Transcript IMT-2000 - II - 산업기술대학교 원격교육연수원

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이번 시간에는...
27. IMT-2000 - II
지난 시간에는 IMT-2000의 정의와 규격 및 서비스에 대해 알아보고, 이동통신망의 구조 및
IMT-2000 네트워크 시스템에 대해 알아보았습니다.
이번 시간에는 IMT-2000 그 두번째 시간으로 IMT-2000의 시스템 구성, 네트워크 구성 및 서비
스 플랫폼 구성에 대해 학습해 보도록 하겠습니다.
한국산업기술대학교
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학습 목표
27. IMT-2000 - II
27 회차 강의에서 다루게 되는 내용은 다음과 같습니다.
IMT-2000 - II
이번 장의 학습 목표
한국산업기술대학교
1)
IMT-2000의 시스템 구성에 대해 알 수 있다.
2)
IMT-2000 무선 규격에 대해 알 수 있다.
3)
IMT-2000 네트워크 및 그 구성에 대해 알 수 있다.
4)
IMT-2000 서비스 시스템 구성에 대해 알 수 있다.
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IMT-2000 시스템 구성
27. IMT-2000 - II
 UTRAN 시스템
 USIM :
 UMTS SIM으로, 유럽의 GSM에서 사용되고 있는 것으로 인터페이스, Security module,
Memory, Application Toolkit으로 구성  IMSI, 즉 전화번호를 비롯하여 뱅킹, Mcommerce 등의 특정 application 포함 가능
 사용자는 USIM을 여러 장 가지고 다니면서 필요에 따라 필요한 카드를 교체 장착 사용
 UE : 3G용 무선 단말로, 초기에는 2G 단말과 유사할 것으로 예상
 NodeB : 2G의 BS에 해당하는 장비로 기능 축소
 RNC : UTRAN의 기술 핵심장비로, 기존 무선 망 교환기에서 수행하고 있던 무선 관련 기능의
대부분과 기지국 기능 수행
USIM




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UE (ME)
USIM
Node B
RNC
UE
:
:
:
:
Node B
RNC
단말. 초기에는 2G와 3G의 dual mode로 동작 예상
IMSI 및 application을 가지고 있는 ID card
기지국. 2G의 기지국 기능보다 축소됨
기지국 제어기
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IMT-2000 시스템 구성
27. IMT-2000 - II
 UTRAN 시스템별 프로토콜 스택
 음성 코덱 QCELP에서 AMR로 변경  향상된 효율성 제공
 단말에서 Layer 3에 해당하는 부분중 AMR과 TCP/IP부분, 즉 음성과 데이터가 Layer 1이나 2에서 동일
하게 처리, Node B의 많은 기능이 RNC로 전이, Node B는 채널단 기술만 구현
 ATM or IP부분은 ALL-IP로 발전  무선에서는 ATM, AAL2를 통해, ALL-IP 기반에서는 다시 IP를 통
해 유선으로 전달, 유선구간에서는 Mobile IP의 IP 터널을 통해 캡슐화된 IP 데이터 전달
Node B
UE
AP
NBAP
RRC
NBAP
RNSAP
RANAP
SCCP
MTP-3b
AMR
CC/MM TCP UDP
GMM/
IP
GPRS-SM
PPP
L3
RNC
PDCP
ALCAP
RRC
PDCP
ALCAP
TE
RLC
RLC
L2
MAC
L1
WCDMA
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MAC-b
WCDMA
MAC
FP
ATM or IP
ATM or IP
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IMT-2000 시스템 구성
27. IMT-2000 - II
 IMT-2000 핵심망 (Core Network)
 2G의 교환망에 해당하는 기능 수행, Layered Architecture로 구성 (Service, Control, Transport)
 Transport Layer  패킷 스위칭 역할
 Control Layer  무선 교환기, SIP 등 제어 시스템과 HLR, AAA 등 사용자 인증 및 위치 정보 등 무선 통
신용 데이터베이스 시스템으로 구성
 Service Layer  WAP 등 무선 인터넷 관련, 무선 동영상 서비스 관련 응용 시스템으로 구성
Service
Control
Service Platform
SCP
MSC
SIP
HLR
AAA
MLC
MGCP
Transport
SGSN
MGW
PSTN or else
GGS
N
Internet
RNC
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IMT-2000 무선 규격
27. IMT-2000 - II
 IMT-2000 무선 데이터 전송 및 주파수 대역
 데이터 전송속도
 차량
: 144 Kbps
 보행자 : 384 Kbps
 정지
: 2 Mbps
 주파수 할당
