Software Architect/VoLTE / VoIP / SIP
정보 통신망의 종류[PSTN, PSDN, LAN, 인터넷망]
1. 공중 전화망(PSTN : Public Switched Telephone Network)
▶전화에 의한 사람의 음성 정보를 소통시킬 목적으로 설치된 통신망으로 전화를 발명한 벨(Alexander Graham Bell)의시대로부터 발전해 온 전화망의 집합체

▶PSTN은 전화국에서 가입자까지의 종단 링크 부분을 제외하고는 기술적으로 거의 디지털 방식으로 변화
▶PSTN에 모뎀을 연결하는 데이터 통신 서비스를 받을 수 있음.
전송 속도는 최고 56[kbps]가 가능
제공되는 서비스 종류 : 데이터 통신, 팩시밀리, 비디오텍스, 텔리텍스트 등
bps(bit per sec)
데이터 전송 속도 단위이며, 초당 전송할 수 있는 비트 수이다.
전송 속도가 높을 때에는 kbps(=103 bps), Mbps(-106 bps), Gbps(=109 bps) 등의 단위를 사용
▶PSTN은 인터넷과 관련하여 실제로 장거리 기반 시설의 대부분을 제공
ISP라고 불리는 인터넷 서비스 제공자들은 장거리 전화 회사들에게 비용을 지불하고 고속의 전용 회선을 임차한 후,
패킷 교환 방식을 통해 많은 사용자들이 회선을 공유
할 수 있도록 하므로써, 인터넷 사용자는 멀리 떨어져 있는 서버에 접근을 하더라도 별도의 장거리 전화 요금을 내지 않고 서비스를 받을 수 있음

ISP(internet Service Provider)
ISP 는 개인 또는 기업체가 인터넷을 이용할 수 있는 서비스를 제공하는 기관
2. 패킷망(PSDN : Packet Switched Data Network)
▶데이터 오류의 발생을 최소로 하여야 하는 통신서비스(예 : 은행의 예금 데이터)를 목표로 설계된 네트워크
▶PSTN은 약간의 데이터 오류는 허가되지만 지연이 억제되어야 하는 음성 서비스를 목표로 설계된 네트워크
▶PSTN에서는 회선 교환(circuit switching)방식 적용
▶PSDN에서는 패킷 교환(packet switching)방식 적용
▷데이터 오류를 최소화 하여야 하므로 단말기와 교환 장치 또는 교환 장치 간에 데이터를 수집하면 즉시 인접 장치로 전달하지 않고 일단 저장을 하고, 저장한 데이터에 오류가 발생했는지를 검사하여 오류가 검출되면 오류를 복구한 후, 인접 장치로 전달하는 교환 방식을 적용

▷지연은 불가피하지만 오류 발생이 최소화되어야 하는 PSDN의 목표 달성됨

▶패킷 교환 방식
▷가상 회선(virtual circuit)방식
: 연결 설정 단계, 데이터 전달 단계, 연결 해제 단계를 통해 데이터 전달
: 설정된 연결을 통해 패킷이 전달되므로 패킷이 송신된 순서대로 수신지에 도달
▷데이터그램(datagram)방식
: 연결 설정 및 연결 해제 단계가 없이 각 패킷마다 헤더에 설치된 수신지 주소를 기반으로 네트워크 내에서 라우팅 됨
: 교환기는 패킷별로 스위칭을 하므로 하나의 메시지에 속한 패킷들이 서로 다른 경로를 통해 수신지에 전달될 수 있음.
: 수신 호스트에 패킷의 순서를 재배치하는 기능 필요.
: 연결 설정 과정 없이 데이터를 전달하므로 적은 양의 데이터를 번번하게 전달하는 경우에 매우 효과적
◆ 구성
교환기와 이들을 연결하는 링크들로 구성
ㆍ회선 이용률이 좋은
ㆍ전송량 제어와 전송 속도 변환이 가능
ㆍ전송 오류의 정정 기능
◆ 장단점
장 점
ㆍ하나의 링크를 공유하므로 이용 효율이 높음
ㆍ전송에 실패한 패킷에 대해서 재전송 요구가 가능함
ㆍ데이터 전송률 변환이 이루어질 수 있기 때문에 서로 다른 전송률을 갖는 스테이션 간의 전송이 가능함
ㆍ통신에 과부하가 발생하면 전송 지연이 발생하지만, 패킷의 송신은 가능함
ㆍ패킷에 대한 우선 순위를 부여할 수 있으며, 방송 형태의 전송이 가능함
단 점
ㆍ패킷 전송 지연으로 인해 다량의 데이터 전송에는 부적합
ㆍ패킷 단위로 헤더를 추가하기 때문에 패킷별 오버헤드가 발생
ㆍ수신지에 도학한 패킷의 순서가 바뀔수 있기 때문에 실시간 전송에는 부적합
1) 가상 회선 방식
ㆍ가상 회선이란 회선 교환에서와 같은 독점적인 통신 경로는 아니지만 패킷 전송을 위해서 설정된 논리적 경로를 의미
ㆍ연결형(Connection-oriented) 서비스 방식
ㆍ패킷을 전송하기 전에 송ㆍ수신측 사이의 경로를 설정하고, 그 경로를 통해서 패킷을 전송
ㆍ통신 과정 : 회선 교환과 동일하게 통신 경로 설정, 데이터 전송, 통신 경로 해제의 3단계 과정
ㆍ모든 패킷은 동일한 경로를 통해서 전송
ㆍ고정된 통신 경로를 사용하지만 패킷 단위로 전송하기 때문에 노드 지연 시간이 발생하여 회선 교환 보다 빠를 수 없음
ㆍ 사용되는 프로토콜 : x.25
2) 데이터그램 방식
ㆍ 데이터그램이란 각각 독립적으로 취급하는 패킷을 의미
ㆍ비연결형(Connection-less)서비스 방식
ㆍ패킷을 전송하기 전에 미리 경로를 설정할 필요가 없이 수신지로 가기 위한 경로를 독립적으로 설정
ㆍ각 패킷이 독립적으로 설정된 경로를 통해서 전송하기 때문에 모든 패킷의 헤더에는 완전한 목적지
주소가 필요함
ㆍ몇 개의 패킷으로 구성된 짧은 데이터 전송에 적합
ㆍ네트워크의 혼잡에 따라 적절한 경로로 패킷을 전송하기 때문에 융통성이 좋음
ㆍ어떤 노드에 이상이 발생해도 우회 경로를 통해 전송할 수 있기 때문에 신뢰성이 높음
◈ 패킷 교환망(Packet Switched Network)
ㆍ패킷이란 일정한 크기로 분할된 데이터와 제어 정보를 포함하는 데이터 블록을 의미
ㆍ각 노드는 수신된 패킷을 저장하였다가 적절한 링크를 통해 전송하는 축적 전송 (Store-and-Forward) 방식을 사용
ㆍ패킷에 포함된 제어 정보에는 통신 경로를 찾아서 목적지에 도달하기 위한 최소한의 정보를 포함함.
ㆍ종류 : 가상 회선(Virtual Circuit) 방시과 데이터그램(Datagram)방식

