무선가입자망

WLL의 개요

가입자 선로를 무선전파로 구성하는 무선가입자망(Wireless Local Loop : WLL) 기술은 이제 막 꽃을 피우려는 시점에 와 있다. 2.5GHz 대역의 협대역 WLL은 시내전화 서비스 회사들이 당장이라도 이용할 수 있는 수준까지 기술이 성숙됐으며, LMDS와 같은 광대역 WLL의 경우 초고속정보통신 네트워크 구축에서 유력한 후보의 하나로 자리를 잡아가고 있는 것이다.




1. 개 요

WLL(Wireless Local Loop)는 기존의 유선 가입 선로를 무선통신으로 대체하기 위해 개발된 무선가입자망을 말한다. 무선통신기술의 급속한 발전을 근간으로 지난 80년대부터 등장하기 시작한 WLL은 기지국을 중심으로 약 2∼6km 거리 이내에 있는 가입자선로를 무선으로 제공하는 새로운 기술방식이다. 초창기 미국 IDC社나 스웨덴의 에릭슨社가 개발한 아날로그 방식의 WLL장비는 통화품질이나 가격 경쟁력에서 유선장비보다 경쟁력이 부족, 사실상 시장진입에는 실패했다. 최근 들어 WLL이 통신업계의 관심을 끌게된 것은 디지털 방식의 개발이 활발해지면서부터 통화품질이 유선가입자망 수준으로 향상되고 가격이 급격히 하락, 엄청난 시장 잠재력을 가진 장비로 부상하고 있기 때문이다.

2. 가입자 선로를 무선전파로 구성하는 WLL기술

일반 공중통신망(PSTN)에서 가입자망(Local Loop)은 전화가입자와 교환기 사이의 접속선로를 말한다. 최근의 가입자망 기술은 전통적인 구리회선 외에도 케이블 TV망으로 주로 사용되는 동축 케이블망과 광케이블망 등의 상용화로 다양한 양상을 띠고 있으며, 요즘에는 무선접속기술이 크게 발전하면서 가입자망의 무선화 기술이 부각되고 있다.

1) 장 점

구리 전화선이 제공하고 있는 수준의 서비스 즉, 음성전화나 ISDN 서비스를 무선화한 WLL 서비스는 신뢰성과 유연성, 경제성에서의 장점으로 개발도상국에서 선호되는 시스템이다. 유선통신시설을 구축할 때보다 적은 자본으로 신속하게 가입자 선로를 구축할 수 있으며, 유지보수가 유선보다도 쉽고 자연재해로 통신망이 파손됐을 때에도 손쉽게 복구가 가능하기 때문이다. 또한 통화량에 따른 적정투자가 용이하고 유선가입자선로에 대해 다양한 부가 서비스를 수용하기 쉬운 것도 장점이다.
시스템 측면에서는 교환기와 가입자가 1대 1로 대응되는 기존 유선 가입자선로와 달리 채널을 공유함으로써 가입자 선로의 사용 효율을 증대시킬 수 있으며, 장비설치가 쉬워 서비스 개시시간을 단축할 수 있다. 물론 관로공사 등에 필요한 도로굴착공사가 필요 없다는 것이지만, 요즘 같은 도심지에서의 기지국 포화현상에 비추어 보면 기지국 장소를 임대하는 것도 예전처럼 쉬은 일은 아닐 것이다.
일반적으로 가입자선로 구축비용은 유선은 회선당 1,500 - 2,000달러 정도가 드는데 비해 무선은 800 - 1,000달러 정도가 소요되는 것으로 분석되고 있다. 이 비용도 상용화 규모가 확대될수록 더욱 낮아져 2000년경에는 가입자당 500달러 수준까지 떨어질 것으로 예상되고 있다. 따라서 새로 가입자망을 깔아야 하는 신규가입자 또는 신설 지역은 물론 유선통신 인프라를 이미 보유하고 있는 통신사업자에게도 기존 유선망의 백업 시스템으로 활용할 수 있는 매력이 있다.