 상향 : 1920 ~ 1980 MHz
 하향 : 2110 ~ 2170 MHz
단위 : MHz
35
20
20
20
30
15
20
20
20
30
TDD
FDD
FDD
FDD
MSS
TDD
FDD
FDD
FDD
MSS
1885
1920 1940 1960 1980
2010 2025
21102130 2150 2170
2200
#14
MC
#1
#2
#13
#14
MHz
#15
1.2288
1.5
DS
#1
#1
MHz
3.84
5
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IMT-2000 무선 규격
27. IMT-2000 - II
 IMT-2000 무선 접속 규격
 무선 접속 기술은 무선 대역폭 증가를 위해 발전
 동기식 IMT-2000 무선 접속 규격
구분
IS-95 A
IS-95 B
3G-1X
3G-3X
대역폭
1.25 MHz
1.25 MHz
1.25 MHz
5 MHz
Chip Rate
1.2288 Mcps
1.2288 Mcps
1.2288 Mcps
3.6864 Mcps
Frame Length
20ms
20ms
20 / 5ms
20 / 5ms
순방향
9.6(14.4)Kbps
76.8(115.2)Kbps
307.2 Kbps
2.0736 Kbps
역방향
9.6(14.4)Kbps
76.8(115.2)Kbps
307.2 Kbps
2.0736 Kbps
순방향
BPSK
BPSK
QPSK
QPSK
역방향
왈쉬 직교
왈쉬 직교
BPSK
BPSK
순방향
50Hz
50Hz
800Hz
800Hz
역방향
800Hz
800Hz
800Hz
800Hz
최대
전송속도
Modulation
전력제어
인용: IMT-2000 CDMA 기술(세화)
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IMT-2000 무선 규격
27. IMT-2000 - II
 IMT-2000 무선 접속 규격
 무선 접속 기술은 무선 대역폭 증가를 위해 발전
 비동기식 IMT-2000 무선 접속 규격
항목
3GPP FDD
3GPP TDD
Multiple Access
DS
DS + T
Chip Rate
3.84 Mcps
3.84 Mcps
Frame Length
10ms
10ms
Channel Coding
CC + Turbo
CC + Turbo
Spreading Modulation
UL :Dual Ch QPSK
DL : QPSK
UL : QPSK
DL : QPSK
Power Control
Fast Power Control
Open Loop
Outer Loop
Fast Power Control
Open Loop
Diversity
Transmit Diversity
STTD, TSTD
Transmit Diversity
STTD, TSTD
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IMT-2000 무선 규격
27. IMT-2000 - II
 IMT-2000 무선 접속 기술 비교
 동기식 방식 : 미국 주도, CDMA One
 비동기식 방식: 유럽 주도, GSM 기반
 동기식 & 비동기식 IMT-2000 무선 접속 규격 비교
W -C D M A
주도 지역
기술표준 단체
구성 단체
유럽
3G P P
E T S I(유럽), T I(미국),
A R IB /T T C (일본), C W T S (중국),
T T A (한국)
각각의 기지국마다 상이한 P N
c o d e 를 갖는 비동기
상대적으로 길다
상대적으로 용이하다(인접기지국
과 셀 반경을 고려하지 않고 기지
C e ll P la n in g
국 구축)
일반적 표현
W -C D M A
D S (D ire c t S e q u e n c e )방식의
R F개념의 표현 FD D 와 T D D 2가지
시스템 개발업체 에릭슨, 노키아, N T T , D o C o M o 등
핵심망 기반
G S M -M A P
기반 기술
G SM
C h ip ra te
3.84M c p s
기지국 설치용이(기지국간 비동
기), D S 방식으로 용량개선, 전세
계시장의 80% 점유로 기술 시장성
국내적용시 장점 과 성장성이 큼
국내 기술력부족, 새로운 시스템
국내적용시 단점 의 N e tw o rk 구성
기지국간 동기
초기동기 시간
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c d m a 2000
북미
3G P P 2
T IA (미국), A R IB /T T C (일본), C W T S (중국),
T T A (한국)
G P S 를 이용한 기준시간을 획득하는 동기방
식으로 기지국마다 동일한 P N c o d e 를 사용
하며 단지 시간차를 이용하여 기지국 구분
상대적으로 짧다(동일 P N c o d e 사용)
상대적으로 어렵다(인접기지국 P N c o d e 의
T im e -o ffs e t값을 고려하여 기지국 구축)
c d m a 2000
M C (M u lti C a rrie r) 3X 3개의 C a rrie r 사용
퀄컴, 루슨트, 모토로라 등
A N S I-41
IS -95
3.6864M c p s
기존에 운용중인 is -95계열과 호환 가능, 운
용경험과 기술면에서 국제경쟁력이 높음.