패킷별 오버헤드회선 교환가상 회선 방식데이터그램 방식
연결 설정요구됨요구되지 않음요구 되지 않음
데이터 전송연속적 전송패킷 전송패킷 전송
전송 경로점유비점유비점유
전송 대역폭고정적가변적가변적
지연 발생경로 설정 지연패킷 전송 지연패킷 전송 지연
오버 헤드경로 설정 후 없음패킷별 오버헤드패킷별 오버헤드
패킷 도착 순서고정적고정적가변적
에러 제어제공되지 않음제공됨제공됨
경로 배정전체 통신경로 단위전체 통신경로 단위패킷 단위
속도 변환제공되지 않음제공됨제공됨
(1) X.25 (DTE와 DCE 간의 데이터 전송 절차를 규정)
▶패킷 교환 프로토콜로 사용
▶PSDN에서 패킷 방식으로 단말기를 운용하기 위하여 이용자 단말기인 데이터 터미널 장치(DTE : Data Terminal Equipment) 와 패킷 교환망에 연결하는 장치인 데이터 회로 종단 장치(DCE : Data Circuit Terminating Equipment)간의 인터페이스 제공

▶비공식적으로 WAN에서 사용되는 패킷 교환 프로토콜
▶X.25는 DCE와 DTE 간의 상호 접속에 대해서만 규정
▶PSDN망 내에서 사용하는 프로토콜이나 데이터를 전송하는 벙법에 관여하지 않음.
WAN(Wide Area Network)
WAN은 국가, 대륙 또는 전세계를 포괄하는 광대한 영역에 데이터, 음성, 영상 및 비디오 정보의 정거리 전송을 제공한다.
▶PSDN 내부의 통신 절차는 PSDN마다 다를 수 있으나, DTE가 PSDN 으로부터 제공받는 패킷 교환 서비스 모두 동일.
▶X.25는 OSI 참조 모델의 하위 3 계층인 물리 계층, 프레임 계층, 패킷 계층으로 구성되어 있으며, 상호 밀접한 관계를 형성

(2) 플레임 릴레이
▶LAN을 연결하기 위해서는 WAN이 필요
▶WAN으로는 X.25망이나 점 대 점 방식의 전용선이 있음
▶전용선은 성능이 뛰어난 반면 사용하는데 막대한 비용이 지불해야 하고, X.25는 가격이 저렴한 반면 수 Mbps 급인 LAN을 지원하기에는 역부족

▶플레임 릴레이와 X.25의 가장 큰 차이는 데이터 전송 속도
▶X.25는 기존 전화망의 단점인 전송 선로의 품질이 취약하다는 가정하에 개발됨.
▶X.25는 단말기들이 데이터를 송수신할 때, 데이터의 오류를 일일이 체크, 수정하도록 설계됨


▶프레임 릴레이는
: X.25의 복잡한 기능 중 불필요해진 부분을 수정하여 데이터의 고속 전송이 가능하도록 고안된 것.
: 오류를 검출한 뒤 X.25와는 달리 수정하지 않고 오류가 난 프레임을 버림. 이때 오류를 검출한 측에서 상대방에게 재송신을 요구하고 해당 프레임을 재수신 함.
: 지정된 경로로만을 따라 데이터를 전송하는 영구 가상 호리ㅗ를 사용하기 때문에 데이터가 폭주할 경우,성능이 급격히 떨어지는 단점
: 데이터와 음성, 팩스를 동시에 지원하고 데이터 전송 속도가 현실적으로 최대 45[Mbps] 까지 가능

3. 근거리 통신망(LAN : Local Area Network)
▶ 다수의 독립적인 PC와 주변 장치가 전용의 통신회선을 통하여 연결되는 소단위 정보 통신망
▶ 한 사무실, 한 건물, 한 학교 등과 같이 비교적 가까운 지역에 한정

[그림 Ⅰ-40] 근거리 통신망(LAN) 참고

▶ LAN을 설치하여 사용시 효과
① 하드웨어 및 주변 장치를 공유할 수 있다.
② 프로그램 및 파일을 공유할 수 있다.
③ 효율적인 정보 관리가 이루어진다.
④ 데이터베이스 공유가 가능하다.
⑤ 통제 관리가 쉬워진다.
⑥ 여러 가지 운영 체제를 사용할 수 있다.

▶ LAN의 종류
: 이더넷(ethernet), 패스트 이더넷(fast ethernet), 기가비트 이더넷(gigabit ethernet), 토큰링(tocken ring), 토큰 버스(tocken bus), FDDI(fiber distributed data interface), DQDB(distributed queue dual bus), 무선 LAN 등

LAN(LAN : Local Area Network)
자원의 공유를 목적으로 회사,학교, 연구소 등 특정 지역 내에서 한정된 통신을 하는 방식

◆ 특징
ㆍ다수의 사용자가 자원이나 네트워크 프린터의 공유 가능
ㆍ정보를 송수신할 때 기기 간의 상호 독립적인 상태에서 통신이 가능
ㆍ통신 범위는 지역적 한계가 있으나 전송 속도는 높고, 에러 발생률이 낮음.
ㆍ단일 기관의 소유 : 학교, 건물, 공장과 같은 단일 기관 소유 영역에 설치
ㆍ고속 통신이 가능 : 고속 전송 매체를 사용해서 다양한 데이터들의 고속 전송기능
ㆍ연결성 : 다양한 통신 기기의 연결이 수월
ㆍ확장성과 재배치성 : 네트워크의 확장이나 재배치가 쉬움
ㆍ통합성 : 음성, 이미지, 동영상과 같은 정보들의 처리 가능
ㆍ신뢰성 : 전송 거리가 짧고, 광섬유나 동축 케이블 같은 전송 매체를 사용하여 에러율이 낮음
 ◆ 몇가지 특징에 의한 LAN의 정의
ㆍ거리 : 10m ~수 Km 이내
ㆍ데이터 전송률 : 100Mbps 이내(100Mbps 이상 : 고속 LAN)
ㆍ에러율 : 10-8 ~ 10-11
◆ 구성 요소
ㆍ네트워크 형태 : 링(Ring), 스타(Star), 버스(Bus), 트리(Tree)
ㆍ전송 매체 : 이중 나선, 동축 케이블, 광섬유
ㆍ매체 엑세스 제어(Medium, Access Control, MAC) : CSMA/CD, 토큰 패싱(Token Passing)

4. 인터넷망
▶전세계에 걸친 컴퓨터 네트워크로 특별히 정해진 규약 아래 정보를 교환하는 컴퓨터망으로 네트워크 간의 네트워크(network of network)

