LTE LTE 기술과 기술과
기존 기술과의 차이 기존 기술과의 차이
20081764
20081764 하기훈 하기훈 20081761
20081761 최홍준 최홍준
※ ※ INDEX INDEX
1. LTE 의 의미
2. 기존 통신 규격과 발전 과정 3. 1G,2G,3G,4G 의 통신규격 4. 통신규격의 특징
5. LTE 의 기술들
LTE 의 의미
2011 년 현재 전세계 무선 이동통신 시장의 관심은 새로운 이동통신 규격 , LTE에 있다 . 스마트폰과 태블릿 PC 등 모바일 기기의 보급이 증가하면서 폭 발적으로 늘어난 데이터 전송량을 기존의 무선 이동통신 방식으로는 더 이상 감당할 수 없기 때문이다 .
최근 들어 자주 발생하는 스마트폰 통화 끊김 현상이나 무선 인터넷 접속 불 가 현상 등이 이러한 데이터 폭증 때문이다 . 때문에 국내외 이동통신 시장에 서는 이를 개선하면서 데이터 전송 속도도 향상된 LTE(Long Term Evolution) 통신 규격으로 전환하기 위해 안간힘을 쓰고 있다 .
LTE
( Long Term Evolution )기존 이동 통신 규격의 발전 과정
1G 2G 3G 3.5G 3.9G 4G
접속방식 아날로그 디지털 (GSM,
CDMA) WCDMA HSDPA LTE,WiBro LTE- Adv/Wibro-
Adv
전송속도 - 14.4 ~
64Kbps 144Kbps ~
2Mbps ~14.4
Mbps ~100 Mbps ~600 Mbps
전송형태 음성 음성 / 문자 음성 / 문자 / 동영상 등 멀티미디어
다운로드 속 도
(800MB 동 영상)
다운로드 불
가 약 6 시간 약 10 분 약 8 분 약 4 분 약 85 초 ( 이론적)
1G 통신 규격
1G 이동통신 방식은 ‘아날로그 통신’이었다 . 즉 , 음성을 그대로 전송하는 방식이기 때문에
전송하는 데이터양이 컸을 뿐 더러 전송속도의 한계도 있었다 .
사용자가 많이 몰릴 경우 주파수가 부족해
아예 통화가 되지 않는 경우도 발생하는 등 문제
점이 많았다 .1G 이동통신은 국내에는 1988 년부
터 1996 년까지 적용되었다 .
2G 통신 규격
2G 이동통신 방식은 기존 아날로그 방식인 1G 이동통신의 단점을 개선해 음성을 디지털 신호로 변환해 전송하는 ‘디지털 통신’이다 . 통신 방식이 디지털로 전환됨에 따라 1G 이동통신 방식보다 적은 데 이터 용량으로 훨씬 더 깨끗한 품질로 통화할 수 있게 되었다 . 데이 터 전송속도는 14.4~64Kbps 이고 , 1996 년 국내에 도입된 이래 현재 까지 사용되고 있다 . 대체로 휴대폰 번호 앞자리가 010 이 아닌 , 01X(011,017 등 ) 가 2G 이동통신 규격이라고 보면 된다 .
참고로 2G 이동통신 규격은 GSM(Global System for Mobile communications, 유럽 방식 ) 과 CDMA(Code Division Multiple Access, 미국 방식 ) 으로 나뉜다 . 전세계적으로 GSM 을 더 많이 사 용했는데 , 국내는 모두 CDMA 방식을 채택했다 .
3G 통신 규격
3G 이동통신 규격은 2002 년 12 월부터 상용화되어 현재까지 보편적으로 사용 되고 있다 . 처음에는 ‘IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000, 국제 모바일 텔레커뮤니케이션 2000)’ 이라고 명명되었던 프로젝트로 진행되어 , 2000 년부터 1,800~2,200MHz 주파수 대역을 전 세계 공통으로 적용하려 했으나 제대로 시행되지는 않았다 . 유럽식 GSM 은 WCDMA로 , 미국식 CDMA 는 CDMA 2000 으로 각각 나뉘어 발전됐기 때문이다 . 3G 이동통신규격의 전송속도 는 144K~2.4Mbps 로 실시간으로 동영상 , 사진 등을 전송할 수 있을 만큼 속도가 향상되었다 .
