Transcript 12. LTE 이해하기

LTE 기술과
기존 기술과의 차이
※ INDEX
1. LTE의 의미
2. 기존 통신 규격과 발전 과정
3. 1G,2G,3G,4G의 통신규격
4. 통신규격의 특징
5. LTE의 기술들
LTE의 의미
LTE
( Long Term Evolution )
2011년 현재 전세계 무선 이동통신 시장의 관심은 새로운 이동통신 규격,
LTE에 있다. 스마트폰과 태블릿 PC 등 모바일 기기의 보급이 증가하면서
폭발적으로 늘어난 데이터 전송량을 기존의 무선 이동통신 방식으로는
더 이상 감당할 수 없기 때문이다.
최근 들어 자주 발생하는 스마트폰 통화 끊김 현상이나 무선 인터넷 접속
불가 현상 등이 이러한 데이터 폭증 때문이다. 때문에 국내외 이동통신
시장에서는 이를 개선하면서 데이터 전송 속도도 향상된 LTE(Long Term
Evolution) 통신 규격으로 전환하기 위해 안간힘을 쓰고 있다.
기존 이동 통신 규격의 발전 과정
1G
2G
3G
3.5G
접속방식
아날로그
디지털(GSM,
CDMA)
WCDMA
전송속도
-
14.4 ~
64Kbps
144Kbps ~
2Mbps
전송형태
음성
음성/문자
다운로드
속도
(800MB
동영상)
다운로드
불가
약 6시간
3.9G
4G
HSDPA
LTE,WiBro
LTEAdv/WibroAdv
~14.4 Mbps
~100 Mbps
~600 Mbps
음성/문자/동영상 등
약 10분
약 8분
멀티미디어
약 4분
약 85초
(이론적)
1G통신 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
문제점이 많았다.1G 이동통신은 국내에는
1988년부터 1996년까지 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
데이터 용량으로 훨씬 더 깨끗한 품질로 통화할 수 있게 되었다.
데이터 전송속도는 14.4~64Kbps이고, 1996년 국내에 도입된 이래
현재까지 사용되고 있다. 대체로 휴대폰 번호 앞자리가 010이
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 GSM을 더 많이 사용했는데,
국내는 모두 CDMA방식을 채택했다.
3G 통신 규격
3G 이동통신 규격은 2002년 12월부터 상용화되어 현재까지 보편적으로
사용되고 있다. 처음에는 ‘IMT-2000(International Mobile Telecommunication
2000, 국제 모바일 텔레커뮤니케이션 2000)’이라고 명명되었던 프로젝트로
진행되어, 2000년부터 1,800~2,200MHz 주파수 대역을 전 세계 공통으로
적용하려 했으나 제대로 시행되지는 않았다. 유럽식 GSM은 WCDMA로, 미국식
CDMA는 CDMA 2000으로 각각 나뉘어 발전됐기 때문이다. 3G 이동통신규격의
전송속도는 144K~2.4Mbps로 실시간으로 동영상, 사진 등을 전송할 수 있을
만큼 속도가 향상되었다.
이후 3G 이동통신은 각자의 방식대로 지속적인 발전을 거듭했다.
미국식 CDMA 2000은 CDMA 2000 EV-DO, 리비전(Rev.) A/B 등으로, 유럽식
WCDMA는 HSPA(HSDPA/HSUPA), HSPA+ 등으로 발전하며 데이터 전송속도가
향상되었다. 전세계적으로 보면 WCDMA 방식이 70%이상 차지하고 있으며,
현재 국내에는 SK텔레콤과 KT가 HSPA, HSPA+ 방식으로, LG U+는 CDMA 2000
EV-DO 리비전 A 방식으로 서비스하고 있다.
4G 통신 규격
지난 2008년 ITU(International Telecommunication Union, 국제 전기통신 연합)에서
4세대 이동통신 규격을 정의하면서, 저속 이동 시 1Gbps, 고속 이동 시 100Mbps의
속도로 데이터를 전송할 수 있어야 한다고 규정했다. 이에 따르면 현재 국내 및
해외에 적용된 LTE, 와이브로는 엄밀히 말해 4세대 이동통신 규격이라 할 수 없다.
또한, 당시 ITU는 4세대 이동통신 규격의 선정 후보로 LTE를 개선한 LTE-Advanced와
와이브로를 개선한 와이브로-에볼루션(Wibro-Evolution, 와이맥스2)을 언급한 바 있다.