▶군사적인 목적으로 개발된 ARPANET 인터넷의 모태
▶TCP/IP 프로토콜 개발 : ARPANET 사용자들이 늘고 접속을 원하는 컴퓨터 기종이 다양해짐에 따라 이들간의 원활한 통신을 할 수 있는 프로토콜

▶1994년 말부터 본격적으로 시작된 우리나라 인터넷은 현재 학술연구망과 상용망으로 나누어 서비스
▶학술연구망
: 하나망(HANANET), 서울대학교가 운영하는 교육 전산망(KREN), 시스템 공학 연구소가 운영하는 연구전산망(KREONET) 등
▶상용망 : 현재 10여곳이 넘게 운영

인터넷의 특징
① 언제, 어디서나 서로의
 정보를 신속, 정확하게 교환할 수 있다.
② 다양한 분야의 많은 지식과 각 방면의
 전문가들의 지식에 접할 수 있고 또한 그들을 만날 수 있다.
③세계 도처에서 발생하는 수많은
 정보를 발생 즉시 검색할 수 있다.
④ 자기 자신만이 알고 있는 정보를 전세계의 모든
 인터넷 사용자에게 제공할 수 있다.
⑤ 국가나 기업, 학교, 연구 기관 간에
 시간과 공간의 제약없이 공동으로 연구 및 작업 활동을 할 수 있다.
⑥ 인터넷 통신망을 이용하여
 동일한 작업을 공동으로 처리할 수 있다.
⑦각국의 인터넷 사용자들과
 화상 통신도 할 수 있다.
⑧ 지역간 인터넷망을 구축하여
 정보의 공유 및 처리를 할 수 있다

5. 가입자망
(1) ADSL(ADSL : Asymmetric Digital Subscriber Line, 비대칭 디지털 가입자망)
xDSL 기술의 하나로, 아날로그 전화선의 양끝에 고속 모뎀을 설치하여 음성 서비스와 더불어 고속 데이터 통신 서비스 기술
▶일반적인 모뎀 : 333.6[kbps], 최근 56[kbps]까지 고속화되었지만, 그 이상의 통신 속도를 높이는 데는 기존의 방법으로는 무리
이유 ?
아날로그 전화선의 주파수 대역이 약 4[kHz]로 제한되기 때문.
통신회선 자체의 문제 때문이기도 하지만 전화국의 교환기에서 주파수를 제한 하는
 저역 여파기(low pass filter)의 원인이 큼.
▶저역 여파기(low pass filter) 
저역 통과 필터 : 고주파 성분을 차단하고 저주파성분만을 통과 시키는 회로
저주파 대역(low frequency) : 30~300[kHz]에 걸친무선 주파수 범위
고주파 (high frequency) : 3~30[MHz] 사이에 있는 주파수
▷저역 여파기가 없다면 MHz 대역이라는 높은 주파수로 한계를 확대할 수 있음.
 4[kHz]가 MHz 대까지 확장되면 고속화 될 것이다. 여기서 착안한 것이 ADSL을 포함한 xDSL 기술

▶ 그림 Ⅰ-43 주파수 대역 참고
▶ MHz대의 신호는 특히 손실이 많기 때문에 대개 음성 대역의 모뎀에 비해 신호의 분리도를 높이거나 노이즈를 줄이는 것이 곤란하여 디지털 신호 처리 기술과 같은 높은 수준의 기술이 필요.

ADSL : 기존의 구리 전화회선을 이용한 초고속 인터넷 서비스
음성과 데이터 정보를 동시에 송수신 할 수 있다.
▶한 개의 전화선에서 전화는 낮은 주파수 데이터 통신은 높은 주파수를 사용하는 원리를 이용하기 때문에 혼선이 일어나지 않고 통신 속도도 떨어지지 않는다.
특징
▷송수신 전송속도가 비대칭적이다.
[하향 채널이 상향 채널에 비해 더 많은 대역폭(더 빠른 데이터 전송속도)를 할당받게 됨.
하향(download)속도는 8[Mbps]
상향(upload)속도는 640[kbps]데이터를 다운받을 때 정보량이 많은 VOD 인터넷 등에 적합
장점
▷ADSL 모뎀과 LAN card만 있으면 되므로 가격이 저렴.
▷고정 ip 주소를 제공함으로 웹서버 운영이 가능
▷지역적 제한이 없다는 것.
▷설치간단, 투자 비용 저렴, 시간 절약
▷이용자가 증가해도 일정한 통신 속도 유지하는 안정성과 보안성
이유 ? 망구조가 케이블 모뎀(tree형)과 달리 성형(star) 이기 때문
단점
▷양방향 서비스(화상회의 등) 등에 부적합
이유 ? upload 속도가 상대적으로 느리므로.

◈ 탐구활동
디지털 가입자 회선(xDSL)에는 다양한 종류가 있는데, 그 종류와 특징을 인터넷을 통하여 조사해 보자.


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(2) 케이블 모뎀
케이블 TV망을 통해 고속 통신을 할 수 있는 장치를 케이블 모뎀(cable modem)
▶아날로그망
:
 데이터를 전송할 때 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고 다시 디지털 신호를 변환하는 변복조 시굴이 필요하기 때문에 케이블 모뎀이 필요

동축케이블과 광 케이블로 이루어져 있으므로 대역폭이 매우 넓다.
유선방송국에서부터
 광분배점(fiber node)까지는 광케이블로 연결, 광분배점에서 가입자까지으 선로는 동축 케이블로 연결.
 케이블 모뎀의 통신방식은 크게 두가지 대칭형과 비대칭형으로 구분
대칭형 모뎀 : 하향과 상향의 속도가 동일(송신과 수신의 통신속도가 동일한 것이 대칭형 모뎀) 다자간 네트워크 게임, 화상회의, 사이버 과외, 재택 근무와 같은 양방향으로 동일한 데이터 전송 속도를 요구하는 서비스에 사용 

비대칭형 모뎀 : 상향 속도보다 하향 속도가 느림( 통신하는 방향에 따라 통신속도가 다른 것이 비대칭형) 대부분의 인터넷상의 서비스는 상향(네트워크)으로 보다는 하향(컴퓨터)으로 훨씬 많은 데이터를 보내기 때문에 하향으로 많은 대역폭을 할당하고 상향으로 적은 대역폭을 할당하는 인터넷 서비스에 이용
케이블 모뎀을 사용하면 인터넷전용선(T1급 : 1.544Mbps)보다 6∼20배, 일반 전화모뎀(33.6k)보다 300배 이상 빠른 10Mbps이상의 속도로 인터넷 서비스를 받을 수 있으며 서비스 가격도 비교적 저렴
▶CATV 인터넷 서비스에서 이용자로부터 인터넷으로의 방향을 상향, 인터넷 측에서 수신하는 방향을 하향이라고 한다.
대칭형의 경우는 상향과 하향 공히 최대 10Mbps 정도의 데이터 전송속도를 이용할 수 있다.
비대칭형에서 전송속도는 상향회선은 10Mbps까지, 하향회선은 40Mbps까지 가능하다.