이후 3G 이동통신은 각자의 방식대로 지속적인 발전을 거듭했다 .
미국식 CDMA 2000 은 CDMA 2000 EV-DO, 리비전 (Rev.) A/B 등으로 , 유럽식 WCDMA 는 HSPA(HSDPA/HSUPA), HSPA+ 등으로 발전하며 데이터 전송속도가 향 상되었다 . 전세계적으로 보면 WCDMA 방식이 70% 이상 차지하고 있으며 , 현 재 국내에는 SK 텔레콤과 KT 가 HSPA, HSPA+ 방식으로 , LG U+ 는 CDMA 2000 EV-DO 리비전 A 방식으로 서비스하고 있다 .
4G 통신 규격
지난 2008 년 ITU(International Telecommunication Union, 국제 전기통신 연합 ) 에서 4 세대 이동통신 규격을 정의하면서 , 저속 이동 시 1Gbps, 고속 이동 시 100Mbps 의 속 도로 데이터를 전송할 수 있어야 한다고 규정했다 . 이에 따르면 현재 국내 및 해외에 적 용된 LTE, 와이브로는 엄밀히 말해 4 세대 이동통신 규격이라 할 수 없다 . 또한 , 당시 ITU 는 4 세대 이동통신 규격의 선정 후보로 LTE 를 개선한 LTE-Advanced와 와이브로를 개선한 와이브로 - 에볼루션 (Wibro-Evolution, 와이맥스 2) 을 언급한 바 있다 .
그래도 LTE 와 와이브로는 기존 3G 규격에 비해 기술적으로 상당히 발전한 규격인 점은 분명하다 . 따라서 , LTE 와 와이브로는 ‘ pre-4G’ 혹은 ‘ 3.9 세대’로 , 진정한 4G 규 격은 각각이 발전한 LTE-Advanced 와 와이브로 - 에볼루션 ( 와이맥스 2) 으로 보는 것이 대체적인 견해였다 . 그런데 , 2010 년 12 월 ITU 에서 LTE, 와이브로 , 다른 진화한 3G 망 ( 예 : HSPA+) 등도 4G 라고 부를 수 있다는 보도자료를 내면서 현재 명확한 세대 구분 은 할 수 없는 상황이다 .
따라서 , 각 국의 이동통신사는 이를 '4G' 라고 부르고 있다 .
2G (1996~ 현재 )
2 세대 통신은 CDMA(Code Division Multiple Acess) 라는 용어로 더 친숙한 통신기술로 휴대폰이 대중 적으로 쓰이게 된 계기가 된 통신 표준이다 .
2 세대 통신기술 안에는 크게 미국식과 유럽식의 표준이 있었는데 이 CDMA 는 미국의 퀄컴이라는 회 사가 만든 표준방식으로 하나의 주파수에 코드를 부여하여 여러 사람이 사용하게 만든 ‘ 코드분할 다 중접속’ 방식을 사용한다 .
비유를 들어 설명하자면 , 하나의 방안에 다양한 사람들이 모여 이야기를 할 때 각각 자신들의 언어 가 있어서 여러 명이 동시에 말을 해도 자신과 같은 말을 사용하는 사람의 목소리를 제외하고는 모두 의미 없는 잡음으로 들리는 것이라 할 수 있다 .
1 세대 통신기술이 아날로그 방식의 음성통화만을 제공했던 것과 달리 2 세대부터는 문자 메세지를 사용할 수 있게 되는데 이로 인해 휴대폰이 대중적인 기기로 자리잡기 시작한다 .
하지만 음성통화와 문자 메세지를 위주로 사용하던 휴대폰은 점차 더 많은 것을 , 더 빠르게 전송하 고 싶은 욕구에 새로운 통신표준을 만들게 되는데 , 이것이 바로 현재 우리들이 사용하는 폰 에 가장 많이 적용되어 있는데 3 세대 통신기술이다 .
3G (2002~ 현재 )
3G 는 2G 에 비해 보다 빠른속도로 데이터를 전송할 수 있기 때문에 단문메세지 외에도 MMS 와 영상통화 , 인터넷 서핑까지 가능하게 되는 형태로 계속 진화를 해오고 있는 기술이다 .
3G 방식 역시 2G 처럼 그 안에 미국식과 유럽식의 표준이 있는데 우리나라는 정부정책으로 인해 SKT 와 KT 는 유럽 방식의 WCDMA를 , LG 는 미국방식의 EVDO 리비전 A라는 표준을 사용하게 된다 .
