800㎒ 재배치…LG텔ㆍKTF 등 미래 이통시장 반격 기회
케이블TV, 와이브로 진출길 열려

`주파수 전쟁 서막이 올랐다.`

방송통신위원회가 29일 황금주파수와 와이브로 주파수 재배치 계획을 발표함에 따라 ITㆍ미디어 업체들은 각각 미래 플랜을 짜느라 분주해졌다.

방통위는 이날 SK텔레콤이 독점하고 있는 황금주파수인 800㎒(메가헤르츠) 대역 중 일부와 남은 와이브로 대역(2.3㎓)을 이르면 2011년 6월 후발ㆍ신규 사업자에 경매 등 방식으로 재배치한다고 발표했다.

주파수는 영토 영공 영해에 이은 `제4 영토`로 불릴 정도로 자원이 한정돼 있고 활용 가치가 무궁해 미국 등 선진국에선 전 업계가 영역을 넘나드는 주파수 확보전을 벌이고 있다.

방통위가 31일 공청회를 거쳐 올해 말까지 확정할 `주파수 회수ㆍ재배치 정책방안`은 후발 사업자에 기회를 주고 신규사업자 진입을 통한 통신산업 활성화를 목표로 하고 있다. 이로써 SK텔레콤 등 선발주자의 투자를 유도한다는 전략도 깔려 있다.

LG텔레콤이나 KTF 등 후발사업자는 새로운 사업 기회를 갖게 될 전망이다. 특히 케이블업계가 와이브로 주파수를 획득해 신규사업자로 진출하게 되면 이동통신 산업은 통신ㆍ방송 영역 구분 없는 무한경쟁에 돌입하게 된다. 정액제로 값싸게 모바일 인터넷을 이용하고, 인터넷TV(IPTV)를 휴대폰으로 싸게 볼 수 있는 시대를 예고하고 있다.

주파수 회수ㆍ재배치안의 핵심은 저주파수 대역에서 40㎒ 폭이 새로 생겨나는 것이다. SK텔레콤이 독점하고 있던 800㎒ 대역과 군부대가 사용하던 900㎒ 대역에서 각각 20㎒ 폭이 회수돼 3G(세대) 이상 용도로 사용된다. SK텔레콤이 내놓는 20㎒는 종전 SK텔레콤에 합병되기 전 신세기통신(017 사업자)이 사용하던 주파수 규모다.

최근 휴대전화 이용자들의 데이터 사용량이 늘어나는 추세를 감안하면 이번 40㎒ 폭은 한 사업자에만 돌아갈 가능성이 높다. LG텔레콤이나 KTF 등이 주파수 획득에 유리한 위치에 서 있다. KTFLG텔레콤은 800㎒ 주파수를 활용해 해외 로밍 서비스를 제공하고, 수도권 외곽지역 통화 품질을 개선할 수 있게 됐다. 특히 LG텔레콤은 800㎒를 비롯해 정부가 재배치할 700㎒, 900㎒ 주파수를 이용해 다가올 4세대 이동통신 시장을 선점할 발판을 마련한다는 전략을 짰다.

4세대 이동통신은 휴대폰으로 몇 초 만에 영화 한 편을 내려받는 꿈의 이동통신. 현재 휴대전화가 진화한 LTE(롱텀에볼루션)가 표준이 될지, 한국이 개발한 와이브로(휴대인터넷)가 표준이 될지 관심사다. 노키아 LG전자 SK텔레콤 등은 LTE, 삼성전자 KT 케이블업계 등은 와이브로를 밀고 있다.

SK브로드밴드(옛 하나로텔레콤)가 반납한 2.3㎓ 대역 와이브로 주파수 재배치도 초미의 관심사다.

방통위는 이 주파수 대역에 대해서만 `신규` 사업자에 할당한다고 방침을 정했다. 방통위가 와이브로 주파수에 음성 탑재 허용도 검토하고 있어 와이브로 주파수 획득은 이동통신 산업으로의 진출을 의미한다.

현재 와이브로 주파수 확보를 위해 가장 먼저 준비에 나선 곳은 케이블TV업계와 중소기업 컨소시엄 등이다. 케이블TV업계는 이동통신사업 직접 진출(MNO)과 주파수 임차를 통한 진출(MVNO), 와이브로 주파수 획득 등 세 가지 방식을 놓고 검토한 뒤 와이브로 사업 쪽으로 최종 방향을 결정했다.

이를 위해 케이블TV업계는 조인트벤처 형식의 회사를 설립할 계획이다.

