가정용 접속기술

(1)

한국과학기술원테크토경영대학원정보통신경영연구실

가정용 접속기술

Fall 2001

차 동 완

(email: tchadw@sorak.kaist.ac.kr)

인터넷기술개론

가정용 인터넷 접속 프로토콜

? SLIP(Serial Line Internet Protocol)

? PPP(Point-to-Point Protocol)

?전화회선을 통해 SLIP/PPP 서버에 접속

?SLIP/PPP 서버는 클라이언트에 IP주소 할당

?서버의 종류에 따라 고정적

IP 주소 할당과 동적 IP 주소할당 (Dynamic Hosting Configuration Protocol)방법이 있다

?가상의 LAN 형성

(2)

가정용 인터넷 접속 프로토콜

? SLIP

?IETF Network Working Group RFC 1055에 정의된 프 로토콜

?전화선(serial line)을 이용, IP datagram을 1,006 바이 트 이하로 캡슐화 하여 전송하는 방식

PC 모뎀 전화선 모뎀 서버

데이터 IP END 데이터 IP END 데이터 IP 데이터 IP

코드 부과

END END 코드 삭제

데이터 흐름

가정용 인터넷 접속 프로토콜

? SLIP

?구조 단순

?송수신측 사이

IP 주소교환 없음

?인증기능 없음

?전송 에러 정정 기능 없음

?따라서 에러처리, 패킷타입 구분, 데이터 압축, 어드레 싱 등의 기능이 제도적으로 어려움

?단순기능의 SLIP 대체 프로토콜 ? PPP(Point to Point

Protocol)

(3)

가정용 인터넷 접속 프로토콜

? PPP

?최대 1,500 바이트의 HDLC 프레임 구조 ?

?TCP/IP가 아닌 네트웍 프로토콜의 LAN도 지원

?에러검출

, 복구기능 보완

? HDLC(High-Level Data Link Control) : 데이터 링크 계층 프로토콜

F : Start/Stop Frame A : Address C : Control FCS : Frame Check Sequence

F A C Data Block FCS F

헤더 데이터 트레일러

헤더는 각 8비트, 데이터부분 가변적, FCS 16 비트, F는 8비트

가정용 인터넷 접속 프로토콜

? PPP : LCP와 NCP 2계층으로 구성

? LCP : 상위 프로토콜과 독립적으로 데이터 링크의 기능 수행

?

이용자 인증 기능

?PAP(Password Authentication Protocl), CHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol)

? NCP : 상위 프로토콜과 관련된 처리 담당

?

상위프로토콜에 특화, TCP/IP에는 IPCP(Internet Protocol Control

Protocol)이 대응하여 송수신자의 IP주소나 데이터 압축정보 등

교환

(4)

가정용 인터넷 접속 프로토콜

동기/비동기 라인 비동기라인

전송라인

인터넷 표준임 산업계 표준이지만 인터넷 표준은 아님

표준

SLIP와 PPP간에 차이가 없다. PPP가 압축기능이 있어 그만큼 빠른 대신 에러탐지 기능으로 약간의 오버헤드가 있다. 대신 잡음에 강하고 안정적이다

속도

IP,IPX등 다양한 프로토콜 지원 IP만 지원함

프로토콜

마이크로소프트에서 지원함 지원회사

기본 기능에 포함됨 기능없음

에러탐지

사용자는IP매개변수를 몰라도 됨 사용자에 의한IP 매개변수 설정

접속설정

기본기증에 포함됨 CSLIP(Compressed SLIP)가 추후 등장

데이터압축

PPP SLIP

구분

가정용 인터넷 접속망 기술

? 가정용 인터넷 접속 형태

인터넷 기간망

위성망 공중통신망(PSTN)–유선/무선 CATV망

LAN

일반 가정용 이용자 전력선

(5)

가정용 인터넷 접속 프로토콜

? 가입자 접속망의 고도화

? 기존선로의 활용

?ISDN 모뎀이용, 고속모뎀을 통한 디지털 가입자 회선(DSL)기

술 적용

? 광케이블로 대체 – 궁극적 대안

?CATV 망 활용

?기존 케이블

TV망구조의 단점 보완하기 위한 광-동축 혼합방 식(Hybrid Fiber-Coaxial, HFC)이 효율적 방안

? 무선 이동통신망 및 위성통신망

? 전력선 통신 (Power Line Communication)

