Femtocell
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- 개념
- - 2G는 물론 3G의 음성 및 데이터를 DSL 링크 등을 통해 이동통신사의 백본망으로 연결해 주는 역할을 하는 소형 셀룰러 기지국 - 1/100000000000000(백조) 인 ‘Femto’아 이동통신에서 기지국이 커버할 수 있는 범위를 의미하는 ‘Cell’의 합성으로 세분화된 이동통신 서비스 커버리지를 의미하며, 10미터 이하의 커버리지를 제공할 수 있는 기지국
I. 통신 음영지역 양질의 통화품질을 보장하는 FemtoCell의 개요
가. Femtocell의 정의
- 2G는 물론 3G의 음성 및 데이터를 DSL 링크 등을 통해 이동통신사의 백본망으로 연결해 주는 역할을 하는 소형 셀룰러 기지국
- 1/100000000000000(백조) 인 ‘Femto’아 이동통신에서 기지국이 커버할 수 있는 범위를 의미하는 ‘Cell’의 합성으로 세분화된 이동 통신 서비스 커버리지를 의미하며, 10미터 이하의 커버리지를 제공할 수 있는 기지국
나. FemtoCell의 등장배경
1) 이동통신 중계기 설치가 어려운 곳이나, 비용적으로 투자할 가치가 없는 음영지역을 효율적으로 제거하기 위함
2) 데이터 분산응용, 음영지역 해소, Wi-Fi 기술 대용으로 사용
3) FMC대응책인 FMS의 단점인 비용적 측면을 해결
다. FemtoCell의 특징
구분 |
내용 |
사용자 측면 |
- 기존 음영지역이었던 실내나 지하까지 양질의 통화 품질을 보장 - 증가된 데이터 전송률과 호출시간 감소로 통화품질 향상 - 허가 받은 주파수 사용으로 비인가 대역을 사용하는 Wi-Fi보다 연결속도가 빠르고 안정적임 - 서비스 사용을 위한 단말기 추가 구입비용이 없음(음성 서비스와 데이터 전송 모두 제공) |
제공자 측면 |
- 유무선 융합을 통한 통신비 절감에 따른 신규 가입 유도 - 가정 및 사무실에서 유무선의 음성 및 데이터 서비스 통합 제공 - 서비스를 위하여 기지국 신설 등이 아닌 필요 장소에 장비를 추가하는 형식으로 비용대비 효과가 뛰어남 - 실내 커버리지 확대 및 통화 품질 향상, 다양한 유무선융합 상품 서비스에 대한 효율적 제공 가능 |
II. FemtoCell의 의 개념도 및 아키텍처 유형
가. FemtoCell 개념도
- 일반 휴대폰을 이용, 인터넷 망을 이용한 Femtocell을 통하여 이동통신 코어 네트워크에 접속 |
나. FemtoCell 기술유형
UMA형 Femtocell |
정의 |
- UMA[Unlicensed Mobile Access] 비인가 무선 접속:허가가 필요 없는 주파수대(ISM band)를 사용하여 휴대폰, 무전기, 휴대기기, 컴퓨터 등을 연결하는 무선 접속 기술 - Bluetooth, 802.11 과 같이 허가 받지 않은 주파수대를 이용하면서 가정의 전화나 인터넷, 무선기기와 GSM과 GPRS(General Packet Radio Service)등, 이동통신 방식을 연결하고, 음성, 데이터, IMS/SIP(IP Multimedia Subsystem/Session Initiation Protocol)서비스 등을 통합해 주는 무선 접속 기술 - 이동통신 IP망 접속 기술 |
설명 |
- UMA 클라이언트를 Femtocell 에 두고, UMA 아키텍처의 UNC를 이용하여 Femtocell을 재어 - 3GPP에서 UMA에 대한 규격화가 되어있어 적용이 용이할 것으로 예상 |
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특징 |
- 기존의 휴대전화 사용가능 - 사엽자는 UNC(UMA Network Controller) 별도 설치 필요 |
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개념도 |
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IMS&SIP형 Femtocell |
정의 |
- IMS&SIP(IP Multimedia Sybsystem/Session Initiation Protocol)형 - 이동통신 IP망 연결방식 |
설명 |