신용섭 방송통신위원회 통신정책국장은 "한국이 개발한 와이브로가 4세대 이동통신 세계 표준으로 점차 인정받고 있어 이를 미래 성장동력으로 육성할 필요가 있다"며 "주파수 할당 등 지원을 아끼지 않겠다"고 밝힌 바 있다. 물론 단기간에 이뤄지는 데는 한계가 있을 것으로 보인다. 최시중 방송통신위원회 위원장은 "와이브로가 시장에서 성공적으로 안착하는 데는 시일이 걸릴 것"이라고 말했다. 4세대 이통 표준이 아직 확정되지 않은 점, SK텔레콤 등 선발주자가 와이브로 투자에 미온적인 점 등도 남은 숙제다.

방통위가 주파수 재배치 방안으로 경매제를 도입할 경우 할당 절차, 기준의 투명성ㆍ공정성 확보와 주파수의 시장 가치 반영이 가능하지만, 경매 과열로 경매대금이 급격히 올라가면 사업자 부담이 증가할 수 있다. 너무 높은 금액을 써 냄으로 인해 자금 압박을 겪게 되는 `승자의 저주` 가능성도 제기된다. 또 과도한 경매 금액을 가입자에게 요금 부담으로 전가하는 경우도 예상된다. 방통위는 주파수 재배치에서 경매제를 염두에 두고 있다.

■ <용어>

▶황금주파수 : 주파수는 대역이 높을수록 직진성이 강해 건물에 부딪치면 쉽게 끊어진다. 극단적으로 레이저를 생각하면 된다. 와이브로에 쓰이는 2.3㎓도 높은 편이다. 반면 800㎒를 비롯한 ㎒ 대역 주파수는 건물에 닿아도 쉽게 돌아간다. 400㎒ 대역인 무선호출기가 지하에서도 잘 터지는 이유이기도 하다. ㎒ 대역 주파수는 한 개의 기지국이 커버하는 반경이 넓은 까닭에 투자비가 적게 들어 이동통신에서는 황금주파수로 불린다.

▶800㎒ 주파수 : SK텔레콤이 독점하는 주파수로 2011년 6월에 이용 기간이 끝나 대역폭 45㎒ 가운데 20㎒ 폭을 정부가 회수해 재할당한다.

▶900㎒ 주파수 : 군부대가 사용하고 있는 주파수로 20㎒ 폭을 정부가 회수해 재할당할 예정이다.


유진평/이승훈 기자 , 08/10/29
 

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주도의 첨단 통신기술 와이브로(모바일 와이맥스)가 통신 본고장 미국에서 화려하게 데뷔했다.

삼성전자는 미국 통신사업자 스프린트넥스텔이 8일(현지시각) 볼티모어에서 모바일 와이맥스 개통식을 갖고 본격적인 서비스에 들어갔다고 밝혔다.

볼티모어는 삼성전자가 모바일 와이맥스 네트워크 구축을 담당한 지역 중 한곳으로, 이번 상용서비스 시작으로 삼성전자의 미국 내 모바일 와이맥스 사업 입지가 더욱 확대될 전망이다.

이에 따라 삼성전자는 이번 개통을 계기로 한국·미국을 비롯해 총 6개국에서 모바일 와이맥스 상용화 경험을 갖게 됐다.

삼성전자와 스프린트넥스텔은 지난해 8월 공급 계약 후 12월에 시범서비스를 실시했으며, 지난 4월 최종 시험을 마쳤다.

이날 행사에는 댄 헤세 스프린트넥스텔 CEO와 베리 웨스트 모바일 와이맥스 사업담당 사장, 삼성전자 네트워크사업부장 김운섭 부사장, 션 말로니 인텔 CMO를 비롯한 타임워너케이블, 컴캐스트, 구글, 모토로라, 노키아지멘스 경영진 등 총 300여명이 참석했다.

스프린트넥스텔은 개통식 당일 해상에서는 수상 택시, 육상에서는 시연 차량을 다수 운영하는 등 볼티모어 전역에서 다양한 이벤트를 개최하며 모바일 와이맥스 알리기에 적극적으로 나섰다.

베리 웨스트 모바일 와이맥스 사업담당 사장은 “삼성은 모바일 와이맥스 사업의 가장 중요한 파트너”라며, “미국인은 앞으로 새로운 형태의 커뮤니케이션을 경험하게 될 것”이라고 말했다.

최지성 삼성전자 정보통신총괄 사장은 “미국에서 와이브로 서비스가 성공적으로 개시됨에 따라 와이브로 도입을 저울질하던 많은 해외 사업자의 사업 추진에 속도를 붙일 것”으로 예상했다.