▶그림 Ⅰ-44 케이블 모뎀의 주파수 대역 할당 참고
▷데이터의 송수신은 방송 프로그램 전송시의 여유 주파수 대역폭을 활당하여 보통 유선 방송국에서 가입자까지 하향 채널은 550~750[MHz]
가입자에서 우선 방송국에 도달하는 상향 채널은 5~42[MHz]의 주파수 대역폭 사용
▷ 이 같은 채널을 사용하여 하향 전송 속도는 10~40[Mbps]
상향 전송 속도는 500[kbps]~10[Mbps] 에 이르는 비대칭형의 초고속 데이터 통신 가능

기존의 케이블 TV망을 그대로 사용
▶케이블을 모뎀을 이용하여 데이터 서비스를 받기 위한 구성요소.
① 가입자 단말기(terminal equipment)
② 케이블 모뎀(cable modem)
③ 케이블 TV망(HFC access network)
④ 헤드 앤드 장치(head end system)
⑤ 서비스 서버(service server)
⑥ 서비스 분배망(digital back-bone network) 등


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(3) 광 가입자 망
▶ 기간 통신망을 중심으로 발전된 광 전송망을 가입자계에까지 적용하고자 하는 구체적인 시도가 FTTx(Fiber To The x)라는 형태의 광 가입자망 구조.

▶FTTx의 최종적인 목표
: 가입자까지 광 케이블을 연결하는 것이나 이의 실현을 가로막고 있는 것이 경제적 장벽

▶FTTx(Fiber To The x) : 맞춤 전용회선 서비스
전국에서 빌딩까지는 FTTO(FTT Office)로 구현되고 아파트까지는 FTTC(FTT Curb)로 이어져 초고속 정보통신 아파트로 탈바꿈된다.
또한 일반 가정까지도 광 케이블이 설치돼 실질적인 FTTH(FTT Home)가 구현된다.
일반가정에서는 순수 광 케이블 이외에 무선 BWLL 이 이용될 수 있다.
이와같이 FTTx 기술은 일반가정의 데이터통신에서 그 구체적인 윤곽이 드러난다.
▶광 가입자망은 대역폭을 비롯해 전송 효율, 신뢰성, 기능성 등의 기술적인 우월성 때문에 궁극적인 광대역 가입자망으로 평가받고 있음.

▶광 가입자망의 구성
① 전화국측의
 광 종단 장치(OLT : Optical Line Terminal) → 광 가입자망을 다른 시스템과 연결하는 역할 수행
② 가입자 측의
 종단 장치(ONU : Optical Network Unit) → ONU 와 가입자 사이에는 이중 나선이나 동축 케이블로 연결
③ 둘 사이를 연결하는
 광 분배망(ODN : Optical Distribution Network)

▶ ONU는 가입자가 단독으로 사용하거나 여러 가입자가 공유
설치 위치에 따라 FTTO(Fiber To The Office) → 전국에서 빌딩까지
FTTH(Fiber To The Home) → 일반 가정까지
FTTC(Fiber To The Cube) → 아파트까지
 

▶특정 매체와의 혼용 여부에 따라 HFC(Hybrid Fiber Coax), HFR(Hybrid Fiber Radio) 등으로 구분

 HFC(Hybrid Fiber Coax) 
광케이블과 동축케이블을 혼합한 선로기술로 CATV망에 광케이블을 도입한 CATV 형태의 망

 HFR(Hybrid Fiber Radio)
유선과 무선을 결합한 방식으로 가입자 선로를 무선화하여 무선접속을 함으로써 가입자 선로 비용절감, 운영, 유지, 보수 및
서비스 제공의 신속성 측면에서 부가적인 이점을 갖고 있는 새로운 기술
▶특정 지역을 대상으로 광 케이블을 모두 설치하는 경우, FTTZ(Fiber To The Zone)
 FTTZ(Fiber To The Zone)
업무 지구 외에 대도시 구역에서 고속 관대역 통신의 수요가 비교적 적은 중소 규모의 사무실 건물 또는 집단주택(아파트 등)의 수천에서 수만 회선 정도의 가입자망 구역을 대상으로 광케이블을 부설하는 것.
[그림Ⅰ-46 ] FTTH 통신망 [그림Ⅰ- 47] FTTC 통신망 참고


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(4) 무선 가입자 회선
 무선 가입자 회선(WLL : Wireless Local Loop)은 유선 기간망에 무선 가입자 회선을 연결하는 기술
주요 지역에 이동 전화와 같은 기지국을 설치하여, 가입자에게 무선으로 통신 서비스를 제공하도록 하는 개념.

 WLL용으로 개발된 제품으로는
① 위성을 이용한 시스템
② 고정용마이크로 웨이브를 응용한 시스템
③ 셀룰러(cellular)기술을 응용한 시스템
④ 코드리스 기술을 응용한 시스템 등이 있는데
 셀룰러 기술을 응용한 시스템이 가장 많이 사용

 셀룰러(cellular)
이동 무선 통신에서 셀의 설치에 의해 통신망을 구성, 운용하는 것.
셀이란 ?
하나의 넓은 서비스 지역을 세포 형태로 분할하여 소형, 송신 전력의 기지국을 설치하는 작은 구역을 가르킴.
셀룰러 기술을 응용한 시스템
 셀룰러 이동전화 또는 개인 휴대 전화(PCS : Personnal Communication Service)과 동일한 망을 공동으로 사용할 수 있으면서도 더 넓은 지역을 담당할 수 있어 경제적으로 망을 구성.

▷ 자유 공간에서의 여러 가지 제약 조건이 훨씬 적고
 페이딩(fading)이 없는 상태에서 동작되기 때문에 데이터 전송 속도 또한 다른 시스템을 이용하는 경우보다 증가 시킬 수 있음.
 페이딩(fading)
수신되는 전파가 지나온 매질의 변화에 따라 그 수신전파의 강도가 급격하게 변동되는 현상.
매질이란 ?
물체와 물체 사이에 작용하는 힘이 근접한 공간에 차례로 힘을 미쳐 멀리 도달할 때 공간 내에서 작용하는 매개 전달하는 물질 또는 공간.
예, 수면파에서는 물, 지진파에서는 지각이 매질이 된다.
▶셀룰러 기술을 응용한 시스템 세가지의 다중 접속 방식