2G 와 3G 를 구분하는 가장 쉬운 방법은 USIM이라고 불리는 칩의 유무인데 이는 USIM이라는 칩이 3 세대 통신부터 생긴 이동 통신사의 정책이기 때문이다 .
3G 이동통신은 기존에 비해 빠른 데이터 전송속도를 제공했지만 유선환경처럼 쾌적하게 인터넷을 이용하기에는 다 소 무리가 있었다 . 그래서 새롭게 정의되고 있는 표준들이 바로 최근에 언론을 통해 등장하고 있는 4G 통신 기술이 다 .
WCDMA 광대역 코드분할 다중 접속 방식
Wideband CDMA 의 줄임말로 CDMA 의 방식을 3G 로 업그레이드한 기술 방식이며 , 음성통화 뿐만 아니라 화상통화를 가능하게 한 통 신 기술
Wi-Fi( 와이파이 )
Wireless Fidlity 를 줄여서 Wi-Fi 라고 부르는데 , 하이파이에 무선기술을 접목한 것으로 , 고성능 무선통신을 가능하게 하는 무선랜 기술을 말한다 .
무선 랜이란 네트워크 구축 시 유선을 사용하지 않고 전파나 빛 등을 이용하여 네트워크를 구축하는 방식으로 일명 < 와이파이 > 라 불 리는 802.11B(IEEE 802.xx 는 IEEE 의 LAN 에 대한 일련의 규격 ) 는 3Com, 시스코 시스템즈 , 애플 , 루슨트 테크놀로지 등에서 제안하고 있는 무선 표준으로 , 사용가능한 범위는 좁지만 , 비용이 적게들고 , 속도가 빠르기 때문에 3G 의 단점인 속도를 보완하기 위해 통신사에 서는 Wi-Fi 를 공공장소 커피숍 , 각종 놀이시설 , 대중교통에까지도 와이파이존으로 만들고 있습니다 .
4G (2011~ 현재 )
4G 는 3G 에 비해 50 배 빠른 초고속 통신기술로 고화질의 동영상과 3D 입체영상을 전송할 수 있는 특징을 지 니고 있다 .
현재까지 4G 에 가장 근접한 것으로 볼 수있는 LTE 의 경우 800MB 영화 한 편을 다운로드 받는데 약 1 분 24 초가 걸리는데 , 7 분 2 초 가량 걸리는 3G 에 비하면 대략 5.3 배 정도 빠른 것이다 .
현재 명확하게 3G 와 4G 로 세대를 구분할 수 있는건 아니지만 , 통신사들은 LTE 를 4G 라고 부르고 있다 . 실제론 3.9 세대 정도로 보면 될 것 같다 .
Wibro( 와이브로 )
Wibro 는 ‘ Wireless Broadband Internet’ 의 줄임말로 무선 광대역 인터넷 서비스 , 무선 광대역 인터넷 등으로 풀이되는데 , 외국에서는 모바일 와이맥스라고 불려지고 있고 , 언제 어디서나 이동을 하면서 이용할 수 있다 는 장점을 가지고 있다 . 한 때 KT 가 에그를 끼우면 사용할 수 있는 방식으로 , 4G 광고를 하기직전엔 에그를 한 창 많이 광고를 하곤 했었다 .
LTE Adcance(LTE)
WCDMA( 광대역 코드분할다중접속 ) 계열의 4 세대 (4G) 이동통신 기술이다 . 속도는 최대 600Mbps(40MHz 대역폭 기준 ) 이고 유효 데이터 전송 기준으로는 440Mbps 에 달한다 . 기존 2 세대 CDMA( 코드분할다중접 속 ), GSM( 유럽형 이동통신 ), 3 세대 WCDMA( 광대역 코드분할다중접속 ) 기술에 이은 것으로 3.9 세대인 LTE 의 진화된 기술이라는 뜻에서 4G LTE 또는 LTE advanced 라고 부른다 . 2011 년 4 월 국제전기통신연합 (ITU) 의 표준으로 공식 발표되었으며 , 2011 년 안으로 최종 승인될 것으로 전망된다 .