삼성전자는 당초 워싱턴을 비롯해 세계 경제와 문화의 중심지 뉴욕, 보스톤, 필라델피아, 프로비던스 등 스프린트넥스텔의 동부지역 상용 네트워크 구축을 할당받았으나, 최근 상용 장비 기술력을 인정받아 서부 텍사스 댈러스 지역을 추가 할당받았다.

한편 스프린트넥스텔은 2010년까지 기지국 2만5000개 정도를 설치, 전국에 1억4000만명의 인구 커버리지를 확보할 계획이다.

홍기범기자 kbhong@etnews.co.kr , 2008/10/10

<표> 삼성전자·스프린트넥스텔 와이브로 사업 연혁

2006년 8월 모바일 와이맥스 상용 서비스를 위한 전략적 제휴(인텔, 노키아 포함 총 4개사)
2007년 8월 모바일 와이맥스 상용 장비 공급 계약(삼성 동부, 모토로라 중부, 노키아 서부 구축 담당)
2007년 12월 프랜들리 유저 대상 시범 서비스 시작
2008년 5월 상용 서비스를 위한 스프린트의 최종 품질 테스트 통과, 10월 볼티모어 지역에서 첫 상용 서비스 시작
2008년 말 워싱턴 상용서비스 예정
2009년 초 필라델피아, 보스턴, 댈러스 상용서비스 예정


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삼성전자가 최근 쿠웨이트, 카자흐스탄의 통신사업자와도 와이브로(모바일 와이맥스) 시범서비스를 계약했다.

또 대만, 말레이시아 통신사업자와도 사업계약 절차를 마무리하고 연내 본 계약을 할 예정이다. 이에 따라 와이브로를 도입한 나라는 우리나라를 포함해 12개국으로 크게 늘어나 와이브로 해외 수출이 본궤도에 오를 전망이다.

삼성전자는 28일 모바일 와이맥스인 우리나라의 와이브로에 해외 각국의 관심이 높아지면서 시범 및 상용서비스를 위한 시스템도입 요청이 쇄도해 새롭게 쿠웨이트·카자흐스탄이 시스템을 도입하기로 했으며, 대만·말레이시아도 시스템 공급협상을 마무리하고 최종 계약 절차를 진행 중이라고 밝혔다. 삼성 측은 또 영국의 통신업체와도 협상이 순조롭게 진행되고 있다고 덧붙였다. 이에 따라 삼성전자의 와이브로 사업이 우리나라보다 해외에서 본격적인 성장궤도에 진입한 것으로 평가된다.

삼성전자 측은 이와 관련, “지난 8일 상용 서비스를 시작한 미국의 스프린트넥스텔의 투자가 지속적으로 늘고 있고, 올해 12월에는 러시아 스카텔도 상용서비스를 시작하는 등 본격적인 매출 확대의 전기를 마련했다”고 평가했다.

삼성전자는 이 같은 해외 사업의 호조에 따라 지난해 700억원에 불과했던 와이브로 매출이 올해에는 이보다 5배가량 늘어난 3300억원에 달할 전망이다. 회사 측은 내년 4500억원, 2010년에는 6000억원으로 매년 50%의 성장세를 이어갈 것으로 예측했다.

삼성전자는 지난해 한국을 비롯해 베네수엘라 옴니비전, 사우디아라비아 모빌리 등과 상용서비스를 시작한 데 이어 내년에는 미국 스프린트넥스텔과 러시아 스카텔의 시스템 확대와 함께 상용서비스 일정이 확정된 일본, 리투아니아 등에서도 본격적인 매출이 일어날 것으로 기대하고 있다. 또, 계약 체결 뒤 시기만 조율하고 있는 브라질 TVA도 내년에는 상용서비스를 시작할 것으로 예상하고 있다.

내년에는 쿠웨이트, 카자흐스탄 등이 시범서비스를 예정하고 있다. 특히 아직 주파수 확보라는 변수가 남아 있지만, 현재 협상을 진행 중인 영국 BT와 계약을 체결하면 매출 목표는 더욱 늘어날 전망이다.

삼성전자 고위 관계자는 “와이브로 수출 계약만 한국을 제외하고 11개국으로 확대됐다는 것은 와이브로 사업이 국내보다 해외에서 오히려 인정받고 상승세를 타고 있다는 증거”라며 “현재 표준화가 진행되고 있는 LTE 등 차세대 이동통신에 앞서 와이브로를 앞세워 4G 시장의 기술과 시장을 리드할 수 있다는 점에서 큰 의미가 있다”고 밝혔다.

홍기범기자 kbhong@etnews.co.kr , 2008. 10. 29

‘서울에서 대구로 KTX를 타고 내려가는 회사원 A씨.