① 주파수 분할 다중 접속 방식(FDMA : Frequency Division Multiplexing Access)
▷아날로그 이동 전화 방식
▷제한된 주파수 대역을 여러 사람이 이용하기 위해 할당된 주파수를 여러개의 채널로 분할하는 주파수 분할 다중 접속 방식
▷하나의 기지국에 대해서 복수의 이동국이 서로 다른 주파수를 사용해서 접속하는 방식
② 시분할 다중 접속 방식(TDMA : Time Division Multiplexing Access)
▷디지털 이동 통신 방식
▷주파수 대역은 동일하게 사용하지만 시간을 일정한 구간으 작은 단위로 나누어 각 가입자에게 할당하면, 할당받은 가입자는 자신에게 할당된 구간만을 이용하여 통화할 수 있도록 하는 방법
▷유럽의 GSM(Global System for Mobile Communication)방식
북미 표준 방식 일본의 PDC 방식 등 세가지가 있음
③ 코드분할 다중 접속 방식(CDMA : Code Division Multiplexing Access)
▷각각의 통화마디와 데이터 마디에 코드를 붙여 동시에 여러개의 통신이 이루어지게 하는 것.
▷가입자별로 다른 코드를 할당하기 때문에 코드 채널의 수 만큼 여러 가입자가 동시에 통화할 수 있는 방식
[그림Ⅰ-48 ] 무선 가입자 회선(WLL)
▶WLL의 장점
① 가입자가 고정되어 있어서 서비스 중에 기지국 변경이 없어 운용이 간단
② 가시 경로의 확보가 쉬워 높은 품질의 전송이 가능
③ 다중 경로 감쇠 현상도 줄일 수 있다는 점
④ 방향성 안테나를 사용하면 동일 주파수 사용에 의한 간섭이 줄어 주파수 재사용 거리를 줄일 수 있음

6. 종합 정보 통신망(ISDN : Integrated Services Digital Network)
▶이전의 회선 교환망을 이용한 음성 통신 서비스, 패킷 교환망 이용한 데이터 통신 서비스, 팩스 전용망을 이용한 팩스 서비스 등이 별도로 존재
[그림Ⅰ-49] (a) ISDN 도입 전 참고

▷사용자는 서비스 이용 종류에 맞추어 전용 통신망에 접속해야 하는 불편을 감수해야 했고
▷사업자 입장에서는 망의 중복 구축에 따른 경제적 부담과 운영의 어려움이 있었음 .
▶반도체 기술 및 컴퓨터 기술의 발전에 따라 종합적인 서비스를 제공하는
종합 정보 통신망 (ISDN : Integrated Services Digital Network)이 생기게 되었으며,
광대역 서비스 능력을 가진 B-ISDN(Broad Band-ISDN)으로 이어지게 됨

(1) N-ISDN
(가) 개 요

 N-ISDN(ISDN)  기존의 전화망을 토대로 하여 발전한 망으로 송신 단말기에서 통신망을 경우하여 수신 단말기까지의 통로가 완전히 디지털화되어 통신 채널상에서 음성 정보뿐만 아니라 데이터, 팩시밀리, 화상 통신 등의 모든 통신 서비스를
하나의 통신망으로 제공하는 망
 
[그림Ⅰ-49] (b) ISDN 도입 후 참고

▶ ITU-T는 1968년
 PCM 방식을 이용한 음성 전송의 표준에 관한 연구를 토대로 전송과 교환을 효율화시킨 IDN(Integrated Digital Network)을 제한.

▶ PCM (Pulse Code Modulation, 펄스부호변조)
송신 측에서는 송신 부호 부호기 양자하고 표본화를 거친 후 부호화하여 송신기에 가하여 전송하며, 수신 측에서는 신호를 받아서 복호기에서 펄스 부호로 만들고 그것을 복조기에 가하여 원래의 신호를 얻는 방식.
음성 신호 펄스 부호 변조(PCM) 방식으로 변조하면 64kbps 속도의 신호 생성된다.

▶ IDN(integrated digital network, 종합 디지털 통신망)
기존의 전화 교환망 디지털화하고 텔렉스, 데이터 통신망 상호 접속시켜 음성, 데이터 
다양한
 서비스를 제공할 수 있는 통신망.
종합 정보 통신망(ISDN)의 전 단계로, 이 통신망 발전하여 ISDN이 되었다.
▶1972년에 발표한 권고안을 통해 IDN에서 제공할 수 있는 서비스를 규정.
최초의 ISDN에 관한 정의임.
▶ITU-T는 1988년보다 세분화된 권고안(I-시리즈)을 통해 ISDN을 정의함.

◈ 특징

① ITU-T의 표준을 지원하는 저송 장비와 인터페이스를 이용하여
 음성 및 비음성 서비스를 지원
② 회선 교환 및 패킷 교환을 통한 응용 서비스는 물론
 전용 회선 서비스도 지원
③ 64[kbps] 단위로 회선 및 패킷 전송을 지원
ISDN은 64[kbps]를 기본 단위로 하여 음성의 디지털 전송에 중점을 두고 있으므로 다양한 서비스들을 제공하는 데 한계가 있음.
 전용 신호망을 이용하여, 호의 접속·해제 등을 제어하기 위한 교환기 간의 정보 교환을 함으로써, 통화 연결, 망관리 및 유지·보수의 효율화가 가능
⑤ ISDN은 OSI에 근거하므로 OSI를 기본으로 하여 개발된 서비스는 ISDN을 통해 쉽게 제공될 수 있다.
또한
 새로운 ISDN 관련표준을 OSI에 기초하여 개발 할 수 있다.

(나) 채널과 전송 구조
▶ISDN 가입자와 망의 연결은 [그림Ⅰ-50]과 같이 디지털 파이프를 통해서 이루어짐.
디지털 파이프
:
 다양한 용량의 서비스들을 수용할 수 있도록 세가지 채널이 제공됨.
: B채널, D채널, H채널

▶ B 채널
: 64[kbps] 의 전송 속도로 가입자가 보내고자 하는 데이터를 전송하는 데 사용.

▶ D 채널
: 시그널링을 위한 제어 신호의 전송이나 패킷 전송과 같이 비회선 교환 방식의 전보 전송을 위한 채널
▶ H 채널
: 대용량의 가입자 정보(고속 팩스, 비디오, 대용량 데이터 등)를 회선 방식으로 전송하기 위하여 사용

▶ 표 Ⅰ-1 ISDN 채널의 특징
채널
전송 속도
특 징
B
(bearer)
64[kbps]
· 64[kbps] 이하의 가입자 정보 전송용 채널
· 회선 교환, 패킷교환, 반영구(전용) 회선 지원
· 디지털 데이터, PCM 디지털 음성 서비스
D
(delta)
16[kbps]
64[kbps}
· 회선 교환 방식을 위한 신호전송용 채널
· 제어 신호 전송, 패킷 전송 및 저용량 데이터 전송
H
H0 : 384[kbps]
H10 : 1.472[Mbps]
H11 : 1.536[Mbps]
H12 : 1.920[Mbps]
· 대용량의 가입자 정보 전송용 채널
· 다양한 전송 속도 수용(H0, H10, H11, H12)
· 고속 팩스, 비디오, 고음질 음성 서비스
▶위의 채널들은 가입자에게 제공될 때, 제어 신호를 위한 D 채널과 가입자의 정보를 처리하기 위한 B 채널 또는 H채널의 조합으로 이루어짐

