2010 IT 산업전망 컨퍼런스

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이동통신 서비스 진화

2G 3G 3.5G 4G

CDMA(154kbps)

W-CDMA/HSDPA(2Mbps/14Mbps)

WiBro(30/50Mbps)

OFDMA(100M/1Gbps)

Voice + SMS Voice + Data Voice + Data+ Internet

Voice + Data+ Internet+ Sensing

DMB/Digital Camera/MP3 Phone

Game/Moving PicturePhone

Three-DimensionalPicture Phone

3G

2G

kbps 9.6 32 64 128 144 384 2,000

Streaming Video

Voice

SMS

E-mail

Wireless Internet

Mobile Television

Mobile Video Conferencing

E-Commerce

Video Download

Multimedia Messaging

4G

10,000

Interactive game

Location Service

Audio Streaming

StillImage

Bell SoundDownloading

Person-to-person

Person-to-machines

Machine-to-machines

High SpeedWireless Internet

Actual FeelingCommunication

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이동통신 기술 진화

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이동통신 표준 진화

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IMT Naming (ITU-R Resolution 56)

ITU-R WP5D 2차 회의(2008.6.)

에서 최소 요구사항 정의

- 대역폭 : scalable bandwidth

up to 40MHz

- 최대젂송속도 : 하향 600 Mbps

상향 270 Mbps

root name that encompasses both IMT-2000 and IMT-Advanced collectively

encompasses also its enhancements and future developments

be applied to those systems, system components, and related aspects that include new radio interface(s) that support the new capabilities of systems beyond IMT-2000

IMT-AdvancedIMT-2000

IMT

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IMT-Advanced 표준화 일정

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RIT로 제출 – FDD와 TDD를 모두 포함

IEEE 802.16m은 16 (Fixed) 16e (Mobile) 의 진화

Stage 1 (SRD) EMD Stage 2 (SDD) 의 단계임

아직 표준이 확정된 것은 아님 (WG Ballot 10월 말에 시작)

16m 은 16e와 backward compatible 할 것임

16m의 추가 기술 요소

New frame structure

SU-MIMO and MU-MIMO

Multi-BS MIMO

Advanced Interference Mitigation

Relay

Femto cell

IEEE 802.16m 기술 요약

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LTE-Adv. 는 SRIT로 FDD RIT와 TDD RIT 구성되어 있음

LTE-Adv.는 ‚LTE Rel.10 & Beyond‛로 공식적으로 정의됨

아직 표준이 확정된 것은 아님

LTE = Rel.8

Rel. 10 은 Rel.8과 backward compatible 할 것임

LTE-Adv.의 추가 기술 요소

MU-MIMO

Coordinated Multipoint Transmission and Reception (CoMP)

Wider Bandwidth

Relay

Femto cell

LTE-Advanced 기술 요약

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이동통신 산업

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이동통신 시장-트랜드 (1/2)

풀브라우징, 무선데이터 정액제 도입, 스마트폰 확산 등으로 인한 모바일트래픽 급증 및 Moible WiMAX, LTE 등 모바일 브로드밴드서비스 제공 본격화 ⇒ mVoIP, Mobile IPTV 활성화 기반 마련

기존 3G 이동통신 망에서 일부사업자에 의해 제공되었던 mVoIP 서비스가 모바일 브로드밴드 망에서는 기술적인 안정성을 확보하게 될 전망이며, Mobile IPTV 서비스 도입으로 방송시청 공간의 일대 확장 가능

수 Giga-bps급 전송속도 지원하는 초고속 근거리통신 기술과 광역 이동 서비스를 지원하는 셀룰러 이동통신 기술의 결합을 통한 융합서비스 제공 중요성 증대

Mobile CPU를 사용하여 기존 PC를 소형화․경량화한 넷 북, 스마트 북 같은 PC(성능)와 기존 소형 휴대기기에 이동통신 기능(무선접속성)을 갖춘 새로운 모바일 기기가 속속 등장