LTE 의 기술들
1. 멀티 캐리어 (Multi-Carrier)
사용자가 있는 지역의 데이터 트래픽 혼잡도 등을 고려해 최적의 품질을 제공받을 수 있도록 여러 개의 주파수 중 하나를 선택해 사용하는 기술 . 즉 800MHz 주파수를 사용 하고 있는 사용자가 많을 경우에는 다른 주파수 1.8GHz 주파수를 사용해 너무 한 쪽으 로 주파수 사용이 몰리지 않도록 데이터 집중을 해소하면서 체감속도를 높여주는 기술
1-1 주파수 대역간 핸드 오버 기술 : 다른 주파수로 옮겨 갈 때 끊임 없는 이동을 구현화 하 는데 , 주파수간 측정을 시행한 다음 그 리포트에 따라 적절하게 이루어진다 .
1-2 로드밸런싱 : 특정 주파수 대역에 네트워크 부하가 편중되지 않고 , 각 주파수 대역에 효과적으로 분산시킴으로써 고객 체감 품질을 극대화하는 기술
* 멀티캐리어를 지원하는 단말기
- 갤럭시 S3, 옵티머스 LTE2, 베가레이서 2
-SK,LG 는 ‘ 갤럭시 S3’ 소프트웨어 업그레이드로 구현 , KT 는 주파수 문제 (900MHz) 로 다음 모델부터 구현 가능
LTE 의 기술들
LTE 의 기술들
2. 캐리어 어그리게이션 (Carrier Aggregation)
캐리어 어그리게이션 (CA) 이란 LTE 를 넘은 진정한 4G 기술인 LTE-Advaced 의 필수기술 로써 주파수를 집적하여 사용하는 방식 .
현재 대부분의 이동통신 사업자들은 2 개의 대역에서 LTE 서비스를 준비 중임 . 추가 주파 수확보 상황에 따라 계획이 가능성은 있지만 2 개 대역에서 LTE 서비스를 하는 것이 전 세 계적인 흐름
LTE 의 기술들
3.VoLTE(Voice over LTE)
LTE 통신망에서 음성통화를 지원하는 기술 .LTE 망은 데이터 전송을 우선시한 패킷 교환방 식으로 , 3G 망인 서킷 교환 방식과 차이가 있음 . 서킷 교환은 1:1 로 회선을 주고받지만 , 패킷 교환 방식은 데이터를 일정한 단위 ( 서킷 ) 로 전송통신망을 이용한 음성통화서비스 임 .
현재 통신 3 사의 LTE 서비스는 데이터와 음성이 이원화되어 있어서 데이터는 LTE 망에서 처리하지만 음성통화는 3G 망으로 처리함 .
VoLTE 는 3G 에 비해 두배이상 넓은 주파수 대역을 사용 , 동시에 보낼 수 있는 신호량이 많 아져 기존 3G 음성통화에 비해 음성통화 품질은 2 배 , 영상통화 품질은 12 배 이상 뛰어나 고 통화연결 시간도 최소 0.3 초에 불과함 .
LTE 의 기술들
LTE 의 기술들
4. LTE WARP
KT 는 강력한 유무선 네트어크 인프라를 바탕으로 4G LTE 네트워크에 혁신적 가 상화 기술을 세계 최초로 적용한 LTE WARP 서비스를 제공
LTE WARP 는 기존 3G CCC(Cloud Communication Center) 에 ‘ 가상화
(Virtualization)’ 개념을 더한 CCC 의 최종 완성 단계로
CCC 의 진화단계인 1 단계 분리화 ,2 단개 집중화 ,3 단계 가상화를 모두 구현
CCC 는 기지국을 구성하고 있는 DU(Digital Unit) 와 RU(Radio Unit) 를 분리한 뒤 DU 는 별도의 센터로 집중시키고 , 이를 각 지역의 RU 와 광케이블로 연결하는 구조 .
컴퓨터 본체는 한 곳에 두고 , 여러 곳에서 모니터와 키보드만으로 컴퓨터 를 이용하는 것과 같은 개념으로 RU 는 기지국 하나의 몫의 기능을 해내지만 , 크 기는 기지국의 10 분의 1 이라 설치와 관리가 쉬움
KT 의 LTE WARP 는 최대 144 개의 기지국을 하나의 가상 기지국처럼 운용할 수 있어 일반 LTE 대비 기지국 용량을 80% 증대하여 일반 LTE 보다 속도가 빠름
