이동통신서비스 IT CookBook, 최신정보통신개론
Section 01 다양한정보통신망과서비스의개요 o 다양한정보통신망과서비스의종류 2/86
Section 02 무선통신 o 무선통신 물리적회선이아닌지구대기에서전자기파를이용해데이터를전송하는비유도체인무선선로를사용 전자기파 ( 전파 ) 를이용할때는신호의주파수와대역폭이전기적특성을결정짓는요인이됨 무선통신에서사용하는전파의주파수대역 3/86
Section 02 무선통신 o 이동통신에서의주파수 VHF-/UHF 이동무선의범위 차에사용되는단순한소형안테나 전파특성이상대적으로좋음, 신뢰성있는연결가능 방향성무선링크를위한 SHF 및그이상의주파수, 위성통신 소형안테나, 빔포밍 (beam forming) 높은대역폭가능 무선랜은 UHF 에서 SHF 의범위에서사용 일부시스템은 EHF에서 SHF의범위에서사용 물 / 산소분자등의흡수에의한제약 ( 주파수공명 ) - 페이딩 (fading) 은날씨에의존적, 많은강우등이신호소실의원인 4/86
Section 02 무선통신 5/86
Section 02 무선통신 o 무선통신 무선통신응용분야 6/86
o 이동통신 ( 이동체통신 ) 의개념 항공기나선박, 열차, 자동차처럼움직이는대상과일반전화사이에통신하거나이동체상호간에발생하는무선통신 o 통신기기와서비스에따른이동통신분류 7/86
o 통신기기와서비스에따른이동통신분류 8/86
o 차량용전화기 9/86
o 차량용전화기 10/86
o 차량용전화기 11/86
o 차량용전화기 12/86
o 선박용통신장비 13/86
o 선박용위성전화 14/86
o 항공기용전화기 15/86
o 이동통신서비스의진화과정 16/86
o 무선전화기 CT0 17/86
o 무선전화기 CT1 18/86
o 무선전화기 CT2 19/86
o 무선전화기 CT2 20/86
o 무선전화기 CT3 DECT 21/86
o DECT SYSTEM 22/86
v 무선시스템 : 진화개요 셀룰러전화위성통신코드리스무선랜전화 1981: NMT 450 1986: NMT 900 1992: GSM 1994: DCS 1800 1991: CDMA 1983: AMPS 1991: D-AMPS 1993: PDC 1982: Inmarsat-A 1988: Inmarsat-C 1992: Inmarsat-B Inmarsat-M 1998: Iridium 1980: CT0 1984: CT1 1987: CT1+ 1989: CT 2 1991: DECT 199x: 사설 / 독점제품 1997: IEEE 802.11 1999: 802.11b, 블루투스 아날로그 디지털 2000: GPRS 2001: IMT-2000 2000: IEEE 802.11a 4 세대 ( 인터넷기반 ) 23/86
o 위성전화기 (Inmarsat-M) 24/86
o 위성전화기 (Inmarsat-A) 25/86
o 위성전화기 (Inmarsat-C) 26/86
o 위성전화기 (Inmarsat-B) 27/86
o 위성전화기 (Inmarsat-M) 28/86
o 위성전화기 ( 이리듐 ) 29/86
o NMT450 30/86
o NMT900 31/86
o GSM 32/86
o DCS1800 33/86
o GPRS 2000 34/86
o AMPS 35/86
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1G FDMA: AMPS 37/86
HSDPA 38/86
EV-DO 39/86
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o 신호전파범위 전송역역 (Transmission range) 통신가능영역 낮은오류율 감지영역 (Detection range) 신호감지 통신이가능하지않음 간섭영역 (Interference range) 신호감지불가능 신호는 background nose 에더해짐 41/86
o 셀룰러이동통신 셀룰러 (Cellular) 는서비스지역을작은구역인셀 (Cell) 여러개로나누는방식 아날로그셀룰러시스템의개념 전체서비스지역을소규모의서비스영역인셀로분할한후각셀에서사용할무선채널을할당. 하나이상의셀에기지국 (BS) 을두고, 기지국을이동통신교환기 (MSC) 하나와연결 각셀에설치된무선기지국은교환시스템에서집중제어하며, 셀룰러교환기는공중전화망 (PSTN) 으로연결 모든셀은동일주파수를사용할수있으나, 서로인접한셀은동일주파수를사용할수없음. 이것이가입자가셀을이동하면서통화를계속할수있게해줌 아날로그셀룰러시스템의등장배경 1958 년벨 (Bell) 연구소에서처음제안하고 800MHz 대역을사용 벨연구소에서는 1970 년대에 AMPS(Advanced Mobile Phone Service) 를개발 42/86
