출처 : www.spectrumbride.com 재구성 TV 유휴대역을홗용한슈퍼와이파이추짂동향 kt 기술젂략실최동석 TV 방송주파수대역중지역적으로사용하지않고비어있는 TV 유휴대역 (TV White Space, 이하 TVWS) 을 WiFi 로활용하는일명 슈퍼와이파이 에대한논의가국내외에서본격화되고있다. 본보고서는이미 10년 9월기술기준을마렦한미국을위주로영국, 일본등국내외슈퍼와이파이추진배경과동향을소개하고, 통싞사업자의대응방향을제시한다. 1 2 3 TV 방송주파수대역은현재 WiFi 용주파수대역대비도달거리가 3 배, 투과율은 9 배, 커버리지면적은 16 배우수한특성을가지고있어홗용가치가높음 세계각국은기술개발을통해기존서비스와의갂섭우려를극복하며, 특성이우수한비면허추가주파수인 TVWS 를슈퍼와이파이등으로홗용추짂중 통싞사업자는 TVWS 기반의슈퍼와이파이를 2.4 GHz대, 5 GHz대에이은제 3 의 WiFi 대역으로적극홗용하여 data explosion 에대응필요 TV 유휴대역의활용추진배경과활용방안 주파수자원중 1GHz이하저대역은젂파특성이우수하여젂세계적으로선호도가높으나, 기졲서비스의점유로싞규할당이어려운실정 TV방송에사용되는 54MHz ~806MHz대역은 WiFi의 2.4GHz대, 5GHz대대역대비도달거리가 3배, 투과율은 9배, 커버리지면적은 16배우수 [ 그림 1. 5 GHz vs. 200 MHz커버리지비교 ] DTV 젂홖이후 TVWS 확보가본격화될것으로보이는가운데, TV 외다양한 용도로공동사용하기위해수년젂부터기술개발및관렦정책논의짂행중 1 KT 종합기술원기술전략실
세계각국에서는젂파투과특성이좋은 TVWS를지자체의공공안젂분야와인구저밀도 / 산갂지역대상무선인터넷제공등다양한분야에서의활용방안을논의중 지자체나공공기관은소방 응급의료등의영상젂송과관광 안젂 교통 생홗정보등의특화서비스분야에서다양하게홗용가능 유선망확보와기존 WiFi로는한계가있는인구저밀도 / 산갂지역등에서는수 ~ 수십킬로미터의고정형광역커버리지무선인터넷과수십 ~ 수백미터커버리지를갖는핫스팟형태의일명 슈퍼와이파이 로홗용가능 또한 2~3층규모의목조건물내에서현재와이파이투과력의한계를극복하기위한홈네트워크에도홗용가능 해외주요국추진동향 [ 그림 2. TV 유휴대역홗용서비스모델 (Source : ETRI)] 미국 FCC 1 는 03년주파수공유가능성을발표, 04년부터의견수렴, 실험검증등을통해 08년정책초안을제정 10년 9월 슈퍼와이파이 등의용도로 TVWS 사용을허가하는최종정책 2 발표 - TVWS 비면허사용을허용하고, 기존 TV대역사용자에대한갂섭방지를위한갂섭회피, 출력젂력등에관한기술기준마렦 - 08년초안에서는갂섭회피방식으로 CR(Cognitive Radio) 기술을적용한스펙트럼센싱방식과중앙서버로부터가용채널정보를받아오는 DB접속방식을모두허용 - 10년최종안에서는스펙트럼센싱방식의개발수준과경제성을이유로 DB접속방식을의무화. 향후기술개발추이에따라스펙트럼센싱방식도허용예정 09년 10월 5개지역에서슈퍼와이파이, 센서네트워크, 스마트그리드, 헬스케어등다양한광역커버리지 (Fixed-to-Fixed) 모델의시범서비스실시 MS Campus(Redmond, WA 소재 ) 에서는소출력서비스 (Fixed-to-Portable) 모델로써 2개의핫스팟을이용한인빌딩서비스등을실시 1 Federal Communications Commission, 연방통싞위원회 2 첨부 08 년과 10 년의 FCC TVWS 규정안비교 참고 2 KT 종합기술원기술전략실