가정용 인터넷 접속 프로토콜

인터넷 전 화, 고속인터넷 ,

VOD 아파트 등 밀집주거지

광, 동선 8M 이상

주 거 및 소규모 업무용 가 입 자

155M 이상 광 UADSL

ADSL FTTH FTTC FTTO FTTx

주 거 및 소규모 업무용 가 입

전 화, 중속인터넷 일반가입자

114K 무선장비 WLL

고 속 인터넷 일반가입자, 업무용 빌딩

위성안테나 128K – 3M

위성인터넷

전 화, 중속인터넷 일반가입자

128K 동 선 ISDN

고속인터넷, VOD, 광,동축 CATV

128K – 10M CATV

XDSL

전 화, VOD, 전 용회선 고속인 터넷 대규모 업무용 빌딩

155M 이상 광

제공서비스 서비스대상

전송매체 전송속도(bps)

통신방식

(6)

디지털 가입자회선 (DSL)

? 이중나선의 양끝에 고속모뎀을 설치 , 음성서비스와 고속 데이터 통신 서비스 제공

? DSL에서의 변복조 방식

?

CAP(carrierless amplitude/phase)

?

DMT(discrete multitone)

음 성 전 화 (P O T S )

순 방 향 ( Downstream) 역 방 향

(Upstream)

주 파 수 음 성 전 화

(P O T S )

순 방 향 ( Downstream) 역 방 향

(Upstream)

주 파 수

디지털 가입자회선 (DSL)

? DSL 계열의 전송방식별 특성

인터넷 접속, VOD, 동영상, LAN 접속, 양방향 멀티미디어

1.5Kbps~12Mbps 하향 16Kbps~1.3Mbps ADSL

HDSL 서비스를 하나의 회선으로 구현 1,544Mbps 양방향

2.048Mbps SDSL

복수의 가입자회선 이용 T1/E1 서비스 전용, WAN/LAN 접속 1,544Mbps 양방향

2.048Mbps HDSL

IDSN 서비스, 음성 및 데이터 통신 160Kbps 양방향

IDSL

데이터 통신 1.2~56Kbps 양방향

V.22/V.32/V.34 음성대역 모뎀

응용사례 전송방향

전송속도 명칭

(7)

HDSL(High Bit Rate DSL)

? HDSL : 약 2km마다 라인리피터를 설치해야 하는 기존의 T1/E1 캐리어를 대체하는 기술

ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)

? 일반 가정에 비대칭 고속데이터서비스를 제공

? 전송속도 : 최대 8Mbps

?전화국과 가입자의 거리, 이중나선의 굵기, 연결형태, 다른 회선과의 간섭 등에 좌우

?

? RADSL(Rate Adaptive DSL) : 선로의 변화에 적응, 사용중에도 최대 속도가 변화, 비대칭 비율이 조절

?

? UADSL(Universal ADSL) : 스플리터나 가입자 집안의 재배선

없이 음성 , 데이터서비스 동시 제공

(8)

ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)

? ADSL 가입자망의 구성

VDSL(Very High bit Rate DSL)

? 0.3 ~ 1.3km의 거리에서 약 30MHz의 주파수대역폭으로 52Mbps의 순방향 전송속도를 서비스하는 기술

? FTTC(fiber to the curb) 서비스 구조

(9)

ISDN

? 가입자 선로구간을 디지털화하여 음성 , 데이터, 팩시밀리 등 서로 다른 통신 서비스를 하나의 기 존 전화회선으로 통합적으로 제공

? IDSN 구조 (정보통신세계 297?)

? 이런게 어딨나 ??????????

ISDN

? 음성 : PCM(Pulse Code Modulation)방식으로 64Kbps로 디지털화 전송

? 제어정보를 위한 별도의 신호망 (signaling network)

? 호의 접속 /해제, 망 관리 및 유지/보수 처리

(10)

ISDN

? ISDN의 채널 종류와 접속방식(전송구조)

대용량의 가입자 정보(고속 팩스, 비디오, 대용량 데이터, 고음질의 음성과 같이64Kbps를 초과하는 정보)를 위한 회선방식의 채널

H채널

비회선교환방식(non-circuit switching)에 의한 제어신호(control signal)와 일부 패킷 데이터의 전송

D채널

전송용량이64Kbps이고 회선 방식인 기본적인 사용자채널(user channel) B채널

용도 채널종류

E1 전송규격에 대응되는 표준 2.048Mbps

30B+D

T1 전송규격에 대응되는 표준 1.544Mbps

23B+D 주접속

(primary access)