스마트폰의 확산으로 고속․대용량 데이터 송수신을 위한 고성능 부품과제품 차별화를 위한 사용자 인터페이스 기술의 중요성 증대

DMB 탑재 휴대폰, Mobile WiMAX/HSDPA 듀얼 데이터모뎀 등이 출시, mVoIP 제공가능 이동전화, Mobile IPTV 탑재 등 컨버전스가 이동전화 단말을 중심으로 지속적으로 도입

터치스크린 이후에 3D UI가 차기 UI의 핵심기술로 부상하며 하이앤드 단말에서부터 탑재되고 있음

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이동통신 시장-트랜드 (2/2)

공사과정에서 탄소배출 및 통신매체, 관로 등 자원소모가 필요한 유선통신네트워크를 저전력․친환경 기지국 설치 후 무선으로 중·고속 데이터 전송이 가능한 모바일 브로드밴드 기술이 대체

이동 중 정보 및 설비 모니터링, 양방향 고속전송 등의 특성으로 실시간 자동 전력 관리시스템 구현에 유리한 무선통신기술이 스마트그리드에 적용 확산

상용 셀룰러 기술의 성숙 및 서비스 시장의 포화에 따라 M2M, 공공망 및특수임무 수행, uHome 고용량 무선통신, 스마트그리드 등의 응용분야로무선통신 기술의 적용범위가 확대될 전망

‘10년까지 사물통신 기반구축 및 사물정보 이용 활성화에 관련한 법률이 제정되고 사물통신 요금제도 및 전용 주파수 확보 등이 이루어진 후, '12년까지 사물통신공공망을 구축․운영될 전망

공공재난무선통신망, 군용 전술이동통신망, 디지털 홈네트워크 등에서의 첨단 무선통신 기술을 활용하여 효율성 제고 및 신규 부가가치 창출 작업이 진행 중

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이동통신 시장-현황 및 전망

세계 동향 : 3G로의 이행이 가속화되고, 유무선 통합서비스, 스마트폰 확산등으로 데이터 통신 비중이 증대되고 있으며, 고속․대용량 데이터 전송이가능한 4G 이동통신 표준기술도 경쟁이 심화

3G 가입자 비중 : 14.8%(‘09]→19.3%[‘10]→27.5%[‘12]→35.9%[‘15]

데이터 이동통신 비중: 21.6%(’09)→22.7%(’10)→24.7%(’12)→26.8%(’15)

국내 이동통신 서비스 시장도 WCDMA, 데이터 서비스 수요로 이행

WCDMA 가입자 비중 : 64.2%(’10)→73.7%(’11)→82.2%(’13)→89.0%(’15)

데이터 이동통신 비중 : 24.5%(’10)→26.6%(’11)→32.1%(’13)→36.5%(’15)

시장 규모면에서 경기침체 우려와 선진시장 포화 등으로 잠시 위축되고 있으나, 신흥시장의 3G 전환으로 고기능폰․스마트폰의 수요 증가 등으로‘10년부터는 성장세 회복 전망

W-CDMA 시장가속화 및 Mobile WiMAX 신규 시장 확대

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4G 주요산업체 전략

4G

• 차세대 통싞 기술로 Mobile WiMAX 채택- 2009년 7월 서비스 개시- 개방형 체제 도입- MVNO 허용

단말기 점유율 세계 1위 노키아는 GSM 및 WCDMA 핵심원천기술력을 기반으로신흥 저가폰 시장 및 프리미엄 시장에서 독보적 경쟁력 확보

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ETRI의 4세대 이동통신 연구개발 현황

3G

W-CDMA/HSDPA(2Mbps/14Mbps)

음성+데이터

DMB/디카/MP3 폰

3.5G

WiBro(30/50Mbps)

음성+데이터+인터넷

게임/동영상 폰4G

ITU

201120102009200820072005200420032002

Vision Definition Requirement Definition Standard DefinitionSystem

Deployment

Spectrum Allocation

(WRC-07)