기차시간 1시간 50분 동안 할 일을 찾던 A씨는 영화를 보기로 마음먹는다. 그는 갖고 있던 휴대전화를 통해 2시간짜리 최신 영화를 다운로드받았다. 이때 걸린 시간은 1분여 남짓. 그것도 시속 300km가 넘는 초고속 열차에서다.’

A씨의 얘기는 아직 상용화되진 않았지만, 현실에서 이미 선을 보였다.

삼성전자와 한국전자통신연구원(ETRI)이 선보인 ‘와이브로 에볼루션’ 기술이 그것. 와이브로 에볼루션 기술은 기존 와이브로에 비해 데이터 전송속도가 4배 이상 빠르다.

다운로드 속도는 149Mbps, 업로드는 43Mbps에 이른다. 400Mb의 MP3 음악파일을 0.2초 만에 내려 받을 수 있다. 또 기존 와이브로는 120km 속도에서 데이터 통신이 가능하지만, 에볼루션은 350km까지 확장됐다.

와이브로는 지난해 3세대 이동통신(3G) 기술 표준 중 하나로 인정받은 바 있다. 그 연장선상에 있는 와이브로 에볼루션이 주목받는 이유는 현재의 3세대 이동통신을 이을 차세대 기술, 즉 4세대 이동통신(4G)과 연관성이 깊기 때문이다.

지금 사용하고 있는 휴대전화들은 2세대 혹은 3세대 이동통신서비스를 이용한다. 화상전화와 무선고속인터넷 등을 갖춘 SK텔레콤과 KTF의 서비스가 3세대다.

4세대 이동통신은 3세대 이동통신의 대를 잇는 서비스로 내년 2월 후보 기술 제안이 본격화돼 2011년 정도 상용화가 시작될 전망이다. 현재 4G에 대한 명확한 기준은 없지만 정지 시 1Gbps, 이동시 100Mbps 속도가 차세대 이동통신 기술 기준으로 평가된다.

와이브로 에볼루션은 이 기준을 웃돈다. 따라서 국외 기술에 의존했던 2세대나 3세대 이동통신서비스와는 달리 4세대에선 우리 기술도 세계 표준 중 하나로 채택될 가능성이 높다.

와이브로 에볼루션의 기반인 와이브로는 이미 세계 각국에서 상용화되면서 기술력을 인정받고 있다.

미국 3위 이동통신 업체 스프린트넥스텔은 10월부터 미국 볼티모어 지역에서 ‘모바일와이맥스(와이브로의 국외 명칭)’ 상용서비스를 시작했다. 볼티모어 지역에 구축된 기지국 200곳에는 모두 삼성전자의 장비가 들어갔다.

삼성전자 관계자는 “시카고와 워싱턴DC·필라델피아·보스턴·댈러스 등 스프린트넥스텔이 서비스를 준비 중인 지역에서 총 1000곳에 기지국을 설치했고, 2010년까지 7700여곳에 기지국을 추가 설치할 계획”이라고 밝혔다.

와이브로, 미국·중동서 서비스 본격화

미국뿐 아니라 중동, 러시아 지역에도 진출했다.

사우디아라비아에서 2위 이동통신 업체인 모빌리는 지난달 중동 지역에서 처음 모바일와이맥스서비스 ‘브로드밴드앳홈’을 시작했다. 삼성전자의 장비를 활용해 리야드 등 4개 지역에서 서비스를 제공하고, 앞으로 서비스 지역을 확대해나간다는 계획이다.

우즈베키스탄에선 KT가 인수한 현지 통신 업체 슈퍼아이맥스가 국내 IT서비스 업체 포스데이타의 장비를 활용, 이달 중순부터 상용서비스를 시작했다.

잇단 국외 진출 성공으로 와이브로 장비를 제공하는 삼성전자는 앞으로 관련 시장을 주도한다는 복안이다.

와이브로 에볼루션이 와이브로 기술을 기반으로 한 만큼 서비스가 활성화되면 자연스럽게 4세대 서비스로 이어질 가능성이 높다.

최지성 삼성전자 사장은 “와이브로에서 기술 리더십을 확보해 와이브로시장은 물론 차세대 4G 기술도 주도해나가겠다”고 밝혔다.

삼성전자의 발 빠른 행보에 경쟁 진영도 분주해지고 있다. 현재 대표적인 차세대 이동통신 기술로는 ‘롱텀에볼루션(LTE)어드밴스’가 있다.

