[스크랩] 이동통신의 발전 과정(Wireless Communication Networks) - 1

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□ 이동통신 기술의 진화

 

고도 정보화 사회로 진행되는 과정에서 정보통신은 사회 기반구조로서 중요성을 더해 가고, 통신서비스는 유선통신에서 이동성을 중시한 무선통신으로 이동하였다. 이동통신은 90년대를 경계로 하여 빠른 속도로 성장 또는 변화를 해왔으며 그 과정은 1세대 아날로그 시스템에서 2세대인 디지털 방식으로 변화되어 데이터 중심의 3세대 이동통신(WCDMA) 시대를 지나 현재 WiMAX/LTE 방식의 4세대 통신으로 진입하였다.

 

[그림 1-1] 무선통신 기술의 진화

 

 

□ 1세대 이동통신 (1G)

 

o 개발 배경

 

이동전화(주로 차량전화) 서비스는 1946년에 수동접속 교환방식인 MTS시스템으로 미국에서 처음 시작되어 다이얼 자동접속·쌍방향 통신(full-duplex) 및 다중채널 접속 등이 실현된 IMTS 시스템으로 개발되었다. 이 방식은 송신기의 최대 출력에 의해 서비스 지역이 결정되고 채널수가 제한되어 산악, 건물 등 장애물이 있는 구간에서는 통신이 두절되거나 가입하지 않은 기지국에서 서비스를 받을 수 없는 한계의 해결을 위해 1947년 미국 벨연구소에서 한정된 주파수 자원을 효율적으로 활용, 대용량 이동전화 시스템을 구현할 수 있는 셀룰러 이동전화 개념이 처음 고안되었으나, 실제 구현은 1978년 AT&T사가 시카고 지역에서 시작한 AMPS(Advanced  Mobile Phone System) 시험 시스템에서 이루어졌다.

 

 

o 이동통신 기술 개요

 

1세대는 200~900MHz의 주파수 대역에서 10Kbps의 속도로 음성을 전송하며 AMPS(미국), TACS(영국), NMT(스웨덴) 등의 기술 방식으로 운영되었으며 AMPS 방식은 1983년 미국에서 상용화되었고, 이후 다른 지역으로 전파되었으며  우리나라에서도 1984년 AMPS 방식의 이동통신 서비스가 시작되었다.

1세대 이동통신 기술은 주파수 분할 다중 접근 방식(FDMA)을 쓰는 AMPS는 북미에서 셀이라는 공간을 할당해 사용자들로 하여금 통신하도록 하는 아날로그 셀 방식 전화 시스템이었으나 아날로그 음성통신 방식으로 데이터 통신이 불가능 했으며, 잡음이 많이 생기고, FDMA만 써서 각 사용자 마다 주파수를 할당해줘야 하기 때문에 주파수 효율의 문제점과 단순히 FM변조를 썼기 때문에 보안성 문제도 있었다.

 

□ 2세대 이동통신 (2G)

 

o 개발 배경

 

1990년대에 접어들면서 세계적으로 이동전화 수요 급증에 따라 아날로그 방식으로는 사용자 증가에 따른 시스템, 주파수 자원의 한계를 피할 수 없게 되고, 동시에 많은 통화를 위해 1세대의 단점인 수용량의 한계와 보안 취약점 극복을 위해 개발되었다. 통신 방식으로 0과 1만 존재하기 때문에 다른 신호와 섞이더라도 외부 방해를 제거하고 신호를 정확하게 재생하고 신호의 에러를 정정할 수 있어 비교적 깨끗한 음질 보장으로 2세대에는 보다 향상된 음질과 저속 데이터 서비스가 디지털 방식으로 제공되었다. 2세대 시스템으로 알려진 디지털 셀룰러 시스템은 TDMA기반 시스템과  CDMA기반 시스템이 있으며 대표적인 TDMA 시스템은 유럽방식의 GSM, 북미의 IS-136, 일본의 PDC방식이 있으며, CDMA 방식으로는 미국  Qualcomm사가 제안한 북미식 IS-95 표준이 있으며, 현재 국내 디지털 셀룰러 이동통신 및 PCS 서비스가 해당되며 2세대 시스템은 완전한 디지털방식의 서비스를 하고 있지만 주로 음성위주의 전화 통화를 위해서 설계되었기 때문에 고속 데이터통신을 지원해 주지는 못했다.

