하는 SMS 건수는 RS(Rate Set)1의경우 622건, RS2는 810건으로환산가능함을확인할수있었다. [ 표 3] CDMA SMS 환산계수정의 [Table 3] Conversion factor of CDMA SMS CDMA 시스템 SMS 환산계수 - SMS 전송을위한음성채널속도 RS1: 0.45* *1.2=4.98kbps RS2: 0.45* *1.8=6.48kbps - SMS 건당음성통화환산 ( 재전송률 : 1.5) RS1 인경우 (40 byte/sms * 8 bit/byte * 1.5) / (4980 bit/sec * 60 sec/min) = ( 분 ) RS2 인경우 (40 byte/sms * 8 bit/byte * 1.5) / (6480 bit/sec * 60 sec/min) = ( 분 ) - 음성통화분당 SMS 건수 RS 1 : 622 건, RS 2: 810 건 4.2 CDMA 2000 패킷데이타서비스환산계수 CDMA2000 시스템에서의패킷데이터서비스는인터넷액세스와같이사용자서비스요청에의한고속패킷데이터서비스를제공하기위하여설계된기술로서데이터호서비스설정시에는구체적인속도를정하지않고, 최대속도를규정하는멀티플렉스옵션만을정한다. 이는고속전송채널인 SCH (Supplemental CH) 이필요한시점에무선채널상태를종합적으로판단하여최적의속도를정하기위해서이다. 패킷데이터서비스를제공하기위해서는제어채널로 FCH (Fundmental CH), DCCH(Dedicated Control CH) 를사용하며, FCH, DCCH 는순방향 / 역방향대칭으로하나의채널엘리먼트를공 유한다. 하지만 SCH는순방향과역방향의구성에따라순방향의경우최대 307.2kbps 속도를제공하며, 역방향의경우모뎀에내장된채널엘리먼트의개수에따라상이한데이터속도서비스를제공하게된다. 본논문에서는순방향사용자데이터서비스를 153.6kbps까지지원하고역방향데이터링크를 19.2kbps까지지원하는비대칭호의경우 (Case 1) 와순방향데이터전송속도를 153.6kbps까지지원하고역방향데이터요청메세지를 76.8kbps까지지원하는비대칭호 (Case 2) 를기준으로환산계수를도출하였다. 음성서비스채널속도는시스템에서활용빈도가높은 RS 1을기준으로 CDMA2000의 1MB 데이터서비스에대한음성통화시간 ( 분 ) 으로의환산과정을수행하였다. 표 4, 5는위에서정의한 Case 1, 2에대한환산계수를도출하는과정으로서, 분석과정에서패킷데이터서비스를위한프로토콜오버헤드로서 RLC, MAC 기능을고려하였으며, 기지국과단말간의무선구간에서발생가능한채널오류에대한효율적인전송을고려하여이동 IP 패킷단위로의세분화과정에서도입되는패킷화오버헤드도고려하였다. CDMA 2000시스템에서의패킷전송을위한오버헤드, 서비스요청메시지에대한오버헤드, 전송채널의특성을종합적으로고려한결과 1MB의패킷데이터서비스는약 3분동안의음성통화에해당하는주파수자원을활용함을확인할수있었다. [ 표 4] CDMA 패킷데이타환산계수 (Case 1) [Table 4] Conversion factor of CDMA Packet Data Service (Case 1) Downlink traffic비율 (153.6/( )) =88 % RLC, MAC 오버헤드 12 % 채널전송속도 19.2kbps 패킷채널점유비율 100 % 이동 IP 패킷화효율 50 % 오버헤드를고려한 1MB 사용자데이터 MB 분당음성통화채널 (UL, DL) 데이타량 1MB 데이터의분당음성통화환산데이터서비스조정 factor 1MB 데이터의음성통화환산계수 9.6kbps*60sec*2)/8 =0.144MB 1.125MB/0.144MB = 7.81 분음성통화 = 1/(0.88*0.88*0.5) = =7.81/2.583 = 3 분음성통화 3278