- Femtocell을 코아망으로 통합하기 위해 IMS Architecture를 사용하는 형태 - SIP가 Femtocell이 SIP서버와 통신할 수 있도록 한다고 가정함 |
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특징 |
- 이동통신 네트워크가 All-IP 형의 IMS에 대응되어 있어야 함. - UMA와 같은 방법들이 서비스 특정적인 반면, IMS는 많은 서비스를 위한 일반적인 플랫폼이기 때문에 FMC등을 효율적으로 지원 |
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개념도 |
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A-Bis/Iub Interce 통한 연결 |
정의 |
- A-bis/iub Interface를 통해 연결 -이동통신 회선망 연결방식 |
설명 |
- 변형된 형태의 BSC/RNC(Base Station Controller/Radio Network Controller)를 통하여, FemtoCell 기지국을 관리 |
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특징 |
- A-Bis/iub Inerface를 그대로 사용 가능 - 이동통신 코어 네트워크를 경유, 따라서 RNC(Radio Network Controller)를 그대로 이용가능 - 특별한 장치 설치가 필요 없음 - lub : 기지국과 무선통신망 컨트롤러 사이의 인터페이스 - A-bis Interface : GSM 인터페이스 중 하나 |
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개념도 |
III. FemtoCell과 FMC, FMS의 비교
가. FemtoCell과 FMC, FMS의 비교
구분 |
FMC |
FMS |
FemtoCell |
정의 |
- Fixed Mobile Mobile Convergence - 유무선 통합 서비스 - Wi-Fi 무선랜이 잡히는 지역에서 핸드폰으로 인터넷 전화 사용 |
- Fixed Mobile Substitution - 유무선대체서비스 - 할인 존(Zone)에서 유선전화 요금 부과 |
- xDSL망을 활용하는 초소형 초전력 옥내 셀룰러 기지국 의미 |
주요사업 |
- 유무선 전화사업자 혹은 유무선 통합사업자 |
- 이동통신사업자 혹은 유무선 통합사업자 |
- 이동통신 사업자 혹은 유무선 통합사업자 |
차이점 |
- 듀얼모드 전화기 |
- 요금제만으로 서비스 적용 가능 - 전용 단말기 없이 유선전화 대체 가능 |
- 옥외에서는 이동통신 기지국, 옥내에서는 팸토셀이용 - 전용단말 필요 없음 |
필요장비 |
- UMA Node를 포함 WLAN Router - 단말기 내 Wi-Fi 모듈 |
- 추가 필요장비 없음 |
- 펨토셀 AP |
장점 |
- Wi-Fi를 이용한 저렴한 통신 비용 |
- 핸드오버에 의한 Seamless한 통화 가능 |
- 핸드오버에 의한 Seamless 통화 가능 - 유선 백홀 기반의 저렴한 통신 요금 |
단점 |
- 전용 단말기와 휴대폰 듀얼 모드 필요 -자동연결(핸드오버)지원 안함(내외 이동시 자동연결 안됨) |
- 음성만 지원함 |
- 펨토셀 AP가 필요함 |
전망 |
- 스마트폰에서 무선 VoIP로 휴대폰 번호로 Wi-Fi 망을 이용하여 전송하는 무료기반 솔루션으로 위협받고 있음 |
- 자기 잠식 가능성 - On-Air상의 트래픽 용량 부담으로 인한 음성전화 대체에 한정된다는 한계 - 펨토셀이 기존의 홈서비스를 보완 |
- FMC 기술과 경쟁 예상 |
** 요약
FMC:Dual-Mode 휴대전화, 내부 Wi-Fi 이용 VoIP, 외부 이동 통신망, 핸드오버 안됨
FMS:일반 휴대폰, 특정지역 파격 할인, 음성통화만 지원, 핸드오버 지원, 자기잠식
펨토셀:일반 휴대폰, 초소형 기지국, 유선망 이용, 핸드오버 지원
** Backhaul의 의미
- 위성 통신 분야에서 데이터를 네트워크를 통해 분배될 수 있는 지점까지 전달하는 것
- 네트워크 스위치 제작사의 경우 데이터를 네트워크 백본으로 모으는 것
- 데이터를 더 빠르게 전달하거나 또는 값싸게 보내기 위해 통상적인 루트가 아닌 곳을 통해 네트워크 데이터를 보내는 것