가장 기본적인 개인가입자용 144Kbps

(2X64Kbps + 16Kbps) 기본접속 2B+D

(basic access)

용도 용량

접속방식 접속종류

광 동축 복합 (HFC, Hybrid Fiber Coax)기술

? 광•동축 복합(HFC)

? CATV에서 A/D 변환후 다시 D/A변환을 하였으나, AM 광전송장치의 개발로 별도 의 변화과정이 생략됨? 수십개의 아날로그 증폭기를 통해 구축되는 동축케이블 망이 광섬유별로 일정 수준 이내의 가입자가 연결된 적은 개별망으로 분할된 형 태

? HFC 구성 : 헤드엔드, FN(Fiber Node), 케이블 모뎀으로 구성

(11)

광 동축 복합 (HFC, Hybrid Fiber Coax)기술

?

HFC의 주파수 할당

?

DSL과는 달리, 공유매체방식이기 때문에 가입자가 증가하면, 전 송률이 낮아짐 ? 역방향/순방향 전송채널을 더 할당하여 대역폭 을 증가시키는 방안 도입

역방향(디지털) 40MHz 5MHz

일반방송채널(6MHz)

45MHz 50MHz

순방향(아날로그,디지털) 700MHz

750MHz (CATV 주파수 상한)

통과대역밖 채널(6MHz)

광 가입자 망 (FTTx)

? 경쟁기술의 출현으로 구축이 다소 지연되고 있으나 대역폭을 비롯해 전송효 율, 신뢰성, 기능성 등의 기술적인 우월성 보유

? 광가입자망은 전화국측의 광종단장치(OLT, Optical Line Terminal), 가입자측 의 종단장치(ONU, Optical Network Unit), 이 둘사이를 연결하는 광분배망 (ODU, Optical Distribution Network)로 구성

? 하나의ONU는 한 가입자가 단독으로 사용하거나, 여러 가입자가 공유하여 사 용? 설치 위치에 따라, FTTH(Fiber to the Hone), FTTB(Fiber to the building), FTTO(Fiber to the office), FTTC(Fiber to the Curb)로 구분

(12)

광 가입자 망 (FTTx)

? FTTC/O, FTTH 구성도

A D M H D T A D M

H D T

A D M H D T

F T T O

F T T O F T T CF T T C F T T HF T T H

R T

N T ( P A B X ) 동 선 / 동 축 / 무 선 광 섬 유

T V 전 화

P C

댁 내 망 ( C P N )

광 섬 유

R T

N T

T V 전 화

P C

댁 내 망 ( C P N ) N T

T V 전 화

P C

댁 내 망 ( C P N ) 동 선 / 동 축 / 무 선

동 선 / 동 축 / 무 선

A D M H D T

광 섬 유

N T

T V 전 화

P C

댁 내 망 ( C P N ) ( O N U )

전 달 망

분

배

망

FTTC(Fiber to the Curb)

? FTTC의 구성형태

(13)

FTTH(Fiber to the Home)

? FTTH의 구성형태

무선 가입자망 기술

? 광대역 무선가입자망 시스템 구성

(14)

무선 가입자망 기술

? VS. 이동통신

?

기지국 변경(handover)이 없어 운용이 간단

?

가시경로 (line-of-sight)의 확보가 용이하여 높은 품질 전송이 가능

?

다중경로 감쇠 현상도 감소

?

방향성 안테나 이용 , 동일 주파수 사용에 의한 간섭의 감소로 주파 수 재사용 거리를 줄일 수 있다

WLL(Wireless Local Loop)

?

아날로그 셀룰러 기반 WLL 시스템의 특성과 단점

-기지국의 용량이 적고, 따라서 많 은 기지국이 필요하다

-음성품질이 떨어진다

-데이터지원에 한계가 있거나 지원 하지 못한다

-주파수 효율이 떨어진다 -시큐리티 기능이 떨어진다

-

기지국(base station) 비용이 저렴

하다

-

개발이 많이 되었으며, 검증된 기 술이다

-

많은 제조업자들이 이 기술을 지 원하고 있다.

-

전개가 빠르다

단점

특성

(15)

WLL(Wireless Local Loop)

?