 

 

o 이동통신 기술 개요

 

◈ GSM(Global System for Mobile Communications)

세계에서 가장 널리 사용되는 개인 휴대 통신 시스템으로 TDMA 기반의 통신 기술로 우리나라는 CDMA와 WCDMA를 사용하고 있어, GSM 방식의 휴대전화를 사용하지 않았지만, 많은 제조 업체들이 수출용으로 GSM 방식의 단말기를 개발하였다.

GSM은 셀 네트워크를 기반으로 서비스에는 4개의 주파수 대역이 있으나 주로 900MHz 대역과 1800MHz 대역이 사용되며 시분할다중접속(TDMA) 방식으로 1991년 상용화가 개시 되었다. 이 방식은 아날로그 방식과 호환성이 없고 ISDN과 연동성을 중시한 시스템으로 유럽 전 지역에서 로밍이나 테이터 및 팩스 전송 등 여러 특성을 가지고 있으며 1989년 영국 주도로 1.8GHz 대의 150MHz를 유럽 개인휴대통신망 (PCN)용으로 할당하고 유럽 PCN 표준으로 채택하였다.

GSM 기술은 사용자에게는 휴대전화의 교체 없이 로밍을 제공하고 사업자에게는 GSM 기술 표준을 만족하기만 하면 제조사가 다르더라도 통신장비를 구축할 수 있도록 하는 방향으로 발전되었다.

 

◈ CDMA(Code Division Mutiple Access)

1989년도에 미국의 Qualcomm 사가 북미의 디지털 셀룰러 전화의 표준 방식으로 대역폭 1.25MHz의 CDMA 방식을 제안하였으며 1993년 7월 미국전자공업협회(TIA: lecommunication Industry Association)의 자율표준 IS-95로 제정되어 현재에도 이용되고 있는 디지털 이동통신기술로 IS-95는 우리나라에서 800Mhz대역과 1.9Ghz 두 개의 대역으로 나누어져 있었다.

CDMA는 세가지 무선전화 송신기술 중 하나로 GSM 또는 그와 비슷한  TDMA와는 전혀 다른 접근 방식으로 CDMA는 데이터를 디지털화한 다음 그것을 가용한 전체 대역폭에 걸쳐 확산시키는 방식으로 사용자가 동일한 주파수를 동시에 사용하고 각 송신자의 통화에 특별한 확산코드를 더하여 주파수대역을 넓혀 송신하며 부여된 코드에 따라 수신측에서도 부여된 것과 동일한 코드에 의해 자기에게 오는 통화를 구별해 내는 방식으로 아날로그 FDMA 방식에 비해 대역폭당 사용자 채널을 최대 10~20배 증가시킬 수 있고, 송신 주파수가 광대역이므로 다중결로 신호에 의한 주파수 선택성 페이딩에 강하며 비화성이 확보되고 가입자 수용량을 증대시킬 수 있는 대용량이므로 대도시에 적합하고 서비스 지역의 광역화에 따른 셀 수의 감소와 주파수 계획이 간단한 장점으로 1993년 11월 체신부 고시를 통해 디지털 이동전화방식의 표준이 CDMA로 채택되고 세계 최초로 상용화에 성공하였다.

국가간 로밍은 CDMA의 단점으로 GSM은 전 세계적으로 사용되던 방식이기 때문에 각 나라에서 주파수 만 같다면 별 설정 없이도 타 국가에서 로밍을 사용 할 수 있지만 CDMA는 전세계의 13%정도의 국가에서 사용하기 때문에 로밍이 한정된 단점이 있었다.

 

 

다음 주에 2편이 이어집니다.

 

 

 

 

 

 

 

  

방송통신위원회 대변인실

최재웅 사무관

 

 

 

 

출처 : 두루누리의 행복한 상상

글쓴이 : 방송통신위원회 원글보기

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