TECHNOLOGY 22호

Fixed-Mobile Convergence
유무선 통합 '짱'

무선 채택 사용자 요구 높아 … 무선랜·무선 WAN 통합 '시간 문제'

대부분의 네트워크 액세스는 결국 선이 필요 없어 질 것이라는 게 일반화된 개념이다. 개인휴대단말기(PDA)와 이동전화기, 랩톱, IP 기반의 어플라이언스들은 네트워크에 접속하기 위해 모두 무선 기술을 활용하고 있다. 최고의 솔루션은 호텔이나 공항 또는 사무실 건물 등 로컬 지역에서 높은 성능을 위해 IEEE 802.11 기술을 토대로 한 무선랜을 사용하며, 이동 중에는 유비쿼터스 액세스를 위해 모바일 무선 기술(무선 WAN)을 사용하는 것이다. 이러한 일반적이며 끊김 없는 무선랜과 광대역, 이동전화 서비스의 결합을 유무선 통합(fixed-mobile convergence)이라고 부른다.

모바일 기술에는 CDMA2000과 이를 토대로 향상된 데이터 전송 속도를 제공하는 EV-DO(evolution-data optimized)를 비롯해 GSM/UMTS와 이를 토대로 한 고속 데이터 전송 기술인 HSDPA(high speed downlink packet access)가 포함된다. 이러한 기술 외에도 IEEE의 표준화 승인을 통해 시장에 등장하고 있는 신기술이 있다. 802.20과 802.16(WiMAX)을 일컬는 말이다.

이 밖에도 현재 사용되고 있는 여러 가지 모바일 데이터 기술이 있다. GPRS(General Packet Radio Service)와 EDGE, CDMA 1x, UMTS 등이 이에 해당되며, 음성과 데이터를 동일한 RF 캐리어에서 구현한다. 하지만 이러한 기술들은 주파수의 효율성 측면에서 가장 효과적인 데이터 솔루션이라고 볼 수 없다. 그 이유는 음성의 요구와 데이터의 요구 사항이 매우 다르기 때문이다. 새로운 고성능 무선 기술은 음성을 하나의 RF 캐리어에서 처리하며, 데이터는 다른 RF 캐리어에서 처리하도록 요구하고 있다.

최종 사용자들에게 있어서 유무선 통합 서비스의 이점은 현재 이용할 수 있는 전파를 사용해 보다 나은 접속을 제공한다는 것이다. 이러한 방법은 건물 내부에서 휴대폰을 사용할 경우 특히 유리하다. 건물 내부는 휴대폰 전파가 약하기 때문에 Wi-Fi가 가장 적합할 수 있기 때문이다.

모바일 사업자들에게 유무선 통합 서비스의 이점은 빌딩 내부에서 유선 전화를 사용하던 사용자들이 무선이나 모바일로 전환함으로써 유무선 통합 서비스로 교체가 가속화된다는 점이다. 또한 현재 급성장 추세에 있는 광대역을 통한 음성(voice-over-broadband) 제공 업체들에게도 강력한 기회 요소를 제공하고 있다. 이러한 통신서비스 제공 업체들은 광대역에 VoIP를 접목해 건물 내부에서 사용을 확산시키고 있다. 이들은 전통적인 유선 사업자들에 비해 훨씬 저렴한 요금을 무기로 하고 있다. 듀얼 모드 전화기는 이러한 상황에 가장 적합하게 대응할 수 있는데, 완벽한 이동성에 광대역을 통한 음성 전송이 가능하기 때문이다. 즉, 통신사업자들에게 있어서 결론은 경쟁력을 강화하고 고객 이탈을 줄이도록 사용자들에게 다양한 기회를 제공하는 것이다.

'통신의 퍼펙트 스톰'. 이동성과 광대역의 통합은 유무선 통합으로 추세를 가속화 하고 있다.