4G 2단계4G

WiBro

3G

LTE

4G 1단계

WiBro 1단계 WiBro 2단계

3G LTE

음성+데이터+인터넷+센싱

IMT-Advanced(DL600/UL270Mbps)

실감영상 폰

I

II III LTE기반 4G

WiBro 기반 4G

2006

IV 802.11 VHT

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Smart Phone-정의

(기존 휴대폰)

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Smart Phone-기술적 측면에서 확산 배경

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Smart Phone-경쟁 원천의 변화 경로

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Smart Phone-기술진화 방향

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모바일 인터넷 서비스의 확산

스마트 보급 확대와 더불어 다양한어플리케이션과 서비스 확대

다양한 Connected device

단순 휴대폰 형태의 단말에서 벗어나 무선랜, 이동통신 등 무선으로 연결되어 새로운 서비스를 제공할 수있는 다양한 단말의 등장

Beyond 4G 기술개발 동인 (1/3)

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다양한 통신 기술의 통합

정보에 접근 가능한 다양한 통신 기술이 존재하며 다른 통신 기술에 접속 가능한 단말의 등장

스마트폰은 일반적으로 3G 이동통신과 무선랜에 접속 가능

Beyond 4G 기술개발 동인 (2/3)

무선데이터 트래픽의 급증

스마트폰 등 새로운 단말 보급으로 무선데이터 수요가 기하급수로 증가 전망

☞ TV등 큰 화면의 단말은 기존 대비 30~200배 정도의 데이터 수요를 필요로 하며, 향후비디오와 데이터 트래픽이 음성 트래픽을 압도할 전망

☞ 모바일 트래픽은 2008-2013에 걸쳐 66배 이상 증가할 전망

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환경 친화적 Green radio의 필요

CO2 절감을 위한 에너지 절약형 기기 및 기술 개발 필요

통신 수익 증가의 둔화

정액제 도입 등으로 트래픽 증가 양상과 수익 증가 양상의 분리로 저비용 통신 기술 필요

Beyond 4G 기술개발 동인 (3/3)

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다양한 사용자의 요구 수용을 위한 데이터 전송률 증대

최대 1-5Gbps 전송율 제공, 주파수 사용 효율 향상 및 Cell edge 사용자에 대한전송률 향상

CO2 절감을 위한 에너지 절약 (Green Radio Network)

비트당 전송 에너지 절감을 통한 사용자/운용자의 전송 효율 향상

Beyond 4G 기술요구 사항

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Beyond 4G 기술 방향

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멀티티어 (Multi-tier) 네트워크 기술

작은 크기의 셀 일수록 CAPEX/OPEX 비용이 적게 들며, Indoor 사용자에대해 향상된 커버리지 제공

매크로/피코/펨토셀의 중첩(Heterogeneous cellular) 및 릴레이네트워크를 통한 전송 효율 향상

Beyond 4G 기술 방향-Advanced Access Networks (1/3)

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Beyond 4G 기술 방향-Advanced Access Networks (2/3)

동적인 스펙스럼 공유로 인한 간섭 제어 기술 필요

☞ antenna array를 통해 간섭 셀에 대한 nulling 기술 (Interference sensing with cell shaping)

☞ fractional frequency reuse, power control 등 advanced radio resource management 기술

☞ Interference alignment등 간섭 제거 기술

이동성과 네트워크 관리 기술 필요

☞ 잦은 handover를 피하기 위한 지능적 handover 기술

☞ 자동적으로 환경을 탐지하고 정보를 수집하며 이에 따라 최적화를 수행하는 SON (Self Organization Network) 기술

차세대 Femtocell 기술

☞ 주파수 이용율 향상을 위해 Interference를 더 이상 AWGN으로 가정하지 않고 처리하는기술

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Beyond 4G 기술 방향-Advanced Access Networks (3/3)