v 셀구조 공간분할다중화방법 : 기지국은특정한전송영역 (cell) 을담당 단말들은기지국을통해서만통신가능 장점 더큰용량, 더많은수의사용자지원 더낮은송신전력 보다견고하고, 분산되어있음 기지국은해당지역에서발생하는간섭과전송만을담당하면됨 단점 기지국을위한유선네트워크필요 한셀에서다른셀로이동을위한핸드오버필요 다른셀과의간섭 셀의크기는도시에서 100m, 교외지역에서 35km(GSM) 정도 43/86
v 주파수계획 기지국상호간에는일정한거리를두고주파수재사용 7개의주파수를사용한표준모델 f 4 f 5 f 1 f 3 f 2 f 3 f 2 f 6 f 7 f 4 f 5 f 1 고정적인주파수할당 특정셀에특정주파수를고정적으로할당 문제점 : 셀마다트래픽부하가다른경우비효율적 동적인주파수할당 기지국은인접셀에서사용하는주파수를고려하여주파수선택 더많은트래픽을갖는셀에서더큰용량을지원 할당은간섭수준을기반으로결정될수있음 44/86
f 3 f 1 f 2 f 3 f 2 f 1 f 3 f 3 f 2 f 1 f 2 f 3 f 3 f 1 f 1 f 3 f 2 3- 셀클러스터 f 3 f 4 f 5 f 2 f 1 f 3 f 2 f 3 f 2 f 6 f 7 f 4 f 5 f 3 f 7 f 1 f 6 f 5 f 2 7- 셀클러스터 f 2 f 2 f 2 f f 1 3 h f 3 h f 3 h 2 h 2 1 h g 1 3 2 h 3 g 1 g 3 g 3 f 1 f 1 g 2 g g 2 1 g g 1 3 3 개의섹터와안테나를갖는 3- 셀클러스터 45/86
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o 아날로그셀룰러시스템의종류 AMPS, NMT, TACS, JTACS 등이있음 AMPS 는 1983 년미국에서처음서비스시작 NMT 는북유럽에서, TACS 는영국등에서, JTACS 는일본에서사용하는 우리나라는 AMPS 방식을사용하며 1984 년부터서비스개시 47/86
o 아날로그시스템의주파수재활용기술 : FDMA 아날로그시스템은주파수를재활용하려고주파수분할다중접속 (FDMA) 방식사용 주파수분할다중접속은이동통신망의단말기와기지국사이에주파수분할다중화 (FDM) 를적용한것 주파수분할다중화 (FDM) 는전송로대역폭하나를작은대역폭 ( 채널 ) 여러개로분할하여동시에많은단말기를사용하는방식 48/86
AMPS 는 FDMA 를사용하는아날로그방식 AMPS reverse communication band 49/86
o 이동통신의구성요소 이동단말기 (MT) : 모든이동체에설치된통신단말기. 가입자쪽종단에있는무선인터페이스로, 무선송수신기, 안테나, 제어장치로구성 기지국 (BS) : 단말기인이동국과교환국을연결하며, 안테나, 기지국무선송수신기, 제어부분, 전원장치등으로구성 이동통신교환기 (MSC) : 이동통신망과일반공중망을연결하거나, 각기지국에서발생하는착발신호를처리하고, 중앙통제, 공중전화망의시내교환기와연결. 또한이동가입자의위치를검출하고, 핸드오버 (Hand Over), 가입자상호간에정보도교환 홈위치등록기 (HLR) : 가입자정보가들어있고, 하나의센터형식으로동작하며중앙집중방식. 이동단말기의가입자정보와위치정보등을영구적으로저장하는데이터베이스 방문자위치등록기 (VLR) : 이동단말기가다른지역에서관할등록지역 (RA) 인현재의지역으로이동하였을때이동단말기의가입자정보를일시적으로저장하는데이터베이스 운용보존국 (OMC) : 이동통신의요소를운용, 유지보존 50/86
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o 구성요소 1 : 이동전화, PDA 눈에보이지만네트워크에서가장작은부분 57/86
o 구성요소 2 : 안테나 58/86
o 구성요소 3 : 인프라 1 기지국 케이블링 마이크로파링크 59/86
o 구성요소 3 : 인프라 2 눈이보이지는않지만네트워크의주요부분을구성 ( 투자측면에서도큰부분을차지 ) 관리 스위칭장치 데이터베이스 모니터링 60/86
v 구성요소와인터페이스 무선셀 MS MS BSS U m 무선셀 BTS MS BTS A bis A BSC BSC MSC MSC VLR HLR O VLR GMSC IWF signaling ISDN, PSTN PDN EIR AUC OMC 61/86
o 이동통신의구성요소 62/86
o 디지털셀룰러시스템의개념 이동통신과유선통신의연동과정 63/86
o 디지털셀룰러시스템의등장배경 이동통신서비스의수요가급격히증가하고, 아날로그방식의용량에한계가있으며, 각방식끼리연동이불가능하면서디지털셀룰러시스템을개발할필요성이높아져표준화가진행 o 디지털셀룰러시스템의종류 IS-54, GSM, PDC 등이있음 IS-54(Interim Standard-54) 는 1992 년부터미국에서채택한방식으로, AMPS 제어채널규격을그대로수용하고 TDMA 에기반을둠 GSM(Group Special Mobile) 은유럽중심의방식으로, 1993 년부터상용서비스를시작 PDC(Personal Digital Cellular) 방식은일본에서채택한방식 64/86