다양한 무선 기술의 결합
모바일 사업자들은 다양한 전파 액세스 기술을 통해 통합 서비스를 연동시킬 수 있는 방법을 사용할 수 있다. 대표적인 방안은 다음과 같다:
― 허가되지 않은 모바일 액세스(UMA)는 GSM이나 광대역 IP 액세스 네트워크로 음성 제어를 위해 모바일 사업자의 모바일 스위칭 센터(MSC)를 사용해 끊김 없는 음성 서비스를 제공하는데 적합한 새로운 2계층 기술이다. 광대역 IP 네트워크를 통해 GSM 음성 시그널링 및 데이터 통신 채널이 IP 네트워크로 터널링되며 다시 모바일 사업자의 도메인으로 전환된다. 사용자가 Wi-Fi와 GSM 커버리지 사이에서 이동할 경우, 네트워크는 콜을 끊김 없이 핸드오프 해준다. 자체적으로 엔지니어링된 IP 네트워크를 통해, 사용자의 서비스 품질이 저하되지 않는다. 이러한 기술은 건물 내부의 Wi-Fi 커버리지를 통해 이동전화 커버리지를 보완할 경우 특히 적합하며, 향후 12~18개월 사이에 활성화될 것이다.

― 모바일 IP는 랩톱 기반의 데이터 서비스(음성 콜 제어가 필요 없는)에 적합한 3계층 기술이다. 스위스콤 모바일(www.swisscom-mobile.ch)과 같은 사업자들은 Wi-Fi와 GPRS, UMTS를 지원하는 트리플 모드 PCMCIA 카드를 활용한 서비스를 제공하고 있다. 랩톱이 최적의 이용 가능한 전파 신호를 선택하면 모바일 IP는 사용자가 서로 다른 전파 커버리지 지역으로 이동할 때 끊김 없는 핸드오프를 제공한다. 모바일 IP의 강점은 사용자가 이동하더라도 IP 주소를 랩톱이 유지할 수 있도록 해준다는 것이다. 이러한 기술은 현재 상용화되어 있으며, 많은 국가에서 도입되고 있다.

― SIP(Session Initiation Protocol) 애플리케이션 계층의 이동성은 전 세계 상당수 통신서비스 제공 업체들의 향후 전략에 포함돼 있다. 지능적인 엔드포인트의 완전 IP 환경에서 실시간 멀티미디어 서비스를 지원할 수 있기 때문이다. 통합 서비스에서 SIP을 사용할 경우 이점은 사용자들에게 단말기 간 애플리케이션 세션을 전환할 수 있도록 해준다는 것이다. 예를 들어, 한 세션이 집에서 랩톱을 사용해 초기화될 경우, 사용자가 집에서 나와 자동차가 가는 동안 PDA로 세션을 넘겨주고 사용자가 사무실에 도착하게 되면 랩톱으로 세션이 복구될 수 있다. 실시간의 IP 기반 멀티미디어를 위한 SIP의 요구 사항은 공중 무선 네트워크에서의 투자만큼 방대하지 않으며 향후 수년 내에 출범할 가능성이 매우 높다.

다양한 무선 기술을 하나의 끊김 없는 서비스로 구현하기 위해서는 기술적으로 해결해야 할 과제가 많이 남아 있지만 충분히 주목할 만한 가치가 있다.

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무선 LAN '커버리지 한계 아쉬워'
무선랜에서 대표적인 기술은 IEEE 802.11 표준을 토대로 하고 있다. 이 기술은 현재 널리 보급되어 있으며, 비용 효과적이고 허가를 받지 않고 사용할 수 있는 주파수를 근간으로 하고 있다. 허가되지 않은 주파수는 기술이 신속하게 확산되는데 중요한 역할을 제공하고 있지만 허가를 받지 않는다고 해도 규제를 받지 않는 것은 아니다. 허가되지 않은 주파수 대역을 사용하기 때문에 송출하는 출력에 한계가 있다. 출력을 높이게 되면 주파수 대역의 다른 사용자들을 간섭할 여지가 있기 때문이다.

때문에 이런 기술은 주로 무선랜 서비스를 지원하는데 사용되고 있다. 이러한 서비스는 커피숍에 하나의 액세스 포인트를 설치하거나 공항 또는 도시 지역의 핫스팟을 커버하기 위해 여러 대의 액세스 포인트를 설치함으로써 구현된다.