MAC 오버헤드 저감 및 저지연 무선접속 제어 기술

Enhanced QoS and QoE

E911 요구사항을 만족하는 이동통신 네트워크 기반 고정밀 위치측위기술

주변 환경에의 적응하는 자율망 접속, 구성 및 운용 기술

Advanced MIMO 기술

Network MIMO, Centralized cloud MIMO, Cooperative MIMO, Link-aware MIMO, Energy-aware MIMO

Wireless Ethernet backhaul 기술

Direct Digital RF 신호처리 기술

Bandpass Sampling

Direct Waveform Synthesis

Client cooperation 통신기술

모바일 비디오/인터넷 서비스용 Application-aware PHY/MAC

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Machine-to-Machine : automated flow of data from machine to machine

M2M enables large set of applications by embedding every day devices with mobile transceivers

Opens a new dimension to connectivity: Anywhere, Anytime, ANYTHING

Cellular M2M can offer significant advantage for new services and applications

☞ 소형, 저가, 저전력 특성을 갖는 셀룰러 M2M 무선통신 모듈 기술

– 전력 효율적이며 M2M 통신 트래픽에 최적화된 무선전송 및 다중화 기술

– 커버리지 확장/출력 최소화를 위한 고효율 협력수신 및 협력전송 기술

– 효율적인 랜덤 접속 및 예약 접속 기술

☞ Lower cost through standardization

Beyond 4G 기술 방향

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스마트 기지국

기존 개념과 달리 각 기지국에는 Radio Unit만 존재하며 신호처리를 위한 디지털Unit은 Cloud Communication Center에 내장된 다수의 신호처리 블록에서 통합처리

Heterogeneous 환경에서도 동작 가능하도록 범용 프로세서를 사용하여 구축하며 각 기지국마다의 불균형화된 부하를 중앙집중형 기지국 내에서 분선 수용하는 Load Balancing 기능 부가

Beyond 4G 기술 방향

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이동통신 응용 시스템-공공안전 재난구조(1/2)

차세대 국가통합무선망

개념도 및 역할PPDR

National-ManagedIP Network

ACR

중앙지휘통제 센터

PTT서버 LBS서버 IMS서버 AAA서버공공서비스

서버

의료기관경찰청 행안부소방방재청 NGO재해대책본부

국가위성센터

m-Government공공서비스

m-Government 공공서비스 컨텐츠관공서 대민 서비스

국가공공 무선읶프라 홗용 대국민서비스

국민

다이렉트모드 통싞 기술

DamagedBS

Master MS

Direct Communication

Nomadic BS

서비스불능구갂

Disaster Relief 재난구조

재난시 서비스 커버리지 복구/확장타기술과의 통합 및 융합

Wireless Backhaul

f1

f2

Public Protection공공안전

싞속한 긴급 상황전파 / 특수임무 공조

Dynamic Group (Push-To-Talk)Communication

범읶

평시에 법과 질서유지, 생명과 재산보호, 긴급한 상황을 책임지는기관에서 사용하는 전파통싞

사회 기능의 심각한 붕괴 및 생명,건강, 재산,홖경에 큰 위협을 초래하는국가적 재난시, 이 상황을 책임지는기관에서 사용하는 전파통싞

※ ITU-R M.2033 참고

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이동통신 응용 시스템-공공안전 재난구조(2/2)

국가통합무선망에 대한 읶식 전홖공공서비스에서 공공안전재난구조(PPDR)에 대한 비중 확대

공공무선읶프라의 경제성 및 효율성 증대 추구

상용 이동통싞망과의 호홖 필요성 증대

m-Government 평시편익

도전요소PPDR

4G Mobile-WiMAX 단말 지원평시 국가공공무선서비스 홗용

대한민국 PPDR 통싞망을 위한기술방식 도입 가능성 증대 PPDR 통싞망 홗용도 증대

WiBro-Adv (802.16m)