o 디지털셀룰러시스템의주파수재활용기술 : TDMA, CDMA 현재널리채택한통신기술인셀룰러이동통신은주파수를재활용하는기술이용 디지털셀룰러시스템에서는시분할다중접속 (TDMA) 이나코드분할다중접속 (CDMA) 방식사용 1989 년부터세계표준화방식으로시분할다중접속방식을채택 시분할다중접속 (TDMA) 65/86
v GSM 주파수대역 ( 예 ) 종류채널상향링크 [MHz] 하향링크 [MHz] GSM 850 128~251 824~849 869~894 GSM 900 전통적인확장 0~124, 955~1023 124 채널 + 49 채널 876~915 890~915 880~915 921~960 935~960 925~960 GSM 1800 512~885 1710~1785 1805~1880 GSM 1900 512~810 1850~1910 1930~1990 GSM-R 배타적사용 955~1024, 0~124 69 채널 876~915 876~880 921~960 921~925 - 추가적으로 GSM 400 (450-458/460-468 MHz 에서는 GSM 450,479-486/489-496 MHz 에서는 GSM 480 으로불리기도함 ) - 주의 : 주파수범위는각국가마다다를수있음! - 주파수대역의양끝에위치한채널은보통사용되지않음 66/86
v GSM 네트워크커버리지예 (www.gsmworld.com) 독일 T-Mobile (GSM-900/1800) 독일 O 2 (GSM-1800) 미국 AT&T (GSM-850/1900) 남아프리카 Vodacom (GSM-900) 67/86
v GSM-TDMA/FDMA 68/86
v BTS 와 BCS BSS의역할은 BTS와 BCS에분배되어있음 BTS는무선에고유한기능으로구성 BCS는무선채널을위한스위칭센터임기능 BTS BCS 무선채널관리 X 주파수도약 (frequency hopping) X X 유선채널관리 유선채널과무선채널사이의매핑 X X 채널의코딩및디코딩 전송속도적응 (rate adaptation) X X 암호화및복호화 (encryption/decryption) X X 호출 (paging) X X 상향링크시그널링측정 X 트래픽관리인증 (authentication) 위치등록, 위치갱신핸드오버관리 X X X X 69/86
v 핸드오버의 4 가지유형 1 2 3 4 MS MS MS MS BTS BTS BTS BTS BSC BSC BSC MSC MSC 70/86
수신수준 BTS old 수신수준 BTS old HO_MARGIN MS MS BTS old BTS new 71/86
o 주파수다중화 (FDM) 전체주파수영역을다수의작은주파수대역으로분할 채널은전체시간에서자신만의고유한주파수대역을얻음 장점 송수신기사이에복잡한조정이필요치않음 아날로그신호에서동작 c k 1 k 2 k 3 k 4 k 5 k 6 f 단점 독립된주파수할당으로주파수자원의낭비초래 유연성없음 보호구간필요 t 72/86
o 시간다중화 (TDM) 채널은특정한시간동안전체주파수대역을할당받음 장점 매체는특정시간에하나의반송파만사용 많은사용자가사용하더라도높은전송효율을보임 단점 정확한동기화필요 c k 1 k 2 k 3 k 4 k 5 k 6 f t 73/86
v 시간 / 주파수다중화 두방식의결합 채널은특정한시간동안특정한주파수대역을할당받음 예 : GSM 장점 도청으로부터보호강화 주파수선택간섭 (frequency selective interference) 영향에서보호 c k 1 k 2 k 3 k 4 k 5 k 6 단점 정확한조정필요 f t 74/86
v 코드다중화 (CDM) 각채널은유일한코드를가짐 모든채널은간은시간에같은주파수대역을사용 k 1 k 2 k 3 k 4 k 5 k 6 c 장점 주파수효율좋음 조정과동기화가필요치않음 도청과간섭에강합 f 단점 가변적인데이터전송속도 신호복원이더복잡함 주파수확산기술을사용 t 75/86
o 다중접속방식별특징 76/86
o 무선 ( 코드리스 ) 전화 CT-1(Cordless Telephone-1) 아날로그무선전화방식으로, 일반가정에서사용하는무선전화기가이방식을사용 46~49MHz 대역폭을사용하며, 통화범위는 50~100m 사용할수있는범위가극히제한되고, 통화품질이저하되거나보안에문제가발생할수있다는단점이있음 CT-2(Cordless Telephone-2) 가정내에서는무선전화기, 가정외에서는휴대용전화기, 사무실등에서는구내전화기로사용하는디지털방식 기존 CT-1 의단점을개선하려고영국과스웨덴이중심이되어만든방식으로, 나중에 PCS 기술을개발하는토대가됨 통화범위는 40~200m, 수용용량은 5,000 명 /km 다중화접속방식은 FDMA, 한채널당이용대역폭은 100KHz 이지만셀룰러전화기가나타나면서사용하지않음 CT-2+ 나 CT3(DCT 900) CT-2+ 는 CT-2 를발전시킨방식으로, 인접셀사이에서는핸드오프가능. 또한 DECT 와성능이비슷 77/86