가입자에게 제공되는 채널 구성을 전송 구조(transmission structure) 라 할 때
▷기본 접속(base access)
양방향 64[kbps]의 전송 용량을 가지는 B 채널 두 개와 양방향 16[kbps] 의 전송 용량을 가지는 D 채널 하나로 구성
가정이나 소규모 사무실 등의 사용자를 위하여 만들어 짐

▷주 접속(primary access) 이 주로 이용
대용량을 필요로 하는 사용자를 위하여 구성

데이터 전송 용량은 북미 방식의 T1을 전송 매체로 하는 통신 시스템을 위한 23B + D(1.544[Mbps])와 유럽 방식의 E1을 전송 매체로 하는 통신 시스템을 위한 30B + D(2.048[Mbps])의 두가지로 나누어짐

주 접속에서는 D 채널의 용량이 64[kbps]
기본 접속에서는 16[kbps]

◈ [표Ⅰ-3] ISDN 기능 그룹의 특징
기능 그룹특 징
NT1
· 망 종단 장치(network terminal equipment)
· OSI 물리 계층 지원(물리적 및 전기적 신호의 처리
NT2
· OSI 1~3 계층을 지원
· 전송을 위한 교환과 집중
· PABX(사설 자동 구내 교환기)가 이에 해당
TE1
· 표준ISDN을 가입자 장비
· 디지털 전화기, 디지털 팩시밀리 등이 이에 해당
TE2
· 비 ISDN 장비
· 단말기 정합기(TA)가 필요
· 일반 전화기, PC 등이 이에 해당
TA
· 비 ISDN 장비를 접속하기 위한 장치

 B 채널
B채널은 동기식으로 전송속도 64Kbps에서 전이중 방식으로 작동한다.
B 채널의 주요 기능은 사용자의 디지탈 트래픽을 운반하는 대역폭을 제공하는 것이다. 트래픽은 음성이든 데이타든 또는 어쩌면 음성과 데이타의 혼합이 될 것이다.
B 채널이 raw bit stream을 통해 전송된 사용자 데이타가 "switched end-to-end"이라는 것에 주의할 필요가 있다. 데이타는 에러 검색, 인식, 또는 재전송을 제공하지 않기에 ISDN으로 완벽하게 투명하다. 에러가 발생한다면, 사용자의 어플리케이션을 지원하는 더 높은 계층의 프로토콜에 의해서 발견되고 수정되어져야만 한다.
ISDN은 사용자에게 있는 그대로의 디지탈 비트 파이프를 단순하게 제공한다.
 

D 채널
D 채널은 16Kbps든 64Kbps에서 전이중 모드로 작동한다.
D 채널의 주요 기능은 하나 또는 그 이상의 B 채널들을 사용하는 회선교환 호출의 통제와 관리를 위한 신호적인 정보를 운반하다.
예를 들면, 만일 당신이 voice call을 만들기 원한다면, D 채널은 B 채널이 디지털 음성 데이타를 전송해서 호출(call)을 설정한다.
H 채널
H channel은 북미 T-1또는 T-3 전송속도(E-1 또는 E-3유럽에서)에서 전이중 모드로 작동한다.
H 채널의 주요 기능은 B channel이 공급할 수 있는 것보다 더 높은 데이타전송률은 요구하는 어플리케이션을 위한 대역폭을 제공하는 것이다. 몇몇 어플리케이션들은 H채널이 고성능 LAN-TO-LAN 연결성, 전화면 동화상, HDTV,그리고 고속데이타 전송을 포함하여, 지원하도록 설계되었다.
B채널처럼 H채널에서 전송된 사용자 데이터가 ISDN에 완벽하게 투명한 "Raw bit stream"이다.

(다) 가입자와 망간 인터페이스
▶ISDN의 가입자와 망간 인터페이스(UNNI : User-Network Interface)의 기본 구성
 [그림Ⅰ-51]참고.
▶ISDN에서는 가입자와 망간 접속을 개념적으로 설명하기 위하여 가입자 접속 장비의 기능을 그룹으로 묶고, 이
 기능 그룹(functional grouping)을 기준점(reference point)에 의해 분리하여 표시

◈ [표Ⅰ-4] ISDN 기준점의 특징

기준점
특 징
U (user)
가입자 회선상의 전이중 인터페이스 지점
T (terminal)
사설망과 공중망 분리하는 지점
S (system)
ISDN용 단말기와 사설망을 분리하는 지점
R (rate)
비ISDN용 단말기와 TA를 분리하는 지점
▶기능 그룹에는
TE(Terminal Equipment) → 가입자 관련 장비
NT(Network Terminal) → 망 관련 장비

▶장비의 특성에 따라 [표Ⅰ-3]과 같이
 NT1, NT2, TE1, TE2, TA(Terminal Adapter) 등으로 구분

▶ TA(Terminal Adapter, 프로토콜 변환 기능)
일반 전화기나 FAX, 컴퓨터 등의 비 ISDN 장비의 시리얼 데이터를 ISDN 형식으로 신호를 변경해 ISDN Network 에 접속 시키는 장비

▶ NT1
가입자 장비와 망 사업자의 회선을 물리적으로 접속해 주는 장비(OSI 1계층에 속하는 기능 포함)

▶ NT2
PBX 또는 스위칭 장비들과 같은 스위칭, 다중화 또는 집중화를 담당하는 단말 제어 장비(OSI 3계층까지의 기능 포함)
▶각 기능 그룹을 분리 표시하는 데 사용하는 기준점은 [표Ⅰ-4] 와 같이 U, T, S, R(채널을 제공하는 분기점) 등로 분류
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(2) B-ISDN (Broadband ISDN, 광대역 종합 정보 통신망)
(가) 개 요

▶정보 통신 서비스에 대한 사용자의 요구가 점차 고도화, 다양화, 개인화 추세로 고급화되어 가면서 동영상과 같은 고속, 대용량의 정보 전달이 필요하게 됨.

▶이러한 다양한 형태의 서비스별로 요구되는
 품질을 만족시키고 모든 서비스를 경제적인 단일 통신망에 수용함으로써 N-ISDN 서비스 및 고속의 광대역 영상 서비스까지 제한 없이 처리하기 위하여 광대역종합 정보 통신망(B-ISDN)이 출현.

ITU-T에서 정의한 ATM(Asynchonous Transfer Mode)을 근간으로 회선 및 패킷 교환의 장점을 상호 보완하여 기존의 고정채널 교환 방식에서 가상 채널 교환 개념을 도입.

▶ ATM (Asynchonous Transfer Mode, 비동기식 전송 방식)
TU-T에서 1988년에 광대역 종합 정보 통신망(B-ISDN)의 전송 방식으로 결정하여, B-ISDN의 핵심이 되는 전송·교환 기술.
모든
 정보 ATM 셀이라는 고정 길이 블록으로 분할하여 이것을 순차적으로 전송하는 방식이다
▶B-ISDN은 다양한 서비스를 통합적으로 제공한다는 개념에서 N-ISDN과 동일한 개념이므로, B-ISDN의 가입자와 망간 구조는 N-ISDN과 논리적으로 동일한 구조를 가짐.

