2011년 5월 31일 화요일

WLL(Wireless Local Loop) 무선 가입자 회선

WL은 전화국과 가입자 단말 사이의 회선을, 유선 대신 무선 시스템을 사용하여 구성하는 방식이다. 이 기술은 1970년대초 AT&T Bell 연구소에서 농어촌 지역과 같이 인구밀도가 희박한 지역에 전화를 가설할 경우 들어가는 막대한 비용을 줄이기 위해 고안되었다. 하지만 무선 주파수의 확보가 쉽지 않았고, 안테나와 무선 송수신장치의 제조 및 설치비용이 과다하여 상용화에 이르지 못하였으나, 전자 통신 기술의 진보와 더불어 경제성 있는 제품이 개발됨에 따라, 최근 통신 사업자와 이용자의 관심이 고조되고 있다.
WLL은 신규 시내전화 사업자나 신규 통신 사업자가 가입자망을 조기에 구축할 수 있는 방법으로 가장 유력시되고 있으며, 특히 유선망 기반구조가 취약한 개발도상국의 통신 기반구조로 각광을 받고 있다. 한편, WLL은 무선 채널을 통신 매체로 이용한다는 관점에서 이동통신망과 유사한 특성을 갖지만, 이동성이 없으므로 이동통신망의 전파환경보다 훨씬 양호하다는 장점이 있다. WLL용으로 개발된 제품으로는 통신 위성을 이용하는 시스템, 고정용 마이크로파를 이용하는 시스템, 셀룰러 기술을 응용하는 시스템, 코드리스 기술을 응용하는 시스템 등을 들 수 있는데, 가장 많이 사용되고 있는 것은 셀룰러 기술을 응용하는 시스템이다. 셀룰러 기술을 응용하는 시스템은 셀룰러 이동 전화나 PCS와 동일한 망을 공동으로 사용할 수 있으면서도, 더 넓은 지역을 커버할 수 있어 경제적인 망을 구성할 수 있다. 셀룰러 시스템의 전송로 용량을 다수의 사용자가 분할 사용하는 다중 접속 방식으로는 아날로그 방식의 FDMA와 디지털 방식의 TDMA와 CDMA 방식이 있는데, 다른 방식에 비해 가입자 수용 회선 용량이 크고, 비화성이 있으며 멀티 채널 페이딩이 발생하지 않는 CDMA 방식이 점차 주류를 이룰 것으로 전망된다.
우리나라에서 대개 "무선 가입자 회선" 또는 "무선 가입자 망"이라고 불리는 WLL은, 외국에서는 RITL(Radio In The Loop), FRA(Fixed Radio Access), FWA(Fixed Wireless Access) 또는 FCS(Fixed Cellular System)등으로 다양한 이름을 가지고 있다.

WILL 특징
  • 로컬 교환기로부터 가입자 댁내까지를 유선으로 연결하는 기존 가입자망에 비해, 가입자 선로 구축이 용이하고 서비스 개시까지의 소요 기간이 단축된다.
  • 유선 가입자망이 천재지변 등으로 손상되는 경우에 대비한 비상용 가입자 회선으로 이용할 수 있어, 서비스 지속성 측면에서 강점을 가지고 있다.
  • 일반 전화 서비스, 데이터 서비스, ISDN 등 다양한 서비스 요구에 따라 융통성 있는 서비스 제공이 가능하다.
  • 설치비용이 거리에 관계없이 거의 일정하여 투자비용이 절감되며, 투자비 회수가 빠르다.
  • 가입자 통화량의 증가에 따라 신속하게 망을 확장할 수 있다.


WILL의 장점
  • 점대점 통신으로 통신경로 손실이 적고, 간섭에 강하며, 핸드오프발생 안됨.
  • 간섭거리를 줄이기 위해 양단에 방향성 안테나를 설치, 주파수 재사용거리 짧음


WILL의 단점
  • 이동무선시스템에 비해 서비스 영역이 적고, 음성, 팩시밀리, 저속데이터 등에 한정
  • 국제 표준화가 마련되어 있지 않음


국내외 기술 현황
CDMA 방식의 무선접속규격을 사용하는 시스템은 Narrowband-CDMA (IS-95) 방식과 Wideband-CDMA 방식으로 나눌 수 있다.
Narrowband-CDMA 방식을 사용하는 대표적인 WLL 시스템은 1.23MHz의 주파수대역폭을 사용하는 기존의 IS-95 CDMA 무선접속규격의 퀄컴 QCTel과 모토로라가 개발한 WiLL시스템으로 두 시스템의 공통점은 IS-95 CDMA 무선접속규격을 그대로 적용하여 개발한 시스템이라는 점이다.
한편, Wideband-CDMA방식을 이용하는 대표적인 WLL 시스템은 인터디지털, 지멘스 및 삼성전자가 공동 개발중인 CDMALink 시스템, 그리고 DSC가 개발한 AirSpan 시스템, 루슨트 테크놀로지의 AirLoop 시스템 등이다.

