2011년 5월 31일 화요일

B-WLL(Broadband Wireless Local Loop) 광대역무선가입자망

하나의 작은 지역을 대상으로 다양한 멀티미디어서비스를 제공하는 통신시스템을 말한다. B-WLL 기존 이동통신기술과는 달리 매우 높은 수십GHz 대역의 주파수를 사용하고 있으며 고정가입자를 대상으로 하는 것으로, 양방향 B-WLL 주로 2428GHz 주파수를 이용하며 현재, 국내에서도 밀리미터파 대역을 이용한 B-WLL서비스를 위해 DAVIC(Digital Audio Visual Council) LMDS(Local Multipoint Distribution Service) MCNS(Multimedia Cable Network System) DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specifications) 참조하여 '99 4 TTA에서 잠정 표준 안을 제정하였다.B-WLL 주파수 현황을 살펴보면 '973 정보통신부에서 24 27 GHz 대역의 전화 LMDS 주파수를 분배하였고, 특히 26.7 27.5 GHz 단방향의 영상분배 서비스를 제공하도록 구분하였으며, 나머지 주파수는 전화와 데이터 통신이 가능한 LMCS 서비스를 제공하도록 하였다.
미국에서는 LMDS, 캐나다에서는 LMCS 불리는 광대역무선기술의 상용화는 1970년대 중반 마이크로파를 이용한 MDS(Multipoint Distribution Service)방식으로 무선케이블TV사업이 선보이면서 시작하여 이후 1980년대부터 MMDS(Multipoint Multichannel Distribution Service) 거쳐 지금의 LMDS, B-WLL 발전했다. 미국의 LMDS 당초 무선케이블TV 전송기술로 개발됐고 단방향 영상전송이 주목적이었던 반해 캐나다의 LMCS 기술도입배경이 인터넷을 비롯한 고속데이터통신을 위주로 서비스 전개를 목적으로 삼았다. 이로 인해 일부채널을 방송용으로 이용하고 나머지는 양방향 통신채널로 이용하는 추세를 나타내어 한때 방송과 통신의 융합추세에 따른 차세대 전송망의 하나로 스포트라이트를 받았었다. 그러나 기술의 진보와 서비스의 다양화로 현재는 무선케이블TV 전송망뿐만 아니라 음성·영상전화와 양방향 데이터서비스, 대화형 비디오서비스를 제공할 있는 기술로 정의되고 있다. , 법적 여건만 확보된다면 가입자망 우회회선, ISDN T1급회선, 비지니스서비스, 인터넷서비스, 교육·의료용 영상서비스, 엔터테인먼트 게임, 교육, 홈쇼핑 서비스를 제공할 있는 만능매체가 되는 것이다.

B-WLL 시스템의 개요
B-WLL 유선과 무선의 장점을 적절히 결합한 시스템으로서 설치가 용이하고 가격이 저렴하다는 면에서는 무선의 장점을, 밀리미터 대역의 광대역 주파수를 사용함으로써 유선에서와 같이 넓은 대역폭을 제공할 있다. B-WLL 시스템은 크게 헤드엔드, 기지국(허브), 가입자로 구성된다. 헤드엔드는 PSTN 또는 프로그램 공급자(Program Provider) B-WLL 시스템을 연계하는 기능을 수행한다. PSTN,인터넷, 프로그램 공급자로부터의 신호는 모두 ATM셀로 변환되어 STM-1 동기식 계위 신호에 맵핑 된다. 헤드엔드에서의 STM-1 신호는 중계망을 통하여 허브로 전달된다. 허브에는 AIU(Air Interface Unit) 위치하고 있어 무선을 통하여 가입자에게 신호를 전송하고,가입자로부터의 상향신호를 헤드엔드로 전달하는 기능을 수행한다. 구성의 측면에서 보면 B-WLL 시스템은 헤드엔드와 기지국을 연결하는 중계망과 기지국과 가입자를 연결하는 분배망으로 구분된다. 일반적으로 중계망은 STM-1급의 신호가 전송되므로 선로를 이용하는 방안과 무선을 이용하는 방안이 고려될 있다. 헤드엔드와 허브간을 선로를 통하여 연결하는 방식은 선로의 포설에 상당한 비용 시간이 요구될 있으며, 무선의 경우에는 경제적이며, 구성에 필요한 시간을 단축할 있다는 장점이 있는 반면에 무선 구간에서 발생하는 오류에 의해 서비스의 단절이 발생할 있다는 단점을 안고 있다

B-WLL 시스템의 구성
광대역 무선 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 B-WLL시스템은 크게 헤드엔드, 기지국, 가입자 장비로 구성된다.