그래도 LTE와 와이브로는 기존 3G 규격에 비해 기술적으로 상당히 발전한 규격인
점은 분명하다. 따라서, LTE와 와이브로는 ‘pre-4G’ 혹은 ‘3.9세대’로, 진정한 4G 규격은
각각이 발전한 LTE-Advanced와 와이브로-에볼루션(와이맥스2)으로 보는 것이
대체적인 견해였다. 그런데, 2010년 12월 ITU에서 LTE, 와이브로, 다른 진화한 3G
망(예: HSPA+) 등도 4G라고 부를 수 있다는 보도자료를 내면서 현재 명확한 세대
구분은 할 수 없는 상황이다.
따라서, 각 국의 이동통신사는 이를 '4G' 라고 부르고 있다.
2G (1996~현재)
2세대 통신은 CDMA(Code Division Multiple Acess)라는 용어로 더 친숙한 통신기술로 휴대폰이
대중적으로 쓰이게 된 계기가 된 통신 표준이다.
2세대 통신기술 안에는 크게 미국식과 유럽식의 표준이 있었는데 이 CDMA는 미국의 퀄컴이라는
회사가 만든 표준방식으로 하나의 주파수에 코드를 부여하여 여러 사람이 사용하게 만든
‘코드분할 다중접속’ 방식을 사용한다.
비유를 들어 설명하자면, 하나의 방안에 다양한 사람들이 모여 이야기를 할 때 각각 자신들의
언어가 있어서 여러 명이 동시에 말을 해도 자신과 같은 말을 사용하는 사람의 목소리를
제외하고는 모두 의미 없는 잡음으로 들리는 것이라 할 수 있다.
1세대 통신기술이 아날로그 방식의 음성통화만을 제공했던 것과 달리 2세대부터는 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
전송하고 싶은 욕구에 새로운 통신표준을 만들게 되는데, 이것이 바로 현재 우리들이 사용하는 폰
에 가장 많이 적용되어 있는데 3세대 통신기술이다.
3G (2002~현재)
3G는 2G에 비해 보다 빠른속도로 데이터를 전송할 수 있기 때문에 단문메세지 외에도 MMS와
영상통화, 인터넷 서핑까지 가능하게 되는 형태로 계속 진화를 해오고 있는 기술이다.
3G방식 역시 2G처럼 그 안에 미국식과 유럽식의 표준이 있는데 우리나라는 정부정책으로 인해
SKT와 KT는 유럽방식의 WCDMA를, LG는 미국방식의 EVDO 리비전A라는 표준을 사용하게 된다.
2G와 3G를 구분하는 가장 쉬운 방법은 USIM이라고 불리는 칩의 유무인데 이는 USIM이라는 칩이
3세대 통신부터 생긴 이동 통신사의 정책이기 때문이다.
3G 이동통신은 기존에 비해 빠른 데이터 전송속도를 제공했지만 유선환경처럼 쾌적하게
인터넷을 이용하기에는 다소 무리가 있었다. 그래서 새롭게 정의되고 있는 표준들이 바로
최근에 언론을 통해 등장하고 있는 4G 통신 기술이다.
WCDMA 광대역 코드분할 다중 접속 방식
Wideband CDMA의 줄임말로 CDMA의 방식을 3G로 업그레이드한 기술 방식이며, 음성통화 뿐만 아니라
화상통화를 가능하게 한 통신 기술
Wi-Fi(와이파이)
Wireless Fidlity를 줄여서 Wi-Fi라고 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 불리는 802.11B(IEEE 802.xx는 IEEE의 LAN에 대한 일련의 규격)는 3Com,시스코
시스템즈,애플,루슨트 테크놀로지 등에서 제안하고 있는 무선 표준으로,사용가능한 범위는 좁지만,비용이
적게들고,속도가 빠르기 때문에 3G의 단점인 속도를 보완하기 위해 통신사에서는 Wi-Fi를 공공장소 커피숍,각종
놀이시설, 대중교통에까지도 와이파이존으로 만들고 있습니다.
4G (2011~현재)
4G는 3G에 비해 50배 빠른 초고속 통신기술로 고화질의 동영상과 3D입체영상을 전송할 수 있는 특징을
지니고 있다.
현재까지 4G에 가장 근접한 것으로 볼 수있는 LTE의 경우 800MB 영화 한 편을 다운로드 받는데 약 1분
24초가 걸리는데, 7분 2초 가량 걸리는 3G에 비하면 대략 5.3배 정도 빠른 것이다.