LTE어드밴스는 노키아, 에릭슨 등 유럽 업체들이 주도하는 기술 진영. WCDMA 기술의 연장선상에 있다. 이 밖에도 퀄컴사의 ‘울트라 모바일 브로드밴드’라는 기술이 있지만 상용화에 있어 앞서 두 표준에 비해 뒤처져 있다.

국내에선 삼성전자의 맞수인 LG전자 측이 LTE 기술 개발에 집중하고 있다.

LTE 측은 휴대전화시장 1위 기업인 노키아와 함께 보다폰, 미국 AT&T와이어리스, 버라이존, 일본의 NTT도코모 등 대형 통신 업체들이 참여했다.

LG전자, LTE 기술에 ‘올인’

국내에선 삼성전자의 맞수인 LG전자가 LTE 쪽에 전념하고 있다.

LG전자는 10월 초 LTE 기술 진영의 워킹그룹 회의를 서울에서 개최한 바 있다. 이 회의에는 LG전자와 노키아, 에릭슨, 보다폰, 노텔사 등 이동통신 관련 20여개 업체가 참여했다.

최진성 LG전자 이동통신연구소장은 “LTE 진영 서울 회의를 통해 상용화에 한걸음 더 가까워지는 계기가 됐다”면서 “LG전자가 4G 휴대전화 기술 주도권을 지속적으로 확보해나갈 것”이라고 강조했다.

같은 계열의 LG텔레콤 또한 4세대 서비스에 적극적인 만큼, LG전자와 보조를 맞출 공산이 크다.

정일재 LG텔레콤 사장은 최근 LG텔레콤 신사옥 준공과 더불어 차세대 이동통신인 4G 사업을 준비하고 적극적인 투자에 나설 것임을 분명히 했다.

향후 있을 700~800Mhz 대역의 주파수 재분배를 통해 4G 서비스 준비에 만전을 기한다는 계획. LG텔레콤은 SK텔레콤이나 KTF와 달리 WCDMA 방식의 3세대 서비스는 제공하지 않고 있다.

LG 측이 LTE 쪽에 ‘올인’하는 분위기인 데 반해 삼성전자는 양수겸장 전술을 펴고 있다.

원천기술을 보유하고 있는 와이브로 에볼루션 상용화에 주력하면서도 동시에 LTE 기술 개발에도 관여하고 있다. 와이브로를 중심으로 하되 시장 상황에 따라 LTE 쪽 시장에도 언제든 참여할 수 있도록 준비를 한다는 것이다.

전망은... 

2011년까지 시간이 많이 남아 있는 만큼 4세대 이동통신 표준을 예상하기는 쉽지 않은 게 사실. 시장에선 과거 유럽식 GSM과 미국식 CDMA처럼 4세대에서도 2~3개 표준이 경쟁할 것으로 보인다.

현재로선 유럽과 미국의 이동통신사 및 휴대전화 기기 업체들이 참여하고 있는 LTE가 주류로 자리 잡을 가능성이 크다.

정승교 우리투자증권 연구위원은 “아직까지 시간이 많이 남아 있어 현재로선 구체적 방향을 알기는 힘들다”면서 “글로벌 표준의 경우 LTE와 와이브로 에볼루션 등이 유력한 것은 분명해 보인다”고 말했다. LTE 진영의 우세설에 대해 삼성전자 쪽은 큰 문제가 없다는 입장이다. 일단 와이브로 에볼루션 측은 기술적으로는 전혀 손색이 없다는 반응이다.

최근 와이브로 에볼루션 시스템 시연회에서 전재호 삼성전자 상무는 “미국, 러시아, 일본 업체들이 와이브로 에볼루션에 상당한 관심을 갖고 있으며 성능에 만족하고 있다”면서 “와이브로 에볼루션 원천기술 확보로 기술 선점 효과를 거둘 수 있게 됐다”고 설명했다. 전 상무는 “기존 와이브로에 비해서 LTE가 다소 우수했지만 와이브로 에볼루션 기술 개발로 4세대 이동통신에서 핵심기술을 보유할 수 있게 됐다”고 덧붙였다.

특히 GSM과 CDMA가 공존했듯이 LTE와 와이브로 에볼루션이 같이 사용될 가능성이 높은 만큼, 와이브로 에볼루션이 보조적으로 사용돼도 삼성전자 등 원천기술을 보유한 우리 업체들의 이익은 상당한 수준에 이를 전망이다.

두 기술 접목될 수도

LG전자 관계자는 “LTE가 4세대 이동통신의 주류로 자리 잡을 것으로 본다”면서도 “기술적인 측면에서 데이터 전송 속도와 용량 등에서 와이브로 에볼루션도 장점을 갖고 있다”고 밝혔다.