시장성 미흡, 미국의 G P S 에 예속 우려
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IMT-2000 네트워크
27. IMT-2000 - II
 초기 IMT-2000 네트워크
 2G / 2.5G 시스템과 유사
 기존 망(CDMA망)과의 연동규격은 미정
 초기 3G 네트워크 구성
MSC
MSC
2G
PSTN
HLR AAA SCP
RAN
Internet
SGSN
•
RAN
: Radio Access Network
•
MSC
: Mobile Switching Center
•
VLR
: Visitor Location Register
•
SGSN, GGSN
: Serving & Gateway GPRS Support Node
•
SCP
: Service Control Point
•
HLR
: Home Location Register
•
AAA
: Authentication Authorization Accounting
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GGSN
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IMT-2000 네트워크
27. IMT-2000 - II
 향후 IMT-2000 네트워크
 트래픽의 중심은 Voice -> Data
 트래픽과 호처리의 구분
 MSC의 기능 분리 및 네트웍 호제어 역할 증대
 All-IP network
2G
 향후 3G 네트워크 구성
SIP HSS AAA SCP
MGW
PSTN
Internet
RAN
SGSN
•
RAN
: Radio Access Network
•
MGW
: Media Gateway
•
SGSN, GGSN
: Serving & Gateway GPRS Support Node
•
SIP
: Session Initiated Protocol
•
HSS
: Home Subscriber Server
•
SCP
: Service Control Point
•
AAA
: Authentication Authorization Accounting
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GGSN
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IMT-2000 네트워크 구성
27. IMT-2000 - II
 비동기식 IMT-2000 네트워크 구성
 애릭슨 사의 IMT-2000 네트워크 구성 방안
 단말기에서 핵심 망 (Core Network) 및 서비스 망 (Service Network) 모두 구성
 호처리 MGW는 내부 Switching 기능만 수행
 All-IP 네트워크
 Erricson 사의 IMT-2000 3G 네트워크 구성
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IMT-2000 네트워크 구성
27. IMT-2000 - II
 비동기식 IMT-2000 네트워크 구성
 노텔 사의 IMT-2000 네트워크 구성 방안
 내부 Packet 네트워크 중심의 Architecture
 인터넷의 접속은 GGSN에 직접 접속하며, 네트워크 Server Farm에서 통신 부가 기능 수행
 Nortel 사의 IMT-2000 3G 네트워크 구성
Network Server Farm
AAA, LDAP, SCP, HLR
DNS,DHCP,OSS,Billing
3rd Party Services
Media
Server
GSM
UMTS
Server
SIP/H.323
Server
SS7
SS7
Gateway
PSTN
Gateway
Packet Network
Wireless
Gateway
Iu
PSTN
Packet
Gateway
Internet
Intranets
RNC
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IMT-2000 서비스 시스템 구성
27. IMT-2000 - II
 IMT-2000 서비스 애플리케이션 구성도
 IMT-2000 서비스 제공을 위한 중간 Middleware 구성
 현재 이동통신사 서비스 플랫폼과 유사한 구성
 별도의 서비스 플랫폼으로 통일된 서비스 규격 및 보안 문제 해결
 현재까지는 별도의 규격화 작업 없음
 IMT-2000 서비스 애플리케이션 네트워크 구성
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IMT-2000 정리
27. IMT-2000 - II
 IMT-2000 결론
 IMT-2000으로 가면 무엇이 바뀌는가?
 무선부분은 기술이 진보한다.
 전송속도의 증가
 Traffic 압축효율의 증가
 채널 사용효율의 증가
 Core Network 부분은 기능의 분화가 이루어진다.
 MSC의 기능 분할
 데이터 중심 처리
 네트워크 서비스가 통신 서비스시장을 잠식한다.