o 무선전화별특징 78/86
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o 무선 ( 코드리스 ) 전화 DECT(Digital European Cordless Telephone) 아날로그에비해음질이깨끗하고, 도 감청이불가능 대용량의전화번호부를저장하거나문자메시지를송수신 (SMS, Short Messaging System/Short Message Service) 할수있어휴대폰과비슷한기능을제공하는디지털가정용무선전화기로, 미국과한국을제외한거의모든나라에서사용 DECT 기술은무선전화분야에서사용하나사용할때제약이있어많이보급되지않음 PHS(Personal Handyphone System) 일본에서 1995 년 7 월부터상용서비스를시작한가격이저렴한대중적인무선통신서비스로, TDMA 방식을사용 일본에서사용하는주파수대역은 1,895~1,911MHz 이며, 점차용량을확장하는중 PHS 서비스는일본정부에서강력하게지원하는정책이며, 사업자의적극적인시장공세전략으로초기에성공적으로가입자를유치하였지만이동전화가계속호조를보이는반면, PHS 는가입자가계속감소하고사업자의누적된적자로향후사업성이불투명 80/86
PHS(Personal Handyphone System) 81/86
o 무선 ( 코드리스 ) 전화 DECT(Digital European Cordless Telephone) 아날로그에비해음질이깨끗하고, 도 감청이불가능 대용량의전화번호부를저장하거나문자메시지를송수신 (SMS, Short Messaging System/Short Message Service) 할수있어휴대폰과비슷한기능을제공하는디지털가정용무선전화기로, 미국과한국을제외한거의모든나라에서사용 DECT 기술은무선전화분야에서사용하나사용할때제약이있어많이보급되지않음 PHS(Personal Handyphone System) 일본에서 1995 년 7 월부터상용서비스를시작한가격이저렴한대중적인무선통신서비스로, TDMA 방식을사용 일본에서사용하는주파수대역은 1,895~1,911MHz 이며, 점차용량을확장하는중 PHS 서비스는일본정부에서강력하게지원하는정책이며, 사업자의적극적인시장공세전략으로초기에성공적으로가입자를유치하였지만이동전화가계속호조를보이는반면, PHS 는가입자가계속감소하고사업자의누적된적자로향후사업성이불투명 82/86
DECT(Digital European Cordless Telephone): 코드리스전화를위해 ETSI(ETS 300.175-x) 에의해표준화됨 이표준은기지국과이동전화사이의무선인터페이스를기술 DECT 는전세계적인마케팅을위해 Digital Enhanced Cordless Telecommunication 로재명명 특성 주파수 : 1880-1990 MHz 채널 : 120 full duplex duplex 기술 : 10 ms 프레임길이를갖는 TDD (Time Division Duplex) 다중화방법 : 10 개의반송파주파수를갖는 FDMA, 2x12 슬롯을갖는 TDMA 변조 : 디지털, GMSK (Gaußian Minimum Shift Key) 전력 : 평균 10mW ( 최대 250mW) 범위 : 빌딩내약 50m, 개방된공간에서 300m 83/86
v DECT 기준모델 OSI 기준모델과유사 모든층에걸친관리계층 (management plane) 이있음 제어평면 (C-plane) 과사용자평면 (U-plane) 에다수의서비스지원 84/86
v DECT 시간다중화프레임 85/86
v DECT 표준의개선 DECT 규격서에추가하여다양한 DECT Application Profile 제공 1997 년 ETSI 에의해표준화된 GAP(Generic Access Profile) Ø 서로다른사업자들이만든 DECT 장치사이의상호운용성을보장 ( 음성통신을위한최소한의요구조건 ) Ø 유선네트워크를통한개선된관리능력 : CTM(Cordless Terminal Mobility) 유선네트워크 DECT 기지국 DECT 공통인터페이스 DECT 의이동부분 GAP DECT/GSM Interworking Profile(GIP) : GSM과연결 ISDN Interworking Profiles(IAP, IIP) : ISDN과연결 Radio Local Loop Access Profile(RAP) : 공공전화서비스 CTM Access Profile(CAP) : 사용자이동성지원 86/86