디지털 셀룰러 기반 WLL 시스템의 특성과 단점

-IS-54는 데이터 미지원 -품질에 문제

-AMPS와 완벽한 호환 -검증된 기술 -D-AMPS

-일본에서만 사용 -1.5GHz로 운용가능

-PDC

-다른 표준에 비해 비교적 최근에 대 규모 설치가 이루어지고 있다.

-우수한 음성품질 -고용량 시스템 -우수한 주파수 효율 -주파수 계획 용이 -CDMA

-주요 제오업자들이 지원 -검증된 기술, 규모의 경제 기대 -주파수의 효율적 사용

특성

-일부국가에서 GSM 사용불가 -음성 품질이 떨어진다 -데이터 및 팩스 등 한계 -GSM

DCS 800/1900

단점 구분

MMDS/LMDS (Multichannel Multipoint Distribution Service/Local Multipoint Distribution Service)

? B-WLL 구현기술로 제시, WLL에 비해 높은 주파수 대역을 사용하여 고속전 송이 가능하다

? MMDS(Multichannel Multipoint Distribution Service) : CATV의 동축케이블을 대치 혹은 보완하기 위한 기술로, 약 2.6GHz 대역의 200MHz 대역폭을 이용 하여 분배형 서비스 제공? 서비스 반경은 30~70km로 하나의 기지국이 수 용하는 가입자는 수백만명

? LMDS(Local Multipoint Distribution Service) : MMDS에 비해 주파수대역폭이 크게 보완된 기술로, 약 30GHz 대역의 1.2GHz 대역폭으로 반경 3~6km의 비 교적 좁은 지역의 가입자들에게 분배서비스와 양방향 서비스 제공

(16)

위성통신 가입자망

? 위성통신 가입자망: 양방향 광대역 서비스를 제공하며, 넓은 지역을 동시에 서비스하 는 대신, 서비스 지역을 여러 개의 작은 지역으로 나눠 그 지역 특성에 맞게 서비스를 제공하는 기술(spot beam)도 사용

? WLL, LMDS, MMDS 아키택쳐의 특성

LMDS (3~GHz)

2.5~2.7GHz(MMDS), 25~27GHz(LMDS) 대역을 이용 LMDS의 경우 기지국 반경(1.5~5km)이 축소되므로 비용상승 을 유발

신속한 망 구축, 후발 사업자의 기술적 대안 기본적으로 CATV 망을 대체하는 분배형 서비스에 적합하나, LMDS의 경우 ADSL 혹은ISDN과 병용하여 양방향 서비스 제공

POTS, VoD/CATV, 교환형 비디오 (LMDS) MMDS

(2~3GHz)

기존의 동선로 가입자의 설비대체

2.3~2.4GHz 대역을 이용, 약 13km의 기지국 반경 POTS,

전용회선 서비스 WLL

기술적 특징 및 구축 방안 서비스응용

기술

LAN

Fall 2001

차 동 완

(email: tchadw@sorak.kaist.ac.kr)

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LAN, WAN, MAN

?

LAN(Local Area Network)

?근거리의 각종 정보처리기기 연결, 정보교환 네트워크

?점대점 연결의station들간 physical medium 공유

?일반적으로 수km이내로 제한

?

WAN (Wide Area Network)

?보다 넓은 지역을 대상

?조직차원에서 여러 개의LAN을 연결하는 네트워크

?

MAN

?대도시를 대상으로 한 지역망

?DQDB 등의 기술을 이용하여 네트워크 구성

LAN의 구조형태(Topology)

? 버스형

?

Tap을 통해서 버스에 접속

?

송신시 방송(Broadcast)의 형태로 모든 노드에 전송

?

노드장애에 Robust

?

구축 및 확장이 용이

Tab

데이터 흐름

(18)

LAN의 구조형태(Topology)

? 링형

?

인접한 두 노드와 직접연결, 원형으로 노드들을 연결

?

목적지가 아닌노드에서는 재생

?

단방향링 /양방향링

?

링크장애에 Robust

Repeater

Station

데이터 흐름

LAN의 구조형태(Topology)

? 스타형

?

중앙의 제어노드에 모든 노 드가 직접연결

?

신뢰도 집중의 문제

중앙허브(Hub) 또는 스위치

? 트리형

?

버스가 확장된 형태

?

CATV망에서 사용

Headend

(19)

Access Control

?

자유경쟁법(contention method)

?직접접속 권한이 모든 노드에 부여

?충돌 감지시, 송출 중단하고, 일정시간 후 재전송

?예) CSMA/CD

Access Control

?