 인터넷과 CN과의 연동
 미들웨어를 통해 서비스 서버가 간접적인 호 제어 가능
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IMT-2000 정리
27. IMT-2000 - II
 약어 정리
AAA
:
ALCAP :
AP
:
BPSK
:
CC
:
CN
:
EIR
:
FP
:
GGSN
:
GMM
:
GPRS-SM
GPRS
:
GSM
:
HLR
:
HSS
:
IMT-DS :
IMT-FT :
IMT-MC :
IMT-SC :
IMT-TC :
LDAP
:
MAC
:
ME
:
MGCP :
MGW
:
Authentication, Authorization and Accounting
Access Link Control Application Protocol
Application
Binary Phase Shift Keying
Call Control
Core Net
Equipment Identification Register
Frame Protocol
Gateway GPRS Support Node
GPRS Mobility Management
: GPRS Session Management
General Packet Radio Service
Global System for Mobile communications
Home Location Register
Home Subscriber Server
IMT-2000 Direct Spreading
IMT-2000 FDMA / TDMA
IMT-2000 Multi-carrier
IMT-2000 TDMA Single-Carrier
IMT-2000 TDD CDMA
Lightweight Directory Access Protocol
Medium Access Control
Mobile Equipment
Media Gateway Control Part
Media Gateway
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MLC
MM
MSC
MTP3-B
NBAP
PDCP
PSTN
QPSK
RAN
RANAP
RNC
RNSAP
RRC
SCCP
SCP
SGSN
SIP
STTD
TE
TSTD
UE
UMS
UMTS
USIM
WAP
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
Mobile Location Center
Mobility Management
Mobile Switching Centre
Message Transfer Part level 3
NodeB Application Part
Packet Data Convergence Protocol
Public Switched Telephone Network
Quadrature Phase Shift Keying
Radio Access Network
Radio Access Network Application Part
Radio Network Controller
Radio Network Subsystem Application Part
Radio Resource Control
Signaling Connection Control Part
Service Control Point
Serving GPRS Support Node
Session Initiated Protocol
Space Time Transmit Diversity
Terminal Equipment
Time Switched Transmit Diversity
User Equipment
Unified Messaging Service
Universal Mobile Telecommunications System
Universal Subscriber Identity Module
Wireless Application Protocol
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요약 정리
27. IMT-2000 - II
이번 시간에 소개했던 내용을 정리해 봅시다.
1)
IMT-2000의 UTRAN 및 Core Network 시스템 구성에 대해 알아보았습니다.
2)
비동기 및 동기 방식의 IMT-2000 무선 규격에 대해 알아보았습니다.
3)
IMT-2000 네트워크 및 그 구성에 대해 알아보았습니다.
4)
IMT-2000 서비스 시스템 구성에 대해 알아보았습니다.
다음 시간에는 2.3GHz 휴대 인터넷에 대하여 학습하시게 될 것입니다.
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평가 하기
문제1
27. IMT-2000 - II
IMT-2000 Core Network을 구성하는 세가지 Layer는 무엇입니까?
정답은 다음과 같습니다.
Service, Control, Transport
해설내용:
IMT-2000 Core Network는 2G의 교환망에 해당하는 기능을 수행하며, Service,
Control, Transport의 Layer로 구성됩니다.
Transport Layer는 패킷 스위칭 역할을 수행하고,
Control Layer는 무선 교환기, SIP 등 제어 시스템과 HLR, AAA 등 사용자 인증 및 위
치 정보 등 무선 통신용 데이터베이스 시스템으로 구성되며,
마지막으로, Service Layer는 WAP 등 무선 인터넷 관련, 무선 동영상 서비스 관련
응용 시스템으로 구성됩니다.
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문제2
27. IMT-2000 - II
동기식과 비동기식 IMT-2000 무선 규격의 차이는 무엇입니까?
정답은 다음과 같습니다.
동기화를 수행하는 방식의 차이
해설내용:
동기식과 비동기식의 가장 큰 차이는 동기를 어떻게 맞출 것인가 입니다.동기식은 동
일한 PN code를 사용하며, offset에 의해 기지국을 구분합니다. 반면 비동기식은 기
지국마다 서로 다른 code를 사용합니다. 총 512개의 코드가 64개의 그룹으로 구분
되어 할당됩니다.
비동기식 방식은 복잡한 동작 원리를 가지고, 초기 동기시간도 길고, 과정도 어렵게
되어 있습니다. 하지만 기지국에 GPS가 필요없고, 기지국마다 코드가 틀리므로 아무
리 시간지연이 심해도 통신 간섭이 동기식보다 적게 되는 이점이 있습니다.
핵심망 기반의 동기식 방식은 ANSI, 비동기식은 GSM을 사용한다는 점도 큰 차이입
니다.
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