o 무선호출 (Pager) 일명 삐삐 라고도하는데, 1973 년미국에서처음시작 우리나라는 1995 년전후많이사용하다셀룰러전화기가나오면서사라짐 일반전화처럼사용자가부여된개별번호를누르면전화국을이용해무선기지국으로전파를발사하는방식 무선호출은공중전화망 (PSTN), 중앙교환국, 기지국등으로구성 중앙교환국은무선호출기의위치를파악하며, 기지국은무선호출기전파를전송 87/86
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o 아날로그와디지털무선데이터통신서비스 무선데이터통신서비스는무선으로정보를교환하는서비스로, 이동국과기지국사이에서 896~898MHz 나 936~938MHz 의주파수대역사용 데이터베이스를조회하거나차량 일정 수주관리와휴대용스캐너나팩스, 전자우편등의서비스제공 무선데이터통신서비스방식의종류 92/86
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o 주파수공용통신 (TRS, Trunked Radio System) 1978 년미국에서처음채택한방식으로, 무선중계국에할당된일정주파수를독립된각각의채널로묶어다수의사용자가공동으로사용할수있게함 일정주파수를전용하는기존셀룰러시스템과는다름 주파수의활용폭을극대화하고, 채널 16 개를 5,000 명까지공용으로사용할수있는장점이있음 ( 기존휴대전화는 500 명정도수용 ) 단점은통화내용이누설될수있어특수업무를하려면별도의비밀통화기능이필요하다는것 94/86
v TETRA(Terrestrial Trunked Radio) 주파수공용시스템 (Trunked radio system) 수많은무선반송파 짧은시간동안한사람또는하나의사용자그룹에게단일반송파할당 택시회사, 운송회사, 구조팀에서사용 공중네트워크와의인터페이스가짐, 음성과데이터서비스지원 매우신뢰성있음, 신속한호설정, 특정지역에서동작 TETRA - ETSI 표준 이전 : Trans European Trunked Radio point-to-point와 point-to-multipoint 암호화 ( 종단간, 무선인터페이스 ), 장치 / 사용자 / 네트워크인증 그룹통화, broadcast, 1초미만의그룹통화설정 ad-hoc( direct mode ), 릴레이및인프라네트워크 호대기열에서사전에우선권을갖음 선점적인우선순위를가진호대기 95/86
v 분야별계약 (%) 70 개이상의국가에서사용, 20 개이상의장비제조업체가있음 산업, 1 기타, 6 PAMR, 6 기름 / 가스, 3 공공안전 / 보안, 39 군대, 6 정부, 7 공공시설, 8 운송, 24 96/86
v 네트워크구조 TETRA infrastructure NMS switch BS BS BS switch switch PSTN, ISDN, 인터넷, PDN 다른 TETRA 네트워크 AI: Air Interface BS: Base Station DMO: Direct Mode Operation ISI: Inter-System Interface NMS: Network Management System PEI: Peripheral Equipment Interface 97/86
v Direct Mode I Direct Mode 는 ad-hoc 동작을가능하게함. GSM, cdma2000, UMTS 등의순수한인프라 - 기반네트워크와의중요한차이점임 네트워크 개인통화 Dual Watch 인프라및 ad-hoc 에번갈아가며참여 네트워크 권한을가진이동단말 그룹통화 Managed Direct Mode 98/86
v Direct Mode II 중계기의추가는전송의범위를늘림 ( 예 : 경찰차 ) 네트워크 중계기를사용한 Direct Mode 게이트웨이를사용한 Direct Mode 네트워크 네트워크 권한을가진중계기 중계기 / 게이트웨이를사용한 Direct Mode Managed Repeater/Gateway 99/86
v 기술 서비스 음성 + 데이터 (V+D) 와 PDO(Packet Data Optimized ) SDS (Short data service) 주파수 Duplex: FDD, 변조 : DQPSK 유럽 (MHz 단위, 아직모두가능하지않음 ) Ø 380~390 UL / 390~400 DL; 410~420 UL / 420~430 DL, 450~460 UL / 460~470 DL; 870~876 UL / 915~921 DL 다른국가들 Ø 380~390 UL / 390~400 DL; 410~420 UL / 420~430 DL, 806~821 UL / 851~866 DL 100/86