WLL 관련 규격
정보통신부에서는 공고 제 1995-205호에서 2.3∼2.33GHz 주파수대역를 무선가입자회선용 주파수로 배정하였으며, 이어 정보통신부 공고 제 1997-48호에서 주파수 분배에 대한 채널할당계획을 발표하였다. 한국통신의 경우 재난복구용 10.5MHz 대역의 주파수대역폭를 배정 받았고 데이콤에서는 무선가입자회선용 실험국 주파수 대역으로 사용지역을 대전지역으로 한정해서 14MHz 주파수대역폭을 할당받아 현재 2.3GHz 주파수대역의 전파특성 및 전파환경 관련 시험을 수행하고 있다. 주파수 배정과 더불어 정보통신부에서는 WLL 기술 표준화를 한 후 표준에 맞추어 국산시스템을 개발하기로 결정하였으며, 한국통신과 데이콤이 1996년 9월 20일 상호 공동개발협정을 체결하였고, 표준안은 전자통신연구원에서 주관하여 3자(ETRI, 데이콤, 한국통신)가 공동 추진하고 있으며, 이러한 표준화를 위하여 규격안을 TTA에 1996년 11월에 제출하였다. 1996년 12월부터 제출된 규격을 ETRI, 데이콤, 한국통신과 한화, 현대, 대우, LG, 삼성, 대한전선 등 국내 무선통신 관련 제조업체에서 TTA 회의를 통해 수차례 보완 개정작업을 벌여 왔다. 정보통신부에서는 통신 하부구조가 열악한 개발도상국을 중심으로 급격한 시장확장이 예상되는 WLL 시장을 선점하기 위해 '97년 6월까지 광대역 CDMA 방식을 이용한 국내 WLL 무선접속 표준안을 확정할 예정이며, '97년 하반기에는 국내 통신제조업체들의 WLL 상용시스템이 개발되어 선보이게 될 전망이다.

WLL 시스템

가입자접속장치(단말기 : RIU)
가입자접속장치는 망 요소의 최종단에 위치한 무선신호의 송수신, 무선채널 변복조, 음성압축과 복원 및 PSTN 단말 접속 기능을 수행.
가입자접속장치는 크게 RF 처리부, 디지털 처리부, 인터페이스부로 나뉘어진다. RF 처리부는 수신장치, 송신장치 및 이득제어장치, 주파수 합성기 등으로 구성된다. 디지털 처리부는 프로세스부와 Transcoder부, CDMA 변복조부로 구성되며 인터페이스부는 SLIC, SIO, ISDN BRI(2B+D)부로 구성된다.

기지국(RP)
가입자 접속 장치와 기지국 제어기 사이에 위치하며 가입자 접속 장치와 무선으로 연결하고 기지국 제어기와 유선으로 연결.
기지국은 전반적인 관리기능을 수행하는 기지국제어모듈(RCP)과 고출력/저잡음 증폭 및 송수신 변환기능을 수행하는 RF 모듈, 아날로그 접속모듈, CDMA 채널관련 신호처리 기능을 수행하는 모뎀모듈(MODEM Module), 기지국제어기와 정합하기 위한 중계선(E1) 접속기능을 수행하는 라인접속모듈로 구성된다.

기지국제어기(RPC)
기지국제어기는 전반적인 관리기능을 수행하는 기지국제어기 제어모듈(RCCP), Time Switching 모듈, PCM 신호변환 기능을 하는 Transcoder 모듈, 기지국 정합모듈, WLL 교환기 정합모듈, 데이터통신 정합장치 정합모듈 등으로 구성된다.

기지국 운용장치(RPOM)
기지국 운용장치는 기지국제어기, 기지국장치, 가입자접속장치의 운용 및 유지보수를 담당하고 가입자관리, 서비스 관리기능을 수행한다.

결 론
전세계적으로 유선망의 확장 한계성으로 인하여 다양한 방식의 무선망에 대한 연구들이 활발히 이루어지고 있으며, 전자통신관련 장비 및 부품의 발전으로 인해 경제성있는 시스템 구현이 가능하게 됨으로써 무선을 이용한 통신시스템이 상당히 발전하고 있다. 특히 국내통신시장의 개방이 임박한 현시점에서 WLL 시스템은 단기간에 망구축이 가능하고 음성서비스 이외에 고속 디지털데이터 서비스나 ISDN BRI 서비스 등을 제공함으로써 기존의 유선전화 서비스와 비교해서 품질면에서 동등하고 서비스면에서는 다양한 서비스를 제공할 수 있어 기존 유선망 가입자들의 기호를 만족시킬 수 있을 것이다.
이러한 품질과 서비스의 다양성 이외에도 WLL시스템은 사고로 인한 유선가입자선로의 장애 발생시 적절한 조치에 많은 시간과 비용이 소요되는 산악지역이나 유선전화망 설치시 과도한 설치비용이 소요되는 도심지역 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 뿐만 아니라 비상용 우회 가입자선로로써도 이용이 가능하고 투자비 회수가 빠르며 서비스 개시 기간이 단축되는 등 많은 장점을 지닌 무선통신 시스템이다.
이러한 WLL 시스템은 신규통신사업자가 조기에 가입자망을 구축하고자 할 경우 가입자망으로써 가장 주목받고 있으며, 통신서비스에 대한 가입자의 요구가 초고속화, 고도화, 멀티미디어화 함으로써 향후에는 24~28GHz의 밀리미터파 대역을 사용하여 음성, 데이터, 영상 등의 멀티미디어 서비스를 광대역, 초고속으로 전송하는 B-WLL로 발전하게 될 것이다. 이를 위해 통신신호처리 및 하부시스템 설계, 시스템구성 및 연동기반기술, 밀리미터대역 핵심소자 및 부품 설계, 밀리미터파의 전파환경 연구 등에 보다 많은 노력과 시간을 투자해야 할 것이다.

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