토큰이용법

?논리적링(링형, 버스형)

(20)

Access Control

?

토큰이용법

?송출하고자하는 노드는 먼저 토큰(채널을 전용하는 자격)을 확보

?전송후 토큰방출

유선 LAN 표준안

IEEE 802 시리즈

(21)

CSMA/CD와 Ethernet

? 이더넷

? Xerox사가 동축케이블을 매체로 하는 LAN으로 개발

? 리피터로 연결된 여러 개의 세그먼트로 구성

? 노드의 증설 및 이전을 쉽게 할 수 있음.

? 높은 신뢰도

? 이더넷의 구성

CSMA/CD와 Ethernet (cont.)

? 전송절차

?

1.버퍼에 저장, 버스가 비워질 때까지 기다림

?

2.통보받은 직후 : 멘체스터방식에 의한 부호화,버스로 송출

?

3.충돌감지 : jam signal 송출

? 재송출 시도

?

16번까지

?

binary exponential backoff algorithm

(22)

고속 LAN - FDDI

?한곳에 모여있는 LAN들을 연결, 단일 LAN으로도 이용

?100Mbps의 전송속도를 제공하는 이중 링

?점대점으로 연결

?FDDI 표준안

데이터링크계층

물리계층

OSI 계층

LLC MAC

PHY PMD

SMT

고속 LAN - FDDI

? 총 500개의 노드 연결가능, 노드간의 거리는 2km로 제한

? FDDI 표준안

?

PMD 계층 : 전송장비 내역 명시

?

PHY 계층 : 부호화 및 고장 노드의 처리방식

?

SMT 프로토콜 : 고장탐지, 발견시 링 재구성

?

MAC 프로토콜 : 한시성 토큰 방식으로 시간 불균형 해소

?TRT(Token Rotation Time) ≤ TTRT(Target Token Rotation Time) ? 동기식, 비동기식 데이터 모두 전송. 그렇지 않다면 전체 링의 부하 가 높은 경우이므로 동기식 데이터만 전송

(23)

고속 LAN - FDDI

DQDB(Distributed Queed Dual Bus)

? IEEE 802.6 소위원회 DQDB를 MAN 국제 표준안

? FDDI : 음성과 데이터 등 고속 전송에 사용

? DQDB : 영상서비스 전송을 위한 MAN용으로 개 발되어 고속으로 멀티미디어 서비스 지원

?FDDI와 DQDB 상대적으로 높은 초기설치비용, 고속 이더

텟 기술 등장으로 시장에서 사라지고 있다

(24)

고속 이더넷

? 고속 이더넷은 IEEE 802.3 이더넷 프레임과 CSMA/CD를 사용하여, 기존 이더넷과 호환성 제공

? 비차폐형 이중나선(UTP) 혹은 광섬유 사용

? 반이중통신의 리피터허브, 혹은 전이중통신을 지원하는 교환기 사용

?

패스트 이더넷 : FDDI LAN 표준인 ANSI 물리매체 표준(ANSI physical media standards)

?

기가비트이더넷 : 서버와 데이터 디스크를 고속으로 연결하는 화 이버 채널(Fibre Channel)기술 기반

고속 이더넷

? 반이중 방식의 이더넷

(25)

고속 이더넷

? 전이중 방식의 이더넷

고속 이더넷

? 교환기와 리피터 허브가 동시에 존재하는 형태

(26)

고속 이더넷

? 기가비트 이더넷

?

1Gbps의 대용량 대역폭, 기존의 10/100Mbps 이더넷과 호환

?

물리계층 매체 – 광케이블 및 구리선

?

구성 – 인코더/디코더, MAC, GMII

?GMII (Gigabit Media Independent Interface) : MAC과 물리계층의 중 간에 위치한 인터페이스로 전이중, 반이중 방식 모두 지원. 패스트 이 더넷의MII확장

?

기가비트 이더넷의 구조(그림)

ATM LAN

? ATM LAN - LAN 상호간에 오가는 응용서비스(IP 주소 사 용 )들을 ATM망(ATM 주소사용)위에 수용하기 위한 기술

? LAN : 비연결형 서비스, ATM : 연결형 서비스

?

LAN과 ATM 간 프로토콜 변환 기능 필요

?