5 [ 표 5] CDMA 패킷데이타환산계수 (Case 2) [Table 5] Conversion factor of CDMA Packet Data Service (Case 2) Downlink traffic비율 (153.6/( )) =67 % RLC, MAC 오버헤드 12 % 채널전송속도 19.2kbps 패킷채널점유비율 100 % 이동 IP 패킷화효율 50 % 오버헤드를고려한 1MB 사용자데이터 1.49MB 분당음성통화채널 (UL, DL) 데이타량 1MB 데이터의분당음성통화환산데이터서비스조정 factor 1MB 데이터의음성통화환산계수 5. 결론 9.6kbps*60sec*2)/8 =0.144MB 1.49MB/0.144MB = 10.3 분음성통화 = 1/(0.67*0.88*0.5) = 3.4 = 10.3 /2 3.4 = 3 분음성통화 유무선망상호접속서비스를통한통화요금의사업자별배부방안이합리적으로도출되기위해서는통신망을통하여제공된서비스들의단일화된통화량판단기준에의한분석이이루어져야한다. 본논문에서는유선망과이동망의상호접속의대가로발생한통신요금의합리적배부방안도출의목적으로이동망설비중음성, 데이터서비스를위한공용설비의서비스별설비원가배부를위한서비스간의환산계수를도출하였다. 유럽 GSM의경우음성통화 1분당 1500건의 SMS 서비스로환산이가능하였으며, GPRS 패킷데이터서비스의경우 1MB의패킷데이터서비스는 1.86분의음성통화로환산가능함을확인하였다. GSM 시스템의분석결과를국내 CDMA 이동통신시스템에적용한결과, 각서비스가이용하는주파수자원측면에서음성통화 1분에상응하는 SMS 건수는 RS1의경우 622건, RS2의경우 810건으로환산가능함을확인할수있었으며, 패킷데이터서비스의경우 1MB 사용자데이터는음성통화 3분에해당하는자원을소모함을확인할수있었다. 본논문의결과는기존의정책적판단기준에의하여많은부분이결정되어온국내상호접속료산정방안을인과관계기준에근거한합리적인방안을위한위한기초자료로활용가능하리라판단된다. References [1] Jung-Eun Ku, Sang-Woo Lee, "Study on Access Charge Method between Fixed and Internet Phone", ICACT 2008, vol. 3, pp , [2] ITU-T Rec. D. 93, Charging and Accounting in International Telecommunication Services, ITU, Geneva, Apr [3] Jong-Yong Lee, Duk-Hee Lee, "Bill and Keep as a Solution for Mobile-to-Mobile Interconnection of Korea", ICCIT 2008, vol. 1, , [4] Gu Chenghong, Li Furong, "Sensitivity analysis of long-run incremental charge based on analytical approach", CIRED 2009, pp. 1 ~ 4, [5] Matlotse. E, Furong. Li, "Long-run Incremental Cost Pricing for the use of network reactive power compensation devices for systems with different R/X ratios", PES 2009, pp. 1 ~ 8, [6] Furong Li, Tolley D., Padhy N. P., Ji Wang, "Framework for Assessing the Economic Efficiencies of Long-Run Network Pricing Models", IEEE Trans. on Power Systems, vol. 24, pp ~ 1648, [7] R.Samarajiva and H.W.Melody, Fixed-Mobile Interconnection Workshop, ITU, Aug 김재원 (Jae-Won Kim) [ 정회원 ] < 관심분야 > 이동통신, 부호화기술, 디지털신호처리 1988 년 2 월 : 경북대학교대학원전자공학과 ( 공학석사 ) 2000 년 2 월 : 충북대학교대학원정보통신공학과 ( 공학박사 ) 1991 년 1 월 ~ 2000 년 2 월 : 한국전자통신연구원선임연구원 2000 년 3 월 ~ 현재 : 경주대학교관광정보학과부교수 3279

<4D6963726F736F667420576F7264202D2032303133303330385FB1E2BCFAB5BFC7E2BAD0BCAE2DB8F0B9D9C0CF20B3D7C6AEBFF6C5A92DC3D6BFCF2E646F6378>

<4D6963726F736F667420576F7264202D2032303133303330385FB1E2BCFAB5BFC7E2BAD0BCAE2DB8F0B9D9C0CF20B3D7C6AEBFF6C5A92DC3D6BFCF2E646F6378> 2013-03-08 모바일 네트워크 기술 동향 모바일 네트워크의 개념과 기본적인 배경 지식에 대해 소개하고, 최근 업계 동향을 살펴봄 목차 1. 모바일 네트워크 개요...2 2. 3G 네트워크 기술 소개...4 3. LTE-A 최신 동향...7 최완, wanne@etri.re.kr ETRI 차세대콘텐츠연구소 콘텐츠서비스연구실 ETRI 차세대콘텐츠연구소 콘텐츠서비스연구실