현재 WLL 시스템의 대규모 상용화가 추진되고 있는 나라는 이처럼 기존의 유선통신 인프라가 취약한 곳이 대부분이다. 전화 사정이 극히 열악한 인도의 경우 800 - 900MHz 대역의 디지털 WLL 서비스를 도시 외곽지역과 소도시에서 먼저 제공하고 이를 확산해 가는 계획을 세우고 있으며, 호주의 경우 인구밀도가 희박한 내륙지역을 대상으로 WLL 서비스를 제공하고 있다. 독일도 통신시설이 황폐화된 동독에 WLL 시스템을 설치하고 있으며, 중국, 동남아, 중남미 지역에서 WLL에 대한 인기가 높아지고 있다. 우리나라도 통일이 될 경우 북한지역 통신 인프라의 확충을 위해 WLL을 시급히 보급해야 할 필요성이 생길지도 모른다.
그러나, 통신 인프라가 비교적 충분히 구축돼 있는 선진국에서도 WLL의 상용화 움직임은 활발하다. 미국에서는 사우스웨스턴벨이 세인트루이스 지역에서 시험 서비스를 제공하고 있으며, 영국에서는 이오니카사가 1996년 5월부터 서비스를 개시했다. 또 일본에서는 PHS 사업자인 아스텔 동경이 기존의 PHS 시스템을 개량해 WLL 서비스를 공급하고 있으며, 독일에서는 티센 텔레콤이 도이치텔레콤에 대항하기 위해 WLL 서비스의 도입을 검토하고 있다. 국내 상황에 비추어 보면, 기존 사업자인 한국통신에는 산간벽지나 오지의 가입자망으로 활용되고, 처음부터 가입자선로를 깔아야 하는 하나로통신에는 최선의 가입자망으로 활용될 수 있는 것이다.
한국통신은 기본적으로 WLL을 가입자선로의 거리가 4km 이상인 농어촌지역이나 케이블 구축이 어려운 지역 등에 활용할 수 있는 보조적인 기술로 간주하고 있다. 한국통신은 이에 따라 원거리지역, 케이블 구축 불가능 구간, 회선 이원화, 긴급회선 등을 포함해 약 400만 회선 정도의 WLL 수요가 발생할 것으로 예상하고 1999년부터 실제 가입자에게 보급하고 있다.
신규 시내전화 사업자인 하나로통신의 입장에서는 WLL이 망 구축시 도로 굴착, 케이블 포설 등이 필요없어 망 구축기간을 단축할 수 있는 장점이 있기 때문에 선호하게 되는 기술이다. 하나로 통신은 WLL 기지국을 1999년에 사용 서비스를 제공하는 대도시 지역에 모두 300여개소를 설치하였다.
시장조사 전문기관들에 따르면, 세계적으로 WLL 수요는 2000년까지 6천만 내지 1억 1천만 회선에 달할 것으로 전망되고 있다. 지역별로는 아시아가 절반을 차지하고 서유럽도 25%를 차지하며, 전체 수요의 77%가 개발도상국에서 발생할 것으로 예상되고 있다.

3. 이동전화 시스템을 바탕으로 하는 WLL 시스템

WLL은 어떻게 구현되는가. 셀룰러 휴대폰, 개인휴대통신(PCS) 등 이동통신 서비스 쪽에서 보자면 WLL은 이동통신 시스템에서 핸드오프 기능을 제거한 것이나 다름없으며, 거꾸로 WLL 시스템에 핸드오프 기능을 추가한다면 이동통신 시스템이 될 것이다.
최근 세계적으로 상용화되고 있는 WLL 시스템을 보면, 대부분 기존의 이동전화 시스템을 바탕으로 하고 있음을 알 수 있다. 코드리스폰의 범주에 들어갈 CT2나 DECT, CT3 등을 기반으로 하는 WLL 시스템은 주로 유럽지역에서 구현되고 있다. CDMA 방식은 인도네시아, 영국 등에서, 유럽 표준 이동전화인 GSM 방식은 영국, 스코트랜드에서, PHS 방식은 일본과 일본기업들이 진출한 아르헨티나, 과테말라 등 중남미에서 상용화가 진행되고 있으며, 독일은 에릭슨의 FDMA 기술을 이용한 WLL 시스템을 구동독 지역에 구축하고 있다.

현재 국내에서 개발되고 있는 WLL 시스템은 광대역 CDMA 방식의 무선접속기술을 채택하고, ISDN 수준의 서비스를 제공하는 것을 목표로 하고 있으며, 이는 제2시내전화 사업자인 하나로통신에 의해 1999년부터 상용화된 시스템이다. 그러나 유무선 통신기술과 방송기술이 본격적으로 통합될 2000년 이후에는 ISDN 서비스 수준의 WLL를 한차원 높인 광대역 WLL로 발전할 것이며, 이는 초고속정보통신망의 중요한 부분으로 가능할 것이다. 정부가 LMDS, LMCS 등 최근 등장한 광대역 무선기술들을 별도의 구분없이 광대역 WLL의 범주로 묶어 주파수를 분배해 놓은 것도 결국은 이 기술들이 광대역 가입자망이라는 하나의 카테고리 안에 수렴될 것으로 전망되고 있기 때문이다.
국내에 WLL 서비스가 도입되면서 WLL 관련 장비시장도 올해부터는 본격적인 개화기를 맞았다. 현재 WLL 시스템을 개발하고 있는 국내 기업체들은 삼성전자, LG정보통신, 한화정보통신, 대한전선, 대우통신, 현대전자, 씨앤에스테크놀러지, 성미전자 등이다. 삼성전자의 경우 국내 시장보다는 해외 시장을 겨냥, 지난 1996년 미국 IDC, 독일 지멘스 등과 제휴해 TDMA 및 W-CDMA 방식의 WLL 시스템을 개발하고 있다.