LANE(LAN Emulation) - 1995 ATM 포럼

(27)

ATM LAN

? LANE : 하나의 ATM망 위에 놓인 LAN의 집합 형태

? 서로 독립적으로 운용되는 서브넷이라 볼 수 있는 여러 개의Emulated LAN(ELAN)들로 분할 되어 운용

? LANE의 구성

? 구성 요소

? LEC(LANE Client) : 다 른LAN의 호스트간에 전 송되는 응용서비스 패킷 을ATM 망에 접속하는 ATM 종단 시스템

? LECS(LANE Configuration Server) : ELAN을 구성 형태를 결 정하는 서 버

? LES(LANE Server) : 해 당ELAN에 대한 제어 및 관 리 기능을 수행

? BUS(Broadcast and Unknown Server) : 연결 형으로 운용되는ATM 망 을 통해 방 송, 멀티케스 팅 기능을 수행

무선 LAN (Wireless LAN) 기술

? 무선LAN 종류

▣ 900 MHz 무선 LAN : 각사 독자방식으로 속도 1 Mbps 이하

▣ 2.4 GHz 대 무선 LAN

각사 독자 방식 : 주로 Frequency Hopping 방식, 속도는 1 M수준 IEEE 802.11 방식 : ’97.6 표준화, 속도 2 Mbps (핵심칩 단종) IEEE 802.11 TGb 방식 : ’99.5 표준화, 최대속도 11 Mbps

▣ 5 GHz 대 무선 LAN

각사 독자 방식 : 5.7 GHz 대 10 Mbps 로 ‘98년 하반기부터 보급 IEEE 802.11 TGa 방식 : ’99.5 표준화, OFDM 방식

무선 ATM LAN : 25Mbps 급 목표 (HiperLAN 2등)

▣ 60 GHz 무선 ATM LAN : 155 Mbps 급 완전 ATM 무선 전송

(28)

무선 LAN (Wireless LAN) 기술

? 무선랜 시스템 구성

Access Point Access

Point 무선 LAN Bridge

무선 무선 LAN Bridge LAN Bridge

PCMCIA 랜카드

PCI Adapter

LAN 백본망

무선 LAN Bridge

무선 무선 LAN Bridge LAN Bridge

▣구성 요소

◈무선 LAN Bridge

◈Access Point

◈무선랜 카드

무선 LAN (Wireless LAN) 기술

? 전송속도의 발전

(29)

무선 LAN (Wireless LAN) 기술

? 무선 LAN의 특징

• 주파수 대역 - 2.4GHz(ITU-R의 ISM)

5GHz 대 (WRC-2003에서 결정 예정)

• 전송속도 - 2Mbps~11Mbps, 20Mbps~54Mbps 등

• 변조방식 - CCK,OFDM 등

• 출력 - 10mW/MHz, EIRP 200mW 등 수준의 소출력

• 주파수 대역 - 2.4GHz(ITU-R의 ISM)

5GHz 대 (WRC-2003에서 결정 예정)

• 전송속도 - 2Mbps~11Mbps, 20Mbps~54Mbps 등

• 변조방식 - CCK,OFDM 등

• 출력 - 10mW/MHz, EIRP 200mW 등 수준의 소출력 기술적 특징

기술적 특징

• PC, PC주변기기간 네트워크 접속(휴대성, 간편성, 유연성 )

• 유선 통신망과의 결합을 통한 “이음새 없는(seamless)”통신구축

• 노후 건물 등 유선통신망 접근 제약 영역의 해소

• PC, PC주변기기간 네트워크 접속(휴대성, 간편성, 유연성 )

• 유선 통신망과의 결합을 통한 “이음새 없는(seamless)”통신구축

• 노후 건물 등 유선통신망 접근 제약 영역의 해소 서비스 특징

서비스 특징

무선 LAN의 활용 전망

Roaming

Airport

Hotel &

Conference

Public space Office

Home

Train station

(30)

무선 LAN (Wireless LAN) 기술

? 장점

?설치장소에 제한이 없다

?활용범위가 넓고 환경변화에 쉽게 대응

?유지 보수비용이 적음

? 단점

?과다한 초기 설치비용

?신뢰성, 보안성

?주파수 할당 문제

? 대부분2.4GHz ISM 대역 사용

? Basic Service Set (BSS) : 무선 LAN 구조의 기본단위

? Basic Service Area (BSA)

?하나의BSS에 의해 운용되는 지역

?셀룰러 시스템의 셀과 유사하나, 기지국같은 중간 노드없이도 노드사이 통신 가능

무선 LAN 유형(1)

?