기술적으로 결합이 가능하다는 주장도 있다. 정승교 연구위원은 “LTE나 와이브로 에볼루션을 결합한 서비스를 내놓는 것 또한 어려운 일이 아니다”면서 “와이브로 에볼루션이 데이터 전송 용량과 속도에서 앞서는 만큼 LTE와 와이브로 에볼루션이 다양한 형태로 접목될 것으로 본다”고 분석했다.

[김병수 기자]

[본 기사는 매경이코노미 제1478호(08.10.29일자)에 게재된 기사입니다]
강희종기자 hjkang@inews24.com/2006년 05월 15일



휴대인터넷 와이브로(WiBro)는 처음부터 우리나라가 독자적으로 개발한 광대역 무선기술이라 와이브로는 해외에서 모바일 와이맥스라고 소개되기도 한다. 와이브로와 와이맥스, 모바일 와이맥스에 대해 알아보자.


휴대인터넷은 정보통신부가 정보기술(IT) 분야의 신성장 동력으로 삼은 ‘IT839’ 정책 중 한가지였다. 하지만 한국이 독자적으로 휴대인터넷을 추진하자 한미간 통상 마찰이 발생했다. 미국은 자국 기업들의 시장 진입을 위해 휴대인터넷에 국제 표준을 적용할 것을 요구했다.

이에 따라 한국 휴대인터넷 기술은 인텔, BT, 스프린트, 시스코, 알카텔 등이 참여하고 있는 와이맥스(Wimax) 표준을 받아들이기로 결정했다.

하지만 KT, 삼성전자, 포스데이타, ETRI 등 국내 기업들과 연구기관들은 와이맥스 기술을 받아들이는데 그치지 않고 적극적으로 국내 기술을 국제 표준화하는 노력을 했다. 그 결과 2005년 12월 제정된 모바일 와이맥스(802.16e) 필수 규격에 와이브로 기술이 상당수 채택되는 성과를 얻었다.

와이맥스와 모바일와이맥스

우리나라에서도 많이 사용하고 있는 무선랜은 802.11 계열 기술로, 세계적으로는 와이파이(Wi-Fi)로 통용된다. 와이파이는 최대 전송속도가 40Mbps까지 가능하지만 기지국 당 커버리지가 30~200m 정도로 협소하다는 단점이 있다.

따라서 넓은 지역에서도 무선 브로드밴드 네트워크를 구축하기 위해서는 좀더 넓은 커버리지를 가진 새로운 무선통신 기술이 필요하게 됐으며 그래서 탄생한 것이 802.16 계열이다.

IEEE 802.16 그룹은 2000년에 활동하기 시작해 2002년 4월 10~66GHz 대역에서 운용되는 802.16 버전의 표준을 최초로 발표했으며 이후 802.16버전을 보완한 802.16a 규격을 발표했다.

고정형 와이맥스라고 불리는 802.16d(802.16-2004)는 개활지에서는 45km까지, 도심지역에서도 1~2Km까지 커버리지를 확대할 수 있다. 고정형 와이맥스의 주파수 대역은 2~11GHz를 활용할 수 있으며 섹터당 20MHz의 채널을 바탕으로 전송속도는 최대 75Mbps까지 구현할 수 있다.



802.16e는 2005년 12월 IEEE로부터 표준 승인이 완료됐으나 승인 제품은 2006년말 정도에나 나올 전망이다. 모바일와이맥스는 와이맥스에 이동성이 강화된 것으로 노트북, PDA, 이동전화 등 이동형 단말기를 통해 접속이 가능하다. 모바일와맥스는 2~6GHz 주파수 대역을 바탕으로 개발이 진행 중이다.

와이브로 표준

국내에서의 표준 규격은 2004년 7월 국제 통상 문제 등을 고려해 ‘IEEE 802.16 + 5가지 성능 기준’으로 정의됐다.

5가지 성능기준은 첫째, 셀 경계 지역에서 60km/h로 이동시 가입자당 최소 하향 512kbps와 상향 128kbps를 보장하여야 하며, 둘째, 채널 대역폭은 9MHz 이상이어야 하며, 셋째, 사업자 장비간 로밍 가능하여야 하고, 넷째, 주파수 재사용 계수는 1이며, 다섯째, FDD 가 아닌 TDD 방식이어야 하고 사업자간 송수신 타임 슬롯의 동기를 일치시켜야 한다.

와이브로는 전송속도를 높이기 위하여 3G 방식에 사용되는 AMC(Adative Modulation and Coding), H-ARQ(Hybride Automatic Repeate request), Fast Scheduling 등의 기술을 공통으로 포함하고 있으며, 다중화 기법은 768개 통화채널 부반송파를 일정 단위 묶음으로 분리하여 할당하는 OFDM-FDMA (OFDMA) 방식이 사용된다.