v 음성 + 데이터시스템의 TDMA 구조 101/86
o 개인휴대통신 (PCS, Personal Communication System) 개인이휴대하는이동통신서비스로, 유럽에서는 PCN, 일본에서는 PHS 라고명명 대역에따라협대역 PCS 와광대역 PCS 로구분 협대역 PCS 서비스에는전자우편, 신용카드체크등이있으며, 광대역 PCS 서비스에는휴대전화나데이터통신등이있음. 900MHz 대의 3MHz 주파수대역활용 광대역 PCS 는 1.8~2.2GHz 대의 160MHz 를활용 기존셀룰러전화보다가입자를더많이수용하려고셀룰러방식의셀크기보다더작은마이크로셀방식을채택 셀영역의반경은 6.5~13km. 셀크기가작아지면서셀개수와기지국수가많아진다는문제가있고, 핸드오프빈도도증가 적정한개수의셀과기지국을만들고, 기지국의기능을단순화하는것도문제를해결하는하나의방법 102/86
o PCS 와기타무선통신서비스의특징 103/86
o FPLMTS/IMT-2000 의정의 미래공중육상이동통신시스템 (FPLMTS) 은제 3 세대이동통신표준 지상과이동, 위성통신전체가하나로융합되고, 각사용자가개인단말기로음성, 이미지, 텍스트등멀티미디어서비스를제공받을수있음 IMT-2000 이라고도함 104/86
o FPLMTS/IMT-2000 의정의 105/86
v IMT-2000 패밀리 상호연동을위한인터페이스 IMT-2000 핵심망 ITU-T GSM (MAP) ANSI-41 (IS-634) IP- 네트워크 초기 UMTS (R99 w/ FDD) 핵심망과무선접속기술의유연한할당 IMT-DS ( 직접확산 ) IMT-2000 무선접속기술UTRA FDD ITU-R (W-CDMA) 3GPP IMT-TC ( 시간코드 ) UTRA TDD (TD-CDMA); TD-SCDMA 3GPP IMT-MC ( 다중반송파 ) cdma2000 3GPP2 IMT-SC ( 단일반송파 ) IMT-FT ( 주파수 - 시간 ) UWC-136 DECT (EDGE) UWCC/3GPPETSI 106/86
WCDMA CDMA 2000 (Wideband) 기본표준 3GPP / WCDMA 3 GPP / CDMA2000 채널대역폭 10 MHz 2.5 MHz 변조방식 CDMA, 16 QAM CDMA, 16 QAM 최대다운로드속도 14 Mbps 3.1 Mbps 최대업로드속도 5.8 Mbps 1.8 Mbps 비고 IS95 와호환 유럽개발 IS95 CDMA 에서진화, 북미개발 107/86
o IMT-2000 의출현배경 1990 년대이후부터이동통신서비스요구가폭발적으로증가하여실시간멀티미디어서비스를위해 32Kbps~2Mbps 의속도요구 기존제 2 세대이동통신이최대전송할수있는데이터양이 64Kbps 를넘지못하는한계점을극복하려고 IMT-2000 출현 108/86
o IMT-2000 과기존방식의특징비교 109/86
o IMT-2000 시스템구성과표준화 110/86
o IMT-2000 의진화과정 111/86
o IMT-2000 의진화과정 112/86
o IMT-2000 의진화과정 CDMA 2000( 동기식 ) CDMA 2000 은 2G 에서더욱발전된형태로, 데이터전송속도를높여다양한응용프로그램을수행할수있게해주는서비스 기술적면에서도전송속도는 14.4~144Kbps 로증가하고, 수용용량도 IS-95A 보다 2 배정도증가하며, 단말기대기시간도 2 배 W-CDMA( 비동기식 ) W-CDMA 시스템은음성품질이높고, 이동성을보장하며, PCS 에도응용가능 32Kbps ADPCM 을채택하여음성을부호화할수있고, 시속 100km 정도로움직여도통화가가능 113/86
o 와이브로란? 와이브로 (WiBro, Wireless Broadband Internet) 는무선광대역휴대인터넷서비스 휴대형단말기를통하여언제, 어디서나, 정지및이동중에도고속으로인터넷에접속하여필요한정보나멀티미디어컨텐츠 (contents) 를이용할수있도록하는데이터통신서비스. 114/86
o ( 와이맥스등장배경 ) Wi-Fi 의최대단점은커버리지가협소하고, 이동하며사용할수없다는점 넓은지역에서무선브로드밴드네트워크를구축하기위한새로운무선데이터통신기술에대한필요성으로등장 à 와이맥스 (WiMAX) : 802.16 규격 802.16a 는고정형와이맥스로 2~11GHz 의대역을사용하며, 75 Mbps 의전송속도 개활지에서 45 km, 도심에서 2 km 까지커버리지를구현. 802.16e 는기존 802.16a 에이동성을강화한것 시속 60 km 에서도 15 Mbps 속도로데이터통신이가능 o 와이맥스 기존의 Wi-Fi 에비해그기능과커버리지가확장된개념의기술 고정무선서비스기술과이동무선서비스기술 ( 모바일와이맥스 ) 로구분 와이맥스의커버리지는 50 km 까지확대, 전송속도또한 70 Mbps 까지가능. 115/86