무선랜은 일반적으로 모바일 서비스에 비해 성능이 높다는 이점이 있다. 그 이유로는 전파의 물리적인 특징을 들 수 있다. RF 신호 강도는 거리에 비례해 떨어지게 된다. 따라서 사용자가 액세스 포인트에 가까이 있을수록 신호 강도가 세지며 서비스의 성능도 높아진다. 공중 무선랜은 인구 밀집 지역(호텔이나 공항, 컨벤션 센터 등)에 주로 구축되며, 커버리지에 한계가 있다. 이에 비해 모바일 서비스는 커버리지의 범위가 훨씬 넓다.

모바일 서비스에 비해 무선랜이 갖는 또 다른 이점은 전송 채널 폭이다. 무선랜은 높은 주파수 대역에서 구동하며 모바일 서비스보다 넓은 채널을 사용한다. 현재의 시스템은 20MHz 채널을 사용하며, 향후에는 이보다 좁거나 넓은 채널을 포함하게 될 것으로 예상된다. 더 넓은 채널은 더 높은 데이터 전송 속도를 제공한다. 높은 주파수 대역폭이라고 셀룰러 대역폭보다 더 넓게 전파되지는 않지만 비허가 주파수의 간섭이 제한적이기 때문에 허가되지 않은 주파수를 사용할 경우 이점을 가질 수 있다.

필자
STEVE HRATKO,
필자 스티브 히라코(STEVE HRATKO)는 시스코의 모바일 와이어리스 그룹 신제품 개발 매니저로, 업계에서 20년 이상의 경력을 보유하고 있으며 엔터프라이즈 및 통신서비스 제공 업체(주로 모바일 사업자들)에 대한 음성 및 데이터 분야의 사업 개발을 담당하고 있다. 이메일 주소는 shratko@cisco.com이다.


무선 WAN '낮은 주파수 대역 유리'
이에 비해 무선 WAN(모바일) 시스템은 협소한 채널과 낮은 주파수 대역에서 운영된다. 협소한 채널은 데이터 전송 속도가 낮다는 것을 의미하며, 주로 RF 주파수로 인한 경제적인 문제에서 기인한다. 낮은 주파수는 높은 주파수보다 훨씬 가치가 있고 대부분 경매를 통해 낮은 채널 폭을 갖게 된다.

모바일 애플리케이션의 경우 최적의 주파수는 1GHz 이하이다. 실제로, 세계에서 많은 국가들이 450MHz에서 모바일 서비스를 운영함으로써 성공을 거두고 있다. 이 주파수 대역은 1.9GHz에서운영할 경우 기지국이 12개가 설치되어야 하는 장소에서 하나의 기지국만으로도 동일한 지역을 커버할 수 있다(지역에 따라 다소 차이가 있다). 주파수 도달 범위의 이점 외에도 낮은 주파수는 건물 내부에 있는 사용자들에게 보다 효과적으로 도달할 수 있는 구조를 갖고 있다. 이는 유비쿼터스 접속을 요구하는 사업자와 가입자들에게 매우 중요한 것이다.

모바일 무선 네트워크 사업자들은 자사 네트워크가 고속의 데이터 서비스를 지원할 수 있는 방법과 관련된 판단을 내리는데 어려움을 겪고 있다. 이러한 데이터 지향적인 네트워크는 HSDPA나 EV-DO, IEEE 802.16 등의 RF 캐리어를 사용하는 것처럼 전용 RF 주파수를 사용해 네트워크를 겹쳐서 구축해야 된다는 것을 의미한다. 만일 고속 데이터가 음성과 RF 주파수를 공유하게 된다면 비즈니스에 중요한 음성 트래픽 지원을 위한 주파수의 능력이 떨어지게 된다.

HSDPA와 EV-DO, 802.20과 802.16 등 데이터 지향적인 모바일 무선 기술은 모두 bit/sec/Hz에서 다소 유사한 성능을 제공한다. 일반적으로 볼 때, 사용자들은 500~600Kbps의 다운링크와 100~200Kbps의 업링크를 기대하고 있다. 이 속도는 기지국으로부터의 거리나 사용자의 이동/속도 등의 변수에 따라 달라진다. 이 속도는 대략적으로 추산된 것이며 기술 진화에 따라 향상될 수 있다.