현재 명확하게 3G와 4G로 세대를 구분할 수 있는건 아니지만, 통신사들은 LTE를 4G라고 부르고 있다.
실제론 3.9세대 정도로 보면 될 것 같다.
Wibro(와이브로)
Wibro는 ‘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
있다는 장점을 가지고 있다.한 때 KT가 에그를 끼우면 사용할 수 있는 방식으로, 4G광고를 하기직전엔
에그를 한창 많이 광고를 하곤 했었다.
LTE Adcance(LTE)
WCDMA(광대역 코드분할다중접속) 계열의 4세대(4G) 이동통신 기술이다. 속도는 최대 600Mbps(40MHz
대역폭 기준)이고 유효 데이터 전송 기준으로는 440Mbps에 달한다. 기존 2세대 CDMA(코드분할다중접속),
GSM(유럽형 이동통신), 3세대 WCDMA(광대역 코드분할다중접속) 기술에 이은 것으로 3.9세대인 LTE의
진화된 기술이라는 뜻에서 4G LTE 또는 LTE advanced라고 부른다. 2011년 4월 국제전기통신연합(ITU)의
표준으로 공식 발표되었으며, 2011년 안으로 최종 승인될 것으로 전망된다.
LTE의 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
사용하고 있는 사용자가 많을 경우에는 다른 주파수 1.8GHz 주파수를 사용해 너무
한 쪽으로 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
하는데, 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
-갤럭시S3, 옵티머스 LTE2,베가레이서2
-SK,LG는 ‘갤럭시S3’ 소프트웨어 업그레이드로 구현, KT는 주파수 문제(900MHz)로 다음 모델부터 구현 가능
LTE의 기술들
LTE의 기술들
2. 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation)
캐리어 어그리게이션(CA)이란 LTE를 넘은 진정한 4G 기술인 LTE-Advaced의
필수기술로써 주파수를 집적하여 사용하는 방식.
현재 대부분의 이동통신 사업자들은 2개의 대역에서 LTE 서비스를 준비 중임. 추가
주파수확보 상황에 따라 계획이 가능성은 있지만 2개 대역에서 LTE서비스를 하는 것이
전 세계적인 흐름
LTE의 기술들
3.VoLTE(Voice over LTE)
LTE 통신망에서 음성통화를 지원하는 기술.LTE망은 데이터 전송을 우선시한 패킷
교환방식으로, 3G 망인 서킷 교환 방식과 차이가 있음. 서킷 교환은 1:1로 회선을
주고받지만, 패킷 교환 방식은 데이터를 일정한 단위(패킷)로 전송통신망을 이용한
음성통화서비스임.
현재 통신 3사의 LTE서비스는 데이터와 음성이 이원화되어 있어서 데이터는 LTE망에서
처리하지만 음성통화는 3G망으로 처리함.
VoLTE는 3G에 비해 두배이상 넓은 주파수 대역을 사용, 동시에 보낼 수 있는 신호량이
많아져 기존 3G음성통화에 비해 음성통화 품질은 2배,영상통화 품질은 12배 이상
뛰어나고 통화연결 시간도 최소 0.3초에 불과함.
LTE의 기술들
LTE의 기술들
4. LTE WARP
KT는 강력한 유무선 네트어크 인프라를 바탕으로 4G LTE 네트워크에 혁신적
가상화 기술을 세계 최초로 적용한 LTE WARP 서비스를 제공
LTE WARP는 기존 3G CCC(Cloud Communication Center)에
‘가상화(Virtualization)’개념을 더한 CCC의 최종 완성 단계로 CCC의 진화단계인
1단계 분리화,2단개 집중화,3단계 가상화를 모두 구현
CCC는 기지국을 구성하고 있는 DU(Digital Unit)와 RU(Radio Unit)를 분리한 뒤
DU는 별도의 센터로 집중시키고, 이를 각 지역의 RU와 광케이블로 연결하는
구조.컴퓨터 본체는 한 곳에 두고, 여러 곳에서 모니터와 키보드만으로
컴퓨터를 이용하는 것과 같은 개념으로 RU는 기지국 하나의 몫의 기능을
해내지만,크기는 기지국의 10분의1이라 설치와 관리가 쉬움
KT의 LTE WARP는 최대 144개의 기지국을 하나의 가상 기지국처럼 운용할 수
있어 일반 LTE대비 기지국 용량을 80% 증대하여 일반 LTE보다 속도가 빠름
LTE의 기술들
감사합니다.