와이브로는 매우 전파가 좋은 조건에서 최대 전송속도는 하향링크 19.2Mbps, 상향링크 4.95Mbps를 나타낸다. 와이브로 시스템은 단말기(PSS: Portable Subscriber Station), 기지국(RAS: Radio Access Station), 제어국(ACR: Access Control Router)로 구성된다.

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[이동통신] 4G 핵심 무선망 기술 분석 보고서
4G란 용어는 1~3세대의 명칭으로부터 이어져 오는 일반적인 명칭이나 2001년 발행된 ITU-R의 PDNR(Preliminary Definition New Recommendation)에서는 전체 시스템을 총괄하는 개념으로 Systems beyond IMT-2000이라는 용어를 제정하여 사용하고 있으며, 현재 B3G라는 용어로 널리 사용되고 있다. 특히 이 용어는 이해관계에 따라서 다양하게 사용되고 있는데, 새로운 무선 접속 기수를 강조하는 아시아를 중심으로 4G라는 용어가 널리 사용되며, 기존 시스템의 발전 및 통합을 강조하는 유럽의 국가들을 중심으로 B3G란 용어가 더 널리 사용되고 있다.
ITU-R WP8F에서 제시한 4G의 비전과 목표를 바탕으로 4G 시스템은 크게 Ubiquitous & Seamless connection, High data rate, Openness, Network convergence의 특징을 갖는다. 무선망과 핵심망 모두 위의 특징을 갖추어야 4G 시스템의 완전한 구성을 이룰 수 있으며 무선망은 특히 high data rate에 초점을 맞추어 전파를 이용한 무선 접속 구간에서의 대용량 데이터 전송이 가능하도록 하는 기술 개발을 요한다.
4G 시스템의 무선망 기술은 크게 다중 접속 기술, 안테나 기술, 코딩 및 변조 기술, 무선 자원 관리 기술, link adaptation으로 분류할 수 있다.

다중 접속 (Multiple access) 기술
다중 접속은 시간, 주파수, 부호 등의 한정된 무선 자원을 여러 사용자나 시스템이 공유/분할하여 사용하는 것을 뜻한다. 다중 접속 기술이 고려해야 할 사항으로 Duplexing 방법, MAC 계층과 물리 계층이 있다. Duplexing 방식으로는 TDD(Time Division Duplex)와 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 있는데, 기존의 이동통신 시스템에서는 상하향 링크에서 동일한 음성 통화 서비스를 제공하기 위해서 대칭적인 FDD 방식을 사용해 왔지만 4G 시스템에서는 상하향의 비대칭적 데이터 전송을 위하여 유연한 구조의 TDD 방식을 선호하고 있다.
3G 시스템에서는 CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access) 방식이 다중 접속 기술로 사용되었으나 4G 시스템의 고속 데이터 전송을 위한 광대역 시스템을 위해서는 주파수를 분할하여 사용하는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), MC-CDMA, OFCDM 등의 방식이 연구되고 있으며 많은 시스템이 실험적으로 구현되고 있다.

안테나 기술
4G 시스템에서는 높은 주파수 효율성을 위하여 다중 안테나 기술이 필수적으로 사용될 전망이다. 3G 시스템에서 사용되던 전송 다이버시티와 빔포밍 기술은 4G에서도 발전된 형태로 구현될 것이고 시스템의 대용량화를 위해 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 기술이 도입된다. 다중 안테나를 사용하면 어레이 이득, 간섭 제거 이득, 다이버시티 이득, 다중화 이득을 얻을 수 있으며 이는 모두 고속 데이터 전송을 위한 장점이 된다. 다중 안테나 기술은 안테나간의 상관성에 따라 다음 그림과 같이 분류할 수 있다.