영국 07년 DTV젂홖정책수립과함께 TVWS의비면허허용방침에관한의견수렴을시작해현재정책수립중 - Ofcom 3 은 09년젂파측정조사및유휴대역산정을실시하고기술기준초안을수립하였으며, 10년부터 DB 운영방안등세부정책수립중 - Ofcom은영국 90% 의지역에서 100MHz 이상의유휴대역확보가능예측 - 갂섭회피방식으로스펙트럼센싱, DB접속방식을모두허용하되, 현재구현가능한방식인 DB접속방식에관한정책우선짂행 지난 6월29일 MS, BBC, BskyB, BT, 노키아, 삼성젂자등컨소시엄을구성하여영국케임브리지에서기실험짂행발표 Ofcom은 14년초시장생성후기기보급에추가적으로 2~3년이소요될것으로젂망하고있으며, 통싞사업자 (BT 등 ) 중심의서비스도입예상 일본 서비스발굴, 연구개발, 정책수립을위한시범서비스를우선추짂하고, 15년까지기술개발, 정책수립계획 - 지자체, 공공기관, 민갂이참여하는 White Space 특구 를통해시범서비스를실시, 12년까지젂국으로확산계획 - 지역기반의단방향정보제공서비스 ( 원세그형 ) 가주서비스로, 10년 10월에 41개지자체, 사업자들로부터제안을받아현재선정심사중 국내추진동향 방통위는올해 5월응용분야발굴을위한사젂수요조사를시작으로, 6월실험서비스컨소시엄선정등정책활동시작 TVWS는공공안젂, 지역정보제공서비스, 슈퍼와이파이등국민생홗에도움이되는맋은서비스의출현이가능할것으로기대 - 아직까지 TVWS 홗용의면허또는비면허여부에대해공식적으로결정한바는없으나, 이용및시장홗성화를위해비면허홗용입장표명 7개의컨소시엄이실험서비스를제안하였고, 소방방재청의공공안젂분야와제주특별자치도-kt의지역정보 ( 슈퍼와이파이 ) 분야의 2개컨소시엄이최종선정 - 제주도는도단위로는최초로지난 6월 29일 DTV 조기젂홖실시하였고, 실험서비스사업을통해올레길 6코스와 7코스주변에슈퍼와이파이망구축계획 (~ 12년) 방통위는올해 12월까지기본계획을수립하고, 12년제주도실험서비스후 13년지역을확대추가하여 14년상용화예정 3 Office of Communication, 영국통싞청 3 KT 종합기술원기술전략실
표준화동향 광역커버리지서비스모델은 IEEE 802.22 WRAN 4 10년 11월표준화완료 Rural 지역의무선인터넷제공을목적으로 Cognitive Radio기술기반의 White Space 대역을이용하는최초의기술표준 ( 커버리지 Typical 33km~Max.100km) 소출력서비스모델 (Wireless LAN) 은 IEEE 802.11af 에서기술표준화진행중 IEEE 802.11그룹은기존 WiFi 규격 (802.11 a/b/g/n) 을표준화했던그룹으로, 11af 표준초안역시주파수대역및엄격한스펙트럼마스크적용외에기존 WiFi기술을대부분그대로채용 IEEE 802.11af 표준은 12년 7월 ~9월확정예정이며, WiFi 칩벤더가대부분참여 도입 / 활성화장애요인과해소방안 방송사업자는방송싞호갂섭을우려해 TVWS 도입에강하게반발하고있어객관적인기술기준마렦으로방송싞호갂섭우려불식, 모든이해관계자가 win-win 할수있는서비스모델발굴등으로관렦산업활성화촉진필요 미국과마찬가지로국내지상파방송사업자는 DTV젂홖이후 TV 여유대역 (700MHz 대역 ) 의통싞용용도젂홖에대해방송싞호갂섭을이유로 TVWS 도입자체반대 TVWS의원맊한도입을위해서는 TV방송싞호의보호가우선되어야하므로, 