단일 BSS에서의 ad-hoc 망 구성

?

특정한 노드없이 같은 수준의 단말들만으로 구성된 형태

?

이동성 높은 단말 사이 일시적 연결 지원

station

station station

(31)

무선 LAN 유형(2)

station

station AP

AP

potal Wired LAN BSS

BSS DS:Distribution System

?

다중 BSS에 의한 Extended BSS의 구성

?

개별 BSS들의 연결을 위해 고정설비 이용 (Access Point)

?

AP는 Distribution System이란 무선망에 연결, 전체가 하나의 ESS 형성

?

ESS는 내부 노드간 연결성이 보장되는 큰 논리적 BSS로 볼 수 있다

IEEE 802.11

? MAC 프로토콜 : CSMA/CA (Collision Avoidance)

? 물리계층 프로토콜

?주파수 호핑 대역확산(frequency hopping spread spectrum, FHSS)

?직접 대역확산(directed sequence spread spectrum, DSSS)

?적외선(infrared, IR)

? FHSS

?2.4000~2.4835GHz를 1MHz단위로 79개 채널

?26개 주파수 호핑 시퀀스로 이뤄진 3개의 호핑 시퀀스

?복수 호핑 시퀀스 셋을 이용 동일지역에 다중BSS 허용

?최소hop rate 2.5hops/s

?2-level Gaussian FSK이용 1Mbps

(32)

IEEE 802.11

?

DSSS

?11MHz 대역폭을 가진 11개의 채널

?각 채널에11 chip barker sequence를 확산코드로 이용 기본 1Mbps 지원

?다중BSS사용시 채널간 중심주파수 간격 30MHz 이상

?동일 지역3개 이상 다중 BSS 권장하지 않음

?2.4GHz대역에서 최대 11Mbps

?

IR

?850~950nm 적외선 사용(옥내사용에 제한)

?16-pulse position modulation사용 기본1Mbps지원

5Km 300M 실외

30M 16Mbps

적외선통신

50M 10Mbps

협대역 마이크로웨이브

300M 2Mbps

FHSS

11Mbps 실내 DSSS

최대전송거리 최대전송속도

구분

IEEE 802.11

? IEEE 801.11

시리즈의 기술적 특성

Yes Yes

Yes Multicast

Connectionless connectionless

Connectionless Connectivity

CSMA/CA CSMA/CA

CSMA/CA Medium access

control/Media sharing

32Mbps 5Mbps

1.2Mbps Max. data rate, layer3

54Mbps 11Mbps

2Mbps Max. Physical rate

5GHz 2.4GHz

2.4GHz Carrier Frequency

OFDM DSSS

FH/DSSS Modulation

802.11a 802.11b

802.11

(33)

주요 국가 무선 LAN 주파수 이용현황

5.15~5.25GHz 5.25~5.35GHz 5.725~5.825GHz

100MHz 100MHz 100MHz

HiperLAN HiperLAN ISM

U-NII U-NII U-NII

무선국 비허가제

200mW (옥내용) 1W(옥내외용) 4W(옥내외용)

HIperLAN1 HIperLAN2 소출력 무선기기

25mW (옥내용) 무선LAN

무선국 비허가제 무선국 비허가제

200mW(옥내용)

사업용 검토중

사업용 검토중 무선국

비허가제 무선국 비허가제

200mW(옥내용) 200mW(옥내용)

5.470-5.550GHz : 1W 5.570-5.725GHz : 1W

(옥내외용) 구 분

5.470~5.725GHz 255MHz HiperLAN

(옥내외용) 미 국

광대역 무선접속서비스 유 럽

(영국)

HiperLAN2

일 본

무선 LAN 표준화 동향

Frequency Band : 2.400 ~ 2483.5 GHz Data Rate : 1,2,5.5,11Mbps

Modulation : CCK MAC : CSMA / CA Max Power : EIRP 1W

Frequency Band : 5.150 ~ 5.350 GHz 5.725 ~ 5.825 GHz Data Rate : 6,9,12,18,24,36,54Mbps Modulation : OFDM

MAC : CSMA / CA

Max Power : 200mW, 1W, 4W

IEEE 802.11b

IEEE 802.11a

(34)

하이퍼랜 /UNII

(Unlicensed National Information Infrastructure)