(그림 1) 다중 안테나 기술의 분류


코딩 및 변조 기술
일반적으로 많은 디지털 무선 전송 시스템에서 PSK(Phase Shift Keying)와 같은 일정한 진폭을 갖는 변조 방식은 전력 효율이 높고 비선형 증폭기를 사용할 수 있어서 많이 이용되어 왔다. 반면 PSK보다 주파수 효율이 높은 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 방식은 선형 증폭기가 필요하며 위상과 진폭에 왜곡을 가져오는 다중 경로 페이딩 채널에서 신호 처리가 복잡해지는 단점을 갖기 때문에 3G 셀룰러 시스템까지는 사용이 기피되었다. 그러나 회로 성능의 발전에 따른 저렴화와 RF transceiver의 소형화, 고속 데이터 전송의 요구로 인해 주파수 효율이 높은 QAM 방식이 근거리 무선망이나 4G 이동통신 시스템의 하나의 변조 방식으로 사용될 전망이다.
고차원 변조 방식은 k 비트의 디지털 정보를 한번에 M=2k개의 파형으로 변환하여 주파수 효율면에서 많은 이득을 제공하지만 간섭, 다중경로 페이딩, 열잡음에 민감한 단점을 가진다. M-ary QAM은 적당한 추가적인 전력 하에서 PSK 방식보다 더 좋은 주파수 효율을 가지나 16QAM 이상의 고차원 변조 방식은 다음과 같은 이유로 무선 전송 시스템에서 사용이 되지 않았다.
  • 다중 경로 페이딩을 통해 수신된 신호는 그 대역 내에서 흩어지게 되어 다이버시티, 적응형 등화기를 사용하더라도 제대로 동작하지 않는다.
  • 간섭에 매우 취약하여 이중 극성을 사용하는 것이 어렵다.
  • 수신단에서 40dB 이상의 반송파 복구와 위상 오류를 처리하기가 어렵다. 그러나 Pico cell과 Micro cell 시나리오를 중요하게 고려하는 4G 시스템에서는 고차원 QAM의 문제인 확산과 송신 전력 문제 보다는 주파수 효율이 더 중요한 파라미터기 때문에 고차의 QAM 방식이 사용될 것이며 이를 위해 다음과 같은 문제가 해결되어야 한다.
  • Carrier recovery phase detector, AGC(Automatic Gain Control와 symbol decision회로의 향상
  • FEC(Forward Error Correction)를 통한 인접 심볼 간의 오류를 줄이는 방법
4G 시스템에서 고려하고 있는 채널 코딩은 터보 코드와 LDPC, Trellis coded modulation, Space-time coding등이 있다. 터보 코드는 3G 시스템에 이미 상용화되어 고속 전송을 위한 도구로 사용되고 있다. 반면 최근에는 터보 코드와 성능, 복잡도, 적용성 관점에서 기존의 다른 기술에 비해 많은 장점을 가진 LDPC(Low density parity check)가 유력한 기술로 대두되고 있다. LDPC code는 Tanner graph 위에서 decoding 되며 병렬 처리가 가능하므로 병렬 하드웨어 구현에 매우 적합하다. 최근에는 Non-binary irregular LDPC 부호를 적용하여 터보 부호의 성능을 능가할 뿐 아니라 이론적 한계치에 거의 도달하는 수준에 이르렀다.

무선 자원 관리 기술
무선 시스템에서 QoS를 지원하기 위해서는 QoS의 정의를 통해 다양한 데이터들을 QoS Class로 분류하는 작업이 필요하며, 네트워크 측면에서는 QoS를 보장하기 위한 자원 관리가 효과적으로 이루어져야 한다. Radio Resource Management (RRM)의 목적은 시스템 측면에서 주파수 효율과 시스템 용량을 증가시키고, 사용자 측면에서 원하는 서비스를 최적의 상태로 받도록 하는 것이다. 한정된 자원을 효율적으로 운영하면서 사용자 QoS의 보장을 위해서 RRM은 트래픽의 종류나 사용자 프로필 및 현재의 트래픽/움직임 등의 환경에 효과적으로 적응해야 한다. 최근 QoS에 대한 정의가 세분화되고 IEEE802.11e와 같은 WLAN 등에서 QoS를 지원하기 위한 여러 연구가 진행되면서 보다 많은 관심과 연구가 이루어지고 있다. RRM은 크게 무선 채널 할당, 무선 접속 제어, 전력 제어, 핸드오프 자원 관리, 다중 접속 방식의 5가지로 분류할 수 있다.

Link adaptation
Link adaptation은 채널 상태의 변화에 적합하게 전송 파라미터를 변화시키는 기술로 전송률과 주파수 효율을 증가시키는 것을 목적으로 한다. 전송 파라미터는 MCS level( Modulation & Coding Selection Level), 전송 전력, Spreading Factor 등이 있다.
무한히 좋은 PER(Packet Error Rate)을 위해 시스템을 설계하는 것 보다는 정해진 PER을 만족하도록 시스템을 설계한 후 이후에 발생된 패킷 에러를 정정하기 위한 장치를 두는 것이 효율적이며, 대표적인 기술로는 AMC(Adaptive Modulation and Coding), H-ARQ (Hybrid Automatic ReQuest), Power Control 기법 등이 있다.

최진성 ( LG전자 이동통신 기술연구소 소장, jinsungc@lge.com)

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