4. 표준 방식

전화국과 가입자 댁내 사이의 유선망을 대체할 수 있는 디지털 무선가입망(WLL)의 무선접속 방식이 광대역 코드분할다중접속(W-CDMA)으로 표준화돼 국내에서 본격 개발중이다. 향후 급격한 수요증가가 예상되는 WLL 장비 시장에서의 국제 경쟁력 확보를 위해 무선접속방식을 W-CDMA로 단일화, 업체간 경쟁개발을 유도할 방침이다. 이처럼 WLL무선접속방식의 국내표준화를 서두르는 것은 최근 들어 통신 인프라구축이 어려운 개발도상국을 중심으로 후발 통신사업자들도 짧은 시간 안에 시내망을 확보하기 위해 WLL 장비 도입을 서두르는 등 폭발적인 성장세가 예상되기 때문이다. 이를 위해 한국전자통신연구소와 통신업계 관계자들로 구성된 디지털 WLL 표준화 전담팀을 만들었으며 이들로 하여금 국내 표준 규격안을 만들 예정이다.

5. 주파수 할당



※ 점유주파수대역폭 및 전파형식 등은 미정임





※ Source : 중앙전파관리소

 

 

 

WLL 시스템

1. WLL의 역사

WLL(Wireless Local Loop)은 유선전화 가입자가 기존의 2선 선로를 이용하지 않고 기지국을 중신으로 반경 5Km내외에 있는 가입자 선로를 무선으로 접속하는 전화시스템 방식으로 최근의 디지털 이동통신과 더불어 시장이 빠른 속도로 성장하고 있다. WLL은 1940~1950년대 미국의 REA사에 의해 원거리 지역에서 유선통신의 임시방편으로 무선을 도입해 PSTN에 접속한 것이 효시가 되었다. 도입 배경으로는 신속한 통신망 구축이 필요했고, 특수지역(호수나 숲) 통신망 구축시 문제가 발생되었고, 유선구축시 많은 비용이 소요되며 저속의 이동성 및 망의 융통성등이 필요했기 때문이었다. 그러나 초기에 개발된 아날로그 방식은 비용의 문제로 보급이 원활하지 못하였으나 80년대에 디지털 BETRS(Basic Exchange Telecommunication System) 시스템이 개발되며 용량과 비용문제를 해결함으로 본격적인 WLL이 출현했다. 90년대 들어 디지털 셀룰라 기술의 발달로 주파수 효율, 가입자용량등 WLL문제를 해결함으로써 유선통신의 인프라가 부족한 제3세계를 중심으로 급속히 보급되기 시작했다. 앞으로 64Kbps 이상의 고속전송과 통신장비 업체의 신규 사업영역 확대에 힘입어 급속한 발전이 예상된다.

2. WLL의 장단점

① 장점
- WLL은 점대점(fixed-to-fixed) 통신으로로 통신경로 손실이 적다.
- 간섭이 강하다.
- 간섭거리를 줄이기 위해 양단에 방향성 안테나를 설치하므로 주파수 재사용거리가 짧아진다.
- 점대점간의 연결로 인해 핸드오프가 발생하지 않는다.

② 단점
- 유선과 무선의 비용문제 비교가 어렵다.
- WLL은 이동무선 시스템에 비해 서비스 영역이 적다. 따라서 대부분이 음성, 팩시밀리, 저속데이터에 한정된다.
- WLL 기술에 대해 국제 표준화가 마련되어 있지 않다.

3. WLL의 동향

현재 세계적으로 WLL의 무선전송 표준에 대한 국제규격이 없으며 다양한 방식이 각 국가마다 다양하게 적용되고 있고 또한 표준 주파수 대역도 지정되어 있지 않다. 아시아/ 태평양 지역의 PHS, 마이크로웨이브, 북미의 Broadband CDMA, IS-95 CDMA, GSM, DECT, AMPS 등이 있어, 통신사업자들이 이 다양한 무선전송기술들중 기존의 인프라나 주파수 계획, 단말장치 등에 따라 선택하여 운용하게 된다.
비용은 셀당 가입자수와 직결이 되기 때문에 도시지역인 경우 디지털 시스템이 유리하며, 전송품질면에서는 최소한 유선과 동등한 수준을 유지하고, 서비스는 유선보다 좋아야 하므로 도시지역의 경우는 다중회선 및 데이터/ISDN 서비스 제공을 선호하고 있다. 국내의 경우는 광대역 CDMA를 기반으로 하는 기술이 개발에 적용되고 있으며, 주파수는 가입자송신 2.30GHz~2.33GHz, 기지국송신 2.37~2.40GHz로 송/수신 각 30MHz가 할당되어 있다.

4. WLL과 PSTN의 비교



5. WLL 시스템의 구조

WLL 시스템의 망 구성요소는 크게 WLL 교환기, 기지국 및 가입자 장치로 구성된다.



6. WLL의 발전방향

WLL로 시내망을 구성하는 것은 기본적인 전화서비스의 제공이 우선적인 목표가 된다. 망구축 초기에는 서비스의 안정화에 주력한 후, 응용이 가능한 분야는 공중전화등이 될 수 있다. 또한 WLL을 이용해 소규모의 LAN을 구축하는 것도 가능하다. 기존 유선망이나 이동통신(디지털, PCS)보다 월등한 서비스의 종류로는 데이터나 영상서비스가 가능한 망을 구축할 수 있다. 그러나 WLL은 FPLMTS를 구축하기 위한 중간기술로 그 역할을 다할 것으로 예상된다.



※ Source : 삼성전자