? 유럽의HIPERLAN, 미국 U-NII/ SUPERNet

? 정부허가없이 저렴한 비용으로 고속 이동데이터 통신서비스 제공할 수 있는 고 속 무선LAN

? 하이퍼랜/UNII는 정부허가 받지 않는 점에서 ISM 대역과 유사하지만, 무선 LAN 용으로 할당된 대역

? BRAN ( Broadband Radio Access Networks)

ETSI에서 향후 효율적 초고속 무선망 구성늘 위해 1997년 4월부터 프로젝트를 시작 HYPERLAN / 2

◈ 차세대 무선랜 기술

◈ 5GHz 대역을 이용

◈ 최대 54Mbps까지 전송할수 있는 광대역 무선 전송

◈ QoS가 지원되는 Connection-Oriented 방식 HYPERACCESS

◈ 25Mbps 속도 제공

◈ 원거리에서 고정 무선으로 가입자망과 접속 제공

◈ 5Km 커버리지내에서 댁내 및 중소사업용으로 실외에서 사용

◈ 개인 네트워크 및 공중망 사업자의 무선 접속용

◈ 라이센스 대역 HYPERLINK

◈ HYPERACCESS와 HYPERLAN 간의 상호접속용 ( ~155Mbps )

하이퍼랜 /UNII

(Unlicensed National Information Infrastructure)

? 하이퍼랜 및 UNII의 특성

100-150Mbps 5개 채널 각각에 24-

전송속도

100mW 1Watt

출력

약24Mbps 전송속도

반경6마일 범위의 장거리 중거리, 캠퍼스

LAN, 밀집주거지역 동일 빌딩내의 단거리

서비스 도 달범위

4Watt EIRP 1Watt EIRP

200m Watt EIRP 출력

주파수 주파수

17.1~17.3GHz 5.15~5.25GHz

5.25~5.30GHz HIPERLAN

5.725~5.825GHz 5.25~5.35GHz

5.15~5.25GHz

U-NII/

SUPERNet

대역3 대역2

대역1 구분

(35)

IEEE 802.11a vs. HYPERLAN / 2

Link Adaptation 무 선 링크 지원 No

HYPERLAN/2 MIB 802.11 MIB

NMS

Ethernet, IP, ATM, UMTS, Fir Wire, PPP Ethernet

Network 지원

NAI / IEEE Address / X.59 인 증 No

ATM / 802.1P / RSVP / DiffServ (full controll) PCF

(Point connection Function) QoS 지 원

Connection-Oriented Connection-less

Connectivity

TDMA / TDD CSMA / CA

MAC

54Mbps 54Mbps

최 대 전송율

5.15 ~ 5.35 GHz 5.470 ~ 5.725 GHz 5.15 ~ 5.25 GHz

5.725 ~ 5.825 GHz 주파수

OFDM 변 조 OFDM

HYPERLAN/2 IEEE 802.11a

특 성

Bluetooth

?

개인사용자 주변의 정보기기뿐만 아니라 가전제품 등을 무선으로 신속/단순하게 연결 가능

?

무선 ad-hoc 망

?

이동단말에 9mm X 9mm 크기 칩 장착으로 구현

?

2.4GH ISM 대역사용

?

1MHz 79개의 채널로 분할, 802.11과 비슷한 주파수 호핑에 의한 확산대역방식

?

TDD(Time Divisional Duplex)사용

?

패킷교환 뿐 아니라 회선교환방식도 지원

? Bluetooth 명칭 – 10세기 덴마크 부족을 통일한 왕의 이름

(36)

Bluetooth

?

기본 네트워크 사양

?

반경 10m의 범위에서 최대 8개 정보기기 포함

?

임의로 결정된 하나의 master unit와 나머지 기기는 slave unit

?

모든 제어는 주장치에 의해 이뤄짐 . 종속장치간 통신은 주장치 단위의 중계로 이뤄짐

?

Piconet

?Bluetooth 네트워크의 기본단위

?하나의 주장치 단위의 제어하

ad-hoc 타입으로 구성된 네 트워크

?

Scatternet

?피코넷들이 보다 넓은 지역에서 서로간 통신시 게이트웨이

지정하는 경우, 확장된 형태의 네트워크

Bluetooth

?

Bluetooth ad-hoc network

2

1

4 3

1

2

Piconet B Scatternet

•초당 1,600번 주파수 호핑으로 간섭 최소화

•정보기기들의 송신전력 제한으 로 피코넷 크기는 10m로 한정 (version2.0에서는 100m로 확장)