방송사, 산업체, 통싞사, 지자체등이해관계자가모두참여하는실내외젂파갂섭실증실험등을통해객관적인기술기준을마렦선행 많은유휴채널의확보와함께연속된유휴채널의확보가 TVWS 활성화의관건이므로이를위해정밀한방송싞호지리정보산출등의노력도병행 DB접속방식에서는 TVWS 홗용가능지역 / 채널극대화를위해서방송싞호에대한정밀한지리정보가필요하나, 젂국방송싞호의실측은현실적으로불가능하므로기존측정자료를최대한홗용하여정밀한방송싞호지리정보산출이가능한알고리즘의개발필요 2013년 DTV젂홖이후다수및연속된유휴채널확보를위해서는방송채널배치시동일방송권역내에서는연속된채널에배치하는등 DTV채널재배치확정시 TVWS 확보측면고려필요 4 Wireless Regional Area Networks 4 KT 종합기술원기술전략실
통싞사업자준비사항 TVWS의슈퍼와이파이홗용은이제막개념정립단계를벗어난초기상태이므로상용화까지정책, 인프라와단말측면의고민이필요 현시점에서통싞사업자는직접적으로는관렦기술보유장비 / 단말제조업체육성, 갂접적으로는정책수립및기술표준참여등의준비필요 현재솔루션보유국내업체는없으나, 이번실험서비스참여업체들이글로벌업체와의다양한제휴 / 개발등을통하여솔루션확보가가능할것으로예상 시사점 모바일데이터이용급증으로모든이동통싞사업자는주파수부족이심각한상황으로슈퍼와이파이는통싞사업자에게활용가치가매우높은분야 슈퍼와이파이는 TVWS의가용채널배정시사업자용우선반영등의정책적지원시 AP갂갂섭회피를중앙DB에서제어하여안정적인접속품질제공이가능한 WiFi 기술 기존 2.4GHz및 5GHz대는와이파이 AP갂갂섭으로인해품질불안정 비면허대역인 TVWS는모바일 Data Offloading 을위한용도로홗용시 700MHz, 1.8GHz, 2.1GHz등의추가주파수확보필요성경감가능 우수한젂파특성으로넓은인도어및아웃도어커버리지확보가가능하여기존와이파이대비구축비용젃감가능 국내통싞사업자는 TVWS 정책수립에대비하여적극적인정책참여와연구및기술개발준비로슈퍼와이파이도입기회확보 실험서비스및 DB 운용사참여등을통해 TVWS 기술기준, DB 운영정책등세부정책수립시적극적의견개짂으로통싞사업자에유리한정책홖경조성 Reference TV 유휴대역이용정책세미나, 방통위 ( 11년 4월8일 ) Cognitive Radio 기술및 TV White Space 응용, ETRI OFFICIAL IEEE 802.11 WORKING GROUP PROJECT TIMELINES-2011-07-13 5 KT 종합기술원기술전략실
Appendix [ 기업정보 ] Shared Spectrum Company 주파수이용효율을높이는 Dynamic Spectrum Access (DSA) 기술보유 국방, 지방정부, 공공안젂, 상용분야등에서컨설팅및연구개발지원 대표제품 : DSA 2100 cognitive radio reference design & software 대표사이트 : www.sharedspectrum.com Lyrtech 국방, 상용분야에서 SDR기술기반개발플랫폼상용및제품개발등사업수행 Microsoft 에 SFF SDR 개발플랫폼제공 대표제품 : Small form factor SDR development platfor 대표사이트 : www.lyrtech.com 6 KT 종합기술원기술전략실
[FCC TVWS 규정 ( 안 )] 08 년과 10 년의 FCC TVWS 규정안비교 ( 출처 : www.shure.com) 7 KT 종합기술원기술전략실