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인텔이 밀어주는 '와이맥스' 주목
다양한 모바일 무선 기술들 중에서, WiMAX로 알려져 있는 IEEE 802.16은 인텔과 같은 칩 벤더의 강력한 지지와 많은 무선 액세스 네트워크(RAN) 벤더들이 참여한 WiMAX 포럼의 성공적인 마케팅 결과 세계적인 주목을 받고 있다.

WiMAX는 고정형 무선 액세스를 비롯해 마이크로웨이브 백홀 애플리케이션으로 사용될 수 있는 유무선 통합 기술에서 탄생했다. WiMAX는 최근 이동성을 추가하기 시작했다.

WiMAX를 토대로 한 솔루션의 주요 이점은 다음과 같다:
IEEE의 합리적이며 비차별적인(RAND) 라이선싱 정책에서 비롯된 매우 합리적인 지적 재산권 라이선싱
기술 프로모션에 헌신적인 강력한 마케팅 조직(WiMAX 포럼)
WiMAX 기술이 노트북과 PDA로 통합될 때 모바일 클라이언트 단말기를 저렴하게 해줄 수 있는 인텔의 지원

이중 인텔의 지원은 특히 주목할 필요가 있다. 모바일 클라이언트 기기의 비용은 모바일 무선 서비스의 비용 중에서 높은 비중을 차지하고 있으며, 모바일 사업자들에 의한 보조금이 불가피하기 때문이다.

WiMAX 기술의 대표적인 단점은 진정한 표준 기반의 모바일 네트워크 구축이 적어도 2006년까지는 발생하지 않을 것이라는 전망이다. 반면에 EV-DO와 HSDPA를 토대로 한 솔루션은 상용화되고 있는 추세이다. WiMAX 기술에서의 시장은 다음과 같은 분야가 포함된다:
마이크로웨이브 백홀 : 기지국에서 음성을 백홀하는 WiMAX는 가시선의 전파를 사용하는 매우 높은 주파수(>10GHz)에서 이뤄진다. 이 시장에서의 벤더들은 독점적인 솔루션을 갖고 있으며, 표준화를 통해 비용을 낮춰야 한다.
고정형 무선 액세스 : 이 시장은 매우 작으며, DSL이나 케이블 서비스를 이용할 수 없는 지역에 주력하고 있다. 고정형 무선은 해당 솔루션이 이용 가능하더라도 유선 솔루션과 경쟁하는데 어려움을 겪게 된다. WiMAX는 고정형 무선 기술을 노트북과 PDA로 전환하며 휴대형으로 만들 수 있는 잠재력을 갖고 있다. 사용자들이 이동할 때 무선 DSL 서비스도 이용 가능하다는 논리도 제기되지만 그럴 경우 모바일 서비스와 차이가 없다.
거대한 모바일 시장 : 전세계 모바일 사업자들의 자본 투자는 연간 800억 달러를 넘어서고 있으며, 클라이언트 기기 사업은 그 규모가 더욱 크다. WiMAX가 고속 모바일 데이터 부문에서 성공을 거둔다면 모든 애플리케이션에 대한 기술이 비용을 낮출 수 있을 것이다.

WiMAX는 LAN에서 Wi-Fi와 경쟁하지는 않을 것이다. WiMAX는 WAN 기술이며 다른 WAN 기술들과 경쟁하게 될 것이기 때문이다.

유무선 통합은 향후에 통신서비스 제공 업체의 대표적인 시장 추세가 될 것이다. UMA와 모바일 IP, SIP 등 적어도 세 가지의 서비스를 비롯해 다양한 무선 기술이 시장에 뛰어들 것이다. IEEE 802.11과 이 표준의 확장판은 LAN에서 주도적인 기술이 될 것으로 전망된다. 무선 WAN에서는 HSDPA와 EV-DO, WiMAX를 포함한 다양한 모바일 솔루션이 구축될 것이다.

바야흐로, 무선 세계가 도래하고 있다.

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