일반 전화 회선을 통한 N_ISDN의 기본 접속과 주 접속을 처리할 수 있어야 하고, 동축 케이블이나 광 케이블을 통해 영상을 포함하는 광대역 서비스도 수용할 수 있어야 함.

▶ [표Ⅰ-5] N-ISDN과 B-ISDN의 특징 비교
구 분
N - ISDN
B - ISDN
UNI
개념적으로 동일
(기능 모형, 참조점)
개념적으로 동일
(기능 모형, 참조점)
서비스
기존 서비스
기존 서비스+신규 광대역 서비스
전송모드
회선 모드+패킷 모드
ATM을 새로 정의
프로토콜
기존 프로토콜의 조합
ATM으로 통합
핵심 기술
가입자망의 디지털화
ATM
통합 방법
기존망에 통합 접속
통합망의 접속

▶ N-ISDN
대역폭 2Mbps까지의 각종 정보 디지털 형식으로 통일시켜 하나의 회선과 하나의 이용자 번호 전달하는 종합 정보 통신망. 아날로그 전화와 비교하면 종합 정보 통신망(ISDN)은 충분히 넓은 대역 정보 전달할 수 있으나,디지털 통신망이라는 관점에서 광대역 종합 정보 통신망(B-ISDN)과 비교하여 협대역 종합 정보 통신망(N-ISDN)이라고 한다.
N-ISDN에는
 기본 인터페이스 1차군 인터페이스 2종류의 사용자-망 인터페이스(UNI)가 규정되어 있는데, 기본 인터페이스는 전화급의 속도 64kbps 채널(B 채널) 2개와 신호용 16kbps 채널(D 채널) 1개로 2B+D의 인터페이스 구성한다.
1차군 인터페이스는 23B+D의 대역으로서 용도에 따라 여러 회선 또는 넓은 대역으로 묶어 사용할 수 있다.
N-ISDN으로는 고품질의
 화상이나 고속의 정보 전송할 수 없으므로 B-ISDN으로 발전하고 있는데, B-ISDN에서는 N-ISDN의 기능을 만족하도록 하고 있다.


▶ B-ISDN
기존의 종합 정보 통신망(ISDN) 서비스 대역을 초과하는 화상이나 고속 데이터 전송에 소요되는 대역을 갖는 ISDN.
기존
 서비스는 64kbit/s의 정수배 기준으로 1.536Mbit/s 또는 1.920Mbit/s 대역 범위 내에 있었으나 광대역성이 요구되는 화상 또는 고속 데이터 전송하기 위해서는 155.52Mbit/s 또는 622.08Mbit/s 정도가 요구된다.
그래서 기존의 ISDN
 서비스 협대역 종합 정보 통신망(N-ISDN)이라고 하며 광대역 종합 정보 통신망(B-ISDN)서비스에는 N-ISDN 서비스가 포함된다. B-ISDN으로는 광대역 화상 전화와 같은 동화상 음향, 고정밀 동화상, 고속 데이터, 광대역 비디오텍스, 고선명 텔레비전(HDTV) 등을 B-ISDN 베어러 서비스와 텔레 서비스로 실현할 수 있도록 하고 있다. 이러한 서비스 전송하는 기술로는 비동기 전송 방식(ATM)이 있으며, ATM 교환기와 소요 단말기 그리고 광섬유 가입자망 정비 등의 필요성이 대두되고 있다.
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(나) 가입자와 망간 인터페이스
▶ 이용자 서비스를 효과적으로 가입자에게 제공하기 위하여
 B-ISDN은 155.52[Mbps]와 622.08[Mbps] 의 두 가지 전송 구조를가입자와 망간 접속 구조로 제안

▶두 가지 전송 구조를 가지고 다음과 같이
 세 가지 전송 서비스 제공
① 가입자와 망 사이를 양방향으로 모두 155.52[Mbps] 속도의 서비스 제공
② 가입자에서 망으로 155.52[Mbps], 망에서 가입자까지 622.08[Mbps]의 서비스 제공
③ 가입자와 망 사이를 양방향으로 모두 622.08[Mbps] 속도의 서비스 제공
 

155.52[Mbps]의 양방향 서비스는 B-ISDN에서 가장 일반적으로 제공할 수 있는 형태
양방향 622.08[Mbps] 서비스는 개인 사용자보다는 비디오 공급자, 기업, 학교 등을 지원하기 위한 것. 

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(3) ATM (비동기식 전송 방식)
(가) 개 요

▶B-ISDN을 구현하기 위한 핵심기술로 제한
LAN에도 도입되어 사용
 
▶ATM은 개념적으로 회선 모드와 패킷모드의 이점을 합한 중간적인 형태
▷회선모드
쉽고 고속화할 수 있지만 망 자원의 이용 효율이 떨어짐

▷패킷모드
가변 전송율의 정보를 보다 효율적으로 전달할 수 있지만 고속화에는 약점이 있음.

ATM은 53바이트의 고정 길이 셀(cell)로 통일시켜 정보를 전달하는 것.
전달되어야 할 정보의 유무에 관계없이 고정 크기의 셀이 주기적으로 전달되지만, 정보가 발생할 때마다 셀을 할당함으로써 효율적인 운영이 가능하도록 함.

셀의 일종의 패킷으로 본다면 ATM은 패킷 모드의 특성을 바탕으로 이를 고속화에 적합하도록 개선한 것

셀을 일종의 타임 슬롯(time slot)으로 본다면 ATM은 회선 모드의 특성을 바탕으로 이를 유연한 망 운영에 적합하도록 개선한 것으로 볼 수 있음.
▶ATM의 주요 특징
① 정보를 일정 길이의 셀로 나누어 처리함으로써 서비스 추가에 유연성을 가짐과 동시에 고속 및 병렬처리가 가능
② 정보의전송량에 따라 셀을 동적으로 할당함으로써 전송망의 사용 효율을 증대시키고 고정 및 가변 속도의 서비스가 가능
③ 다중화 및 라우팅을 하드웨어적으로 처리하고 흐름 제어와 에러 제어는 단말기 간에서 처리하도록 함으로써 회선 교환과 같은 고속성을 실현 

(나) 셀 구조
[그림Ⅰ-53] ATM 셀의 구조
[그림Ⅰ-54 ] ATM 셀의 헤더 구조
[그림Ⅰ-53] 과 같이 셀은 53 바이트의 고정 크기
셀을 두부분으로 나누어 앞쪽은 셀 자체의 제어를 위한 5바이트 길이의 헤더(header) 뒤쪽은 사용자 정보가 실리는 48 바이트 길이의 페이로드(payload) 