와이브로는모바일와이맥스에해당하는표준, 우리나라가독자적으로개발한기술. 와이브로는 2.3 GHz 주파수대역을이용하여 60 km/h 이상이동시에도끊김없는무선인터넷서비스의제공이가능. ( 가입자당전송속도는약 1 Mbps) 휴대인터넷 ( 와이브로 ) 서비스의데이터전송률은무선전화보다높고, 이동성은무선 LAN 보다높음 와이브로는전파전달거리가최대 30 마일 (48 Km) 무선 LAN 인와이파이 (WiFi) 의신호전송거리 : 200 피트 116/86
v 특성 - 주파수대역 : 2.3GHz대의 100MHz - WLAN과의보호대역 10MHz - 사업자간보호대역 9MHz (4.5MHz x2) - 81 MHz대역폭을 3개사업자에 27MHz씩할당 2.3G ~ 2327 2331.5~2358.5 2363 ~ 2390 2.4G (MHz) SK KT Hanaro WLAN ( 보호대역 ) 4.5MHz 4.5MHz 10MHz - 듀플렉스방식 : TDD (Time Division duplex) - 채널대역폭 : 10MHz ( 고정 ) - 다중접속방식 : OFDMA ( 직교주파수분할다중접속 : (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 117/86
( 단위 : bps) 구분와이브로 (Wave 1) WCDMA(HSDPA) 1x EV-DO Rev.A < 와이브로모뎀 > 개요 이동중에도고속인터넷서비스제공이가능한 IP기반시스템 비동기식 W-CDMA 시스템을향상한 셀룰러시스템 현재상용서비스중인동기식 EV- DO의업그레이드시스템 전송방식 OFDMA/TDD CDMA/FDD CDMA/FDD 최대 상향 5.2M 1.4M 1.8M 전송률 하향 24.8M 14.4M 3.1M 이동성 60km/h 이상 250km/h 250km/h 상용화시기 2006. 6 2006. 5 2007. 9 < 와이브로에그 > 118/86
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o 와이브로서비스 ( 정리 ) 전송속도와이동성, 저렴한요금, 다양한콘텐츠등 와이브로의전송속도는현재 ADSL( 약 1 Mbps) 정도의전송속도가가능하여, 이동통신사의무선인터넷이나 3.5G HSDPA 보다데이터전송에유리. 와이브로는이동중에도사용이가능. o 와이브로서비스의분류 미디어서비스 : 웹미디어, VOD( 주문형비디오 ), 주문형음악, 게임, P2P(peerto-peer) 서비스등 데이터서비스 : 전자학습 (e-learning), 전자뱅킹 (e-banking), 웹탐색등. 통신서비스 : 웹메시지서비스, 비디오폰서비스, 이메일과같은서비스를포함. 120/86
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o All-IP 의등장배경 화상회의, 인터넷방송등 IP 에기반을둔고속멀티미디어서비스의수요가늘면서대역폭이폭발적으로증가하고, 회선망과패킷망, 음성과데이터응용의통합도요구 통신사업자의환경을바꿔야하고, 회선교환망과패킷교환망이모두있는 IMT-2000 에서무선자원의비효율성때문에새로운이동통신망필요 표준화를제정하는협의체인 GPP, GPP2 에서는차세대이동통신망인 All-IP 진행 122/86
o All-IP 의등장배경 123/86
o All-IP 네트워크의정의 제 4 세대이동통신망으로, IP 프로토콜에기반을두고음성, 영상, 텍스트등을실시간 / 비실시간서비스를함 각단말기별로있는 IP 주소를이용해발신측과수신측을연결 옥외환경에서는기존제 2 세대 GSM 이나고속모뎀인 HSCSD, 패킷방식의모뎀인 GPRS, 강화된 GSM 버전인 EDGE, CDPD, IS-95 CDMA 등의기술과연동 공중무선망외에도위성을이용해시스템을제공 다양한무선접근간의핸드오버는필수기능으로, 물리계층부터네트워크계층, 전송계층까지상호연동성이보장되어야제공가능 실제무선접근네트워크가단일화된코어네트워크를공유한다는점에서글로벌로밍과관련된솔루션제공 차세대 All-IP 네트워크환경에서는장비하나로모든것을처리하는통합형장비를기능별로나눌수있음 124/86
WCDMA CDMA 2000 (Wideband) 기본표준 3GPP / WCDMA 3 GPP / CDMA2000 채널대역폭 10 MHz 2.5 MHz 변조방식 CDMA, 16 QAM CDMA, 16 QAM 최대다운로드속도 14 Mbps 3.1 Mbps 최대업로드속도 5.8 Mbps 1.8 Mbps 비고 IS95 와호환 유럽개발 IS95 CDMA 에서진화, 북미개발 125/86
OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing), MIMO(Multi Input Multi Output) 등의신기술을이용한 3G 이동통신방식 WCDMA 의진화기술 주파수및고속의멀티미디어서비스를효율적으로사용하는 IP 네트워크로진화되는이동통신시스템을의미 LTE 는 4G 가규정하는서비스속도인이동중 100Mbps, 정지시 1Gbps 구현이가능할것으로보임 LTE 현이동통신망을기반 주파수대역부족 (?) < LTE 단말휴대전화 > 126/86
OFDM 다중접속 OFDM-TDMA 각사용자에게시간슬롯할당 할당된시간동안사용자는전체부반송파를모두사용 각사용자가요구하는전송률에따라주파수영역에서부반송파할당 OFDM-FDMA(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시간에제한받지않고데이터전송, 사용자의상태에따라동적할당 OFDM-CDMA 각사용자에게고유확산코드를할당 è 모든시간과부반송파를사용 127/86
세대 접속방식 전송속도 전송 형태 다운로드속도 (800 MB) 1G 아날로그 (AMPS) 음성불가 2G GSM CDMA 14.4 ~ 64 Kbps 음성 문자 6 시간 3G WCDMA, CDMA-2000 와이브로 144Kbps ~ 2 Mbps 음성 문자 동영상 10 분 Pre 4G LTE LTE Advanced Wibro Evolution 100 Mbps ~ 1 Gbps 음성 문자 동영상 5 초 128/86
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구분특징장점단점 Wibro (Wimax 802.16e) 다운로드 / 업로드 : OFDMA 듀플렉스 : TDD 이동성 : 60~120 KM/h 대역폭 : 1.4 ~ 20 MHz 다운로드 : 46 Mbps (2*2 안테나 ) 업로드 : 4 Mbps (1*2) 주요국가 : 유럽 - 4G 기술로개발완료기술 - 2G, 3G 와연동이필요없음 - 데이터전송과 IP TV 동시서비스 - 간단하고가벼움 - 가입자숫자적음 - 상용화국가적음 - 직접음성통신지원안함 LTE (3 GPP R8) 다운로드 :OFDMA 업로드 : SC-FDMA 듀플렉스 : FDD/TDD 이동성 : 350 km/h 대역폭 : 3.5, 5, 7, 8.75 10 MHZ 다운로드 : 302 Mbps (4*4 안테나 ) 업로드 : 75 Mbps (2*2 안테나 ) 주요국가 : 한국 - GSM, WCDMA 후속기술 - 3G 를사용중이므로 4G LTE 와연동용이 - 검증된기술 - 대부분의국가사용예정, 로밍용이 - 와이브로 4G 에비해개발상태가느림 - 상용화시기가오래걸릴수있음 -2G, 3G 연동기술로복잡하고무겁다. 130/86
구분 Wibro Evolution (Wibro 802.16m) LTE Advanced (3GPP R10) 특징 물리계층 è 다운로드 / 업로드 : OFDMA 듀플렉스 : FDD/TDD 이동성 : 350 KM/h 대역폭 : 5, 10, 20, 40 MHz 다운로드 : 350 Mbps (4*4 안테나 ) 업로드 : 200 Mbps (2*4) 물리계층 è 다운로드 :OFDMA 업로드 : SC-FDMA 듀플렉스 : FDD/TDD 이동성 : 350 km/h 대역폭 : 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 MHz 다운로드 : 1 G Mbps 업로드 : 300 Mbps 4 세대이동통신규격요구사항 (ITU-R): 이동시 100 Mbps, 고정시 1 Gbps 2012 년 2 월 : 최종국제표준승인예정 (Wibro-evolution, LTE-advanced) 131/86
o All-IP 네트워크의정의 132/86
All-IP 네트워크의정의 133/86
o 제 4 세대이동통신의특징과융합서비스 IMT-2000( 제 3 세대 ) 다음단계로, 현재개발중인통신기술 전송속도는 50~100Mbps 정도일것으로예상되어고화질의애니메이션데이터전송가능 블루투스, 무선홈연결, 디지털방송등과네트워크를간단히이용할수있는유비쿼터스환경에서더욱필요한기술 미래의이동통신망에서는음성과데이터를이용해실시간멀티미디어서비스를제공하고, 접속방법에상관없이끊김없게서비스할수있어야함 다양한서비스를쉽게제공하고, 이기종간접속문제를해결해주는망에자유롭게접근할수있으며, 망을구축하고서비스를제공하는비용을줄여야함 또한유선서비스를무선에서도동일하게제공하고, QoS, 가격등에서도최적화된접속서비스를제공해야함 134/86
o 제 4 세대이동통신의특징과융합서비스 135/86
o 제 4 세대이동통신의융합기술과발전방향 136/86
o 제 4 세대이동통신의융합기술과발전방향 137/86
o 제 4 세대이동통신의융합기술과발전방향 138/86
IT CookBook, 최신정보통신개론