나. FemtoCell과 Wi-Fi 비교
구분 |
FemtoCell |
Wi-Fi |
정의 |
xDSL망을 활용하는 초소형 초전력 옥내 셀룰러 기지국 의미 |
Wi-Fi(IEEE 802.11b, high Rate)란 하이파이(Hi-Fi, High Fidelity)에 무선기술을 접목한 것으로, 고성능 무선통신을 가능하게 하는 무선 기술 |
단말기 |
이동 통신 기술(GSM, CDMA, WCDMA, LTE 등)을 이용한 통신으로 기존 이동 통신 단말 그대로 사용 |
Wi-Fi AP와 통신하기 위해 별도의 Wi-Fi 지원 전용 단말기 사용 |
주파수 |
허가 받은 주파수를 사용하여 Wi-Fi에 비해 연결 속도가 빠르고 안정성이 높음 |
2.4GHz, 5GHz 사용 2.4GHz의 경우 타 기기와의 전파 간섭 문제, 5GHz의 경우 통신 위성 주파수여서 국가마다 제약을 있을 수 있음 |
이동성 |
이동 통신 기술을 사용하여 펨토셀의 커버리지를 벗어나도 연속된 서비스를 받을 수 있음 |
Wi-Fi의 커버리지를 벗어날 경우 통신 단절 현상이 있음, 핸드오프 지원 안 됨 |
전송 속도 |
1G (9.6 ~ 14.4Kbps) 2G (14.4 ~ 64Kbps) 3G (144Kbps ~ 2Mbps) 4G (100Mbps ~ 1Gbps) |
802.11b (최고 11Mbps) 802.11a (최고 54Mbps) 802.11g (최고 54Mbps) 802.11n (최고 300Mbps) |
표준화 |
표준화까지 시간 소요 예상 |
3GPPP, 3GPPP2에서 표준화 |
장점 |
이동중에 신호 끊기지 않음 보안성 높음 |
낮은 구축비용 이미 적용 기기 많음 |
단점 |
데이터 전송 속도 느림 기지국 간 주파수 간섭 |
상대적으로 보안 취약 지역 벗어나면 신호끊김 |
도입현황 |
SKT에서 Wi-Fi 통합형 2FA 펨토셀 개발 및 상용화 예정 KT에서 4세대(LTE)망 구축을 위해 펨토셀 장비 도입 예정 |
KT와 SKT에서 Wi-Fi 존 운영 |
IV. 주요 유무선 융합 서비스 비교
구분 |
주요기능 |
서비스 |
원폰 서비스 |
유무선 겸용 듀얼 단말기를 이용 실내에서는 유선전화로, 실외에서는 이동전화로 통화하는 서비스 |
KT의 원폰 「DU」, 덴마크 TDC의 「Duet」, 영국 BT의 「BT Fusion」, 일본 NTT docomo의「Passage Duple」 |
홈존 서비스 |
혼존으로 설정된 특정 지역에 가상유선망을 구성하여 가입자가 홈존 지역에 있을 경우 이동전화를 유선전화 요금으로 이용 |
LGT의 「기분Zone」, 독일O2의「Genion」,미국T-Mobile의 「T-Mobile@Home」덴마크 Sonofone의 「UnoFon」등 |
WiFi 이동전화 듀얼 서비스 |
이동전화와 Wi-Fi 듀얼 모드 단말기를 Wi-Fi 접속 지역에서 무선 인터넷 접속 또는 UMA 통화 연결 |
KT의 「네스팟 스윙」, 프랑스 Orange의「Unik」, 미국 T-Mobile의「T-Mobile Hotspot@Home」등 |
펨토셀 |
옥내 중계기처럼 실내 커버리지 확대 및 이동 전화 통화 품질 향상과 함께 다양한 유무선 융합 서비스 기반 제공 |
미국 SprintNextel의 「AIRAVE」가 최초 상용서비스 (삼성이 자체 개발한 UbiCell 사용) |
IV. FemtoCell 적용 분야 및 예상 서비스
가. 적용분야
1) 음성 커버리지 확대
- 음영지역 해소 및 음성통화 품질 확대
- Femtocell 기반의 요금 할인제로 유선 가입자 대체 효과
2) 무선 브로드밴드
- 옥내 무선 인터넷 수요 충당
- 옥외 매크로셀의 데이터 부담경감 및 데이터 서비스 품질개선 홈 게이트웨이
- 댁내 컨텐츠 생성, 유통, 소비의 허브역할
- Contents portability 서비스 가능
나. 예상서비스
1) Femtozone 인식 서비스
2) Femtocell 인식 서비스 : 위치 기반 서비스(LBS)가능
3) Femtocell & Home LAN 결함 서비스
- 홈 네트워크 게이트웨이형 서비스 : WiFi, STB결합
- 옥내 Contents Portability Service 지원
- 듀얼 모드 서비스 제공 가능
4) Femtocell & Health 서비스