헤드엔드(Head-end)
헤드엔드는 비디오 프로그램의 압축, 외부 망과의 접속 등의 기능을 제공한다. 헤드엔드에는 MPEG-2 Encoder,ATM MUX, STM-1 인터페이스, STM-1 변조기 복조기, 상승 변환기(Up converter), B-WLL P-P(Point-to-Point) 송수신기, ATM 스위치, IP 스위치 등이 위치하고 있다. MPEG-2 Encoder NTSC/PAL 등의 아날로그 비디오 신호를 입력 받아 6~15Mbps급의 MPEG-2 TS 압축 변환을 행하는 장비이다. MPEG-2 TS 다시 ATM 단위로 절단되며, PID 근거하여 VPI/VCI 할당 받는다. ATM MUX 이러한 ATM 비디오 스트림을 다중화하여 STM-1급의 동기식 계위 신호로 변환한다. STM-1 인터페이스는 물리적으로 ATM 셀이 맵핑 되어 전달되어 STM-1신호를 다시 ATM 단위로 변환하거나, ATM 단위로 전송되어 신호를 STM-1 프레임에 맵핑하는 기능을 수행한다. STM-1 변조기는 최대 155.520 Mbps급의 데이터를 전송할 있으며 변조방식은 데이터의 속도에 따라서 QPSK,16 QAM 등으로 가변할 있다. 데이터는 MPEG-2 TS 프레임 구조에 맵핑 되어 전송되며 RS 부호기 convolutional 부호기를 장착하고 있다. STM-1 복조기는 STM-1변조기의 변조신호에 대한 복조 기능을 수행한다.상승 변환기는 STM-1 변조기와 B-WLL 점대점 송신기사이의 인터페이스를 수행한다.
B-WLL 송신기는 점으로 헤드엔드와 허브,허브와 허브를 연결하기 위한 장비이다. 점으로 구간을 연결하여야 하므로 폭이 매우 작은 섹터 안테나를 장착하고 있어야 한다.

기지국 (Hub)
기지국은 헤드엔드와 가입자 사이에 위치하여 송수신 가입자계와의 연동 기능을 제공한다. 기지국은 B-WLL 송수신기, STM-1 변복조기, DVB 변조기, B-WLL 다중점 주송신기, B-WLL 다중점 송수신기, AIU(Air Interface Unit), ATM 스위치 등으로 구성된다.
B-WLL 송수신기는 헤드엔드와 허브간의 송수신을 담당한다. B-WLL 수신기의 출력에서 비디오 채널과 ATM 채널을 각각 분리 수신하여 비디오 채널의 경우는 ATM 다중화기로 전달하고, ATM 채널의 경우는 ATM 스위치로 전달한다. B-WLL 점대 다중점 주송신기는 TWTA(Travelling Waveguide Tube Amplifier) 구성되는 고출력의 증폭기에 무지향성 omni 안테나를 장착하여 방송 신호를 분배하는 기능을 수행한다. B-WLL 다중점 송수신기는 SSPA(Solid State Power Amplifier) 구현되며 기지국과 가입자사이의 RF 신호의 송수신을 담당한다. 다중점 송신기는 섹터안테나를 장착하여 하나의 셀에 대해 섹터별로 전송이 가능하다.
장비 전체에 있어서 가장 중요한 것은 AIU(Air Interface Unit)로서 가입자계를 연결하는 기능을 수행한다. AIU 크게 /하향 모뎀부와 제어부로 구성된다. 하향 모뎀부는 가입자와의 무선 연결을 수행하고 제어부는 MAC(Medium Access Control) ATM 셀의 다중화/ 다중화 기능 등을 수행한다. ATM 다중화기는 STM-1 신호에 맵핑되어 전송된 ATM 셀화 MPEG-2 TS MPEG-2 TS 재생하는 기능을 수행한다. DVB 다중화기는 ATM 다중화기로부터의 MPEG-2 TS 다중화하여 DVB 변조기로 전달하는 기능을 수행한다. DVB 변조기는 DVB 규격에 맞게 비디오 신호를 변조하는 기능을 수행한다. MPEG-2 TS 187 바이트로 구성되어 있으므로 여기서 동기 바이트를 부가하여, Reed-Solomon 부호화,인터리빙 등을 행하여 QPSK 변조된다.

가입자 장비 (CPE : Customer Premise Equipment)
가입자 장비는 CPE RF 모듈 DVB STB,주거용 게이트웨이(residential gateway) 구성되어 있다. 허브로부터 수신된 신호는 비디오 채널과 ATM 채널이 공존하는 채널이다. DVB STB 내부의 튜너를 이용하여 비디오 채널만을 검출한 이를 복호하고 복원된 NTSC 신호를 TV 전달한다.

B-WLL 장점
  • 초기 투자비용이 저렴하고 신속한 구축이 가능하며, 수익의 조기 실현이 가능함
  • 가입자 선로를 보유하지 않은 신규 사업자에게 유리
  • 산악이나 사막지형의 지역에서 저렴하고 신속한 구성이 가능함


B-WLL 단점
  • 고가의 망측 모뎀과 송수신 장비 요구에 따른 비용 경쟁력 약함
  • 기술상의 문제점과 시장의 불확실성 존재함
  • 강우 감쇠등 다른 외부요인에 따른 통화품질 문제에 대한 대책 필요

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