Legacy Support

WiBro-Adv. 전송기술 홗용과특수임무 응용기술 개발

개발/상용화 기갂 단축WiBro-Adv. 홗용도 극대화로규모의 경제 추구

16m전송+16n기능

Medium Backward Compatibility

차세대 국가통합무선망

장점 및 우수성PPDR

공공안전 및 재난구조 임무

도전요소PPDR

4G(WiBro-Adv) based “FDD” Access – Coverage Enhance.Very Low E-to-E / Call Setup Delay for Public Safety

커버리지 증대/고속 이동성

접속성 강화

Voice & Data Group Call Various Service Contents for Public SafetyDirect Communication

Very High Security Require-ments for Public SafetySupport National Security Algorithm

Self-Organizing NetworkNomadic BS CapabilityDirect Communication for Disaster Relief

강건성 및 홗용성 극대화

가용성 강화특수임무 무선통싞보안 개선

보안성 강화극한홖경 적응력 극대화

적응성 강화

TETRAWiBro-AdvLTE-Adv

GRIDMAN(16m+16n)

Channel Bandwidth Range Availability in PPDR Peak Data Rate[단위 : Low/Medium/High] [단위 : 대역폭] [단위 : Short/Medium/Long] [단위 : Low/Medium/High]

Group Call[단위 : Yes/No]

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이동통신 응용 시스템-국방통신

전술정보통신 망 [TICN : Tactical Information and Communciation Network]

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이동통신 응용 시스템-철도신호제어

세계 각국은 전통적인 궤도회로 대신에 CBTC(Communication based Train Control: 무선통신기반 열차제어)의 실용화 연구개발을 진행중

국내 상용 이동통신기반으로 고속 이동 열차와 지상 관제국간 열차 제어정보의 지속적이고 고 신뢰도의 통신과 공공안전용 CCTV서비스와 열차내 무선인터넷 서비스를 제공하는 시스템

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안정적인 서비스 제공들을 위한 정적인 게이트웨이와 라우터를 사용하는 인프라스트럭처 기반의 무선 네트워크☞ Self-origination, self-healing, 멀티 홉 통신

☞ Infrastructureless vs. Infrastructure

☞ Hierarchical vs. Flat

☞ Mostly user-to-gateway traffic vs. Mostly user-to-user traffic

☞ Semi-mobility vs. Mobility

☞ Business oriented vs. Academic oriented

☞ No resource constrained in router vs. Resource constrained

스마트 메쉬 기술 (1/2)

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메쉬 기술이 적용되는 환경적 차이 비교

적용 기술관점의 차이 클라이언트 메쉬 - 메쉬망 구성이 자주 변화하는 환경을 위해 적응성과 생존성이 높은 소 용

량 메쉬

백본 메쉬 – 통달거리가 길고 비교적 안정적인 대용량 이동 백본 메쉬 기술

스마트 메쉬 기술 (2/2)

대상 이동성 통달거리 전송량 전력 노드밀집 동기

클라인트메쉬

단말노드간메쉬

High

(~350

km/h)

단거리(1hop-2

km)

소용량(링크간 ~ 1

Mbps)

제한적 배터리

높음(수십 ~ 수백)

기준신호 제한적

백본메쉬

이동기지국간 간 메쉬

Low

(~60

km/h)

원거리(1hop-5

km)

대용량(링크간 ~

50 Mbps)

양호(차량전원

공급)

낮음 (~수십)외부기준사용

가능(GPS)

Topology 자원할당제어 오버

헤드연결성

동기화 방식

스마트 안테나

전력관리

클라인트메쉬

자주변화간헐적

소형 패킷위주

높음Relay /

Ad-hoc

mesh

분산 동기화 방식

제한적 –

다이버서티방식

Sleep/Idle

기능 지원중요

백본 메쉬

안정적지속적

대형 패킷위주

낮음 Full mesh전역 동기화 방식

적응성 빔포밍 방식

용량 및 신뢰성 중심

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Thank you !