▶헤더에 실린 정보의 내용은 주로 셀이 수신지를 찾아가기 위한 경로 정보가 대부분
트래픽 제어(traffic)나 혼잡 제어(congestion control)를 위한 정보가 일부 포함됨.
셀에는 헤더의 구성에 따라 두가지 [그림Ⅰ-54 ] ATM 셀의 헤더 구조
▷가입자와 망간의 연결을 위한 UNI(User-Network Interface)
▷망과 망간의 연결을 위한 NNI(Network-Node Interface)

심화학습
▶ATM과 STM의 차이점
ATM에서는 고정 길이의 셀을 필요한 수만큼 보낼 수 있다.
프레임이라는 것을 인정하지 않기 때문에 프레임 네에서 몇 번째 타임 슬롯이라는 등 위치가 고정적인 STM(Synchronous Transfer Mode)과는 달리 필요한 때 좋은 시간에 자유 자재로 순서에 상관없이 전송이 가능하다.
셀의 헤더에 제어 정보가 첨가되어 있기 때문에 그 차례나 위치는 마음대로 할 수 있다.
따라서 STM이 고정적으로 채널이 할당되는 것에 비해 전송 효율을 증가시킬 수 있고, 채널 속도의 가변성으로 인해 다양한 속도의 서비스가 가능한 이점이 있으나 헤더의 추가에 따른 처리 기능이 복잡해지는 단점도 있다.

ATM과 STM의 정보 전단 형태는 그림
 [그림Ⅰ-55]와 같다.
▶헤드를 구성하는 필드의 종류와 특징 
① GFC(generic Flow Control) : ATM 정보량 사전 조정, 사용자로부터 망으로의 트래픽양 조절 

▷UNI의 겨우에만 4비트 할당
▷하나의 망 종단에 복수의 단말기를 수용하는 경우, 셀의 충돌을 피하기 위해 사용.

② VPI(Virtual Path Identifier) : 가상경로 식별자, 경로 배정용
▷UNI에서는 VPI에 8비트 할당
▷셀에 속한 가상 경로를 식별하기 위해서 사용

③ VCI(Virtual Circuit Identifier) : 가상 채널 식별자, 경로 배정용
▷UNI에서는 VCI에 16비트 할당
▷셀이 속한 가상 채널을 시별하기 위해서 사용


④ PT(Payload Type)
 : 사용자와 망제어 정보의 식별, 사용자 셀 여부 또는 셀의 체증 경험 여부 표시
▷셀의 페이로드에 실린 정보의 종류를 표시
▷사용자 정보인지 망 정보인지의 여부를 나타냄

⑤ CLP(Cell Loss Probability) : 셀 폐기 우선 순위 표시, 셀의 표기순위 표시 1 비트, 체증시 clp=1인 셀이 제거됨 
▷망이 폭주 상태에 빠졌을 때 폐기될 셀의 우선 순위를 나타냄
▷CLP=1 이면 폐기되기 쉽고, CLP=0이면 폐기되기 어려운 셀을 가리킴
⑥ HEC(Header Error Control) : 헤드 에러 제어, 셀 헤드에 대한 CRC
▷셀 헤드에 대한 오류 유무를 검사하기 위한 것으로 CRC 방식을 사용
P58 심화학습

▶ATM(Asynchonous Transfer Mode, 비동기식 전송 방식)과 패킷 교환의 차이점
ATM 셀의 길이는 53 바이트로 고정적인 데 반해 패킷의 길이는 128~4,096 바이트로 가변적이며, ATM 교환은 하드웨어에 의해 라우팅하는 반면 패킷 교환은 소프트웨어로 라우팅 한다는 등의 차이를 들 수 있다.
또, 패킷 교환은 교환기의 CPU에서 소프트웨어에 의한 제어를 필요로 하므로 고속 전송에는 적합하지 않다.
그러나 ATM 교환에서는 그 단점을 보완하여 고정 길이의 셀에 의해 제어를 단순화하고, 실제 통신 중에는 소프트웨어를 쓰지 않고 고속 하드웨어만으로 셀을 전송하기 때문에 고속의 전달 속도 (166 [Mbps] 이상)를 얻을 수 있다.

7. 이동 통신망
▶이통 통신 서비스가 추구하는 주 목적
:
 사용자가 언제 어디서나 장소에 구애받지 않고 어느 누구와도 통화가 가능하도록 하는 것이며, 가입자가 무선을 매체로 전체 통신망의 기능을 활용할 수 있도록 하는 데 있음

▶종류
▷셀룰러 전화(cellular telephone)
▷무선 호출(radio paging)
▷코드리스 전화(CT : Cordless Telephone)
▷무선 데이터 통신(radio data communications)
▷주파수 공용 통신(TRS : Trunked Radio System)
▷저궤도 위성 통신(GMPCS) 등
▷특수 목적으로 이용되는 공항 통신, 항만 통신 등
▶최근에는 이동 중에도 고속의 멀티미디어 서비스를 제공받을 수 있는
IMT-2000(International Mobile Telecommunications-2000) 시스템의 상용 서비스가 시작되고 있음.

▶이동 전화의 발달
▷FDMA(Frequency Division Multiple Access) : 주파수 분할 다중 접속 방식
▷TDMA(Time Division Multiple Access) : 시분할 다중 접속 방식
▷CDMA(Code Division Multiple Access) : 코드분할 다중 접속 방식을 기초로 해서 발전
◈ 표 Ⅰ-6 이동 전화의 진화 과정
세 대종 류특 징
1세대
AMPS
NMT
  • FDMA 방식의 아날로그 셀룰러 전화
  • 한 지역에서만 서비스가 가능
2세대
IS-54, 95A
GSM
  • TDMA 방식 및 CDMA 방식의 디지털 셀룰러 전화
  • IS-54(TDMA), IS-95(CDMA), GSM(TDMA)
  • 음성, 팩스, 데이터 통신 가능
2.5세대
IS-95B
DCS-1900
  • CDMA 방식으 디지털 셀룰러 전화
  • 고속의 데이터 통신 가능
  • PCS(미국) 또는 PCN(유럽)에 해당
3세대
IMT-2000
UMTS
W-CDMA
  • 멀티미디어 통신이 가능한 전화
  • 언제, 어디서나 단절 없는 통신 서비스
(1) AMPS(Advanced Mobile Phone Service) → 앰프 이동 전화 방식
▶주파수의 효율적인 사용을 목표로 한 셀롤러 방식의 이동 전화 시스템
▶1983년 AT&T에 의해서 최초로 상용 서비스가 개시됨
▶변조 방식은 아날로그 FM 변조 방식을 사용하고, 다원 접속 방식은 FDMA를 사용
▶우리나라에서는 1984년 5월 서울 및 수도권 지역에 이동 통신 서비스를 개시
▶디지털 셀룰러 방식인 CDMA에 의해 시장이 대치됨.

▶AMPS의 기본적인 구성 요소
▷이동국
▷셀 기지국 송수신기(cell base transceiver)
 → 기지국은 이동국 및 이동 전화 교환국과 통신
▷이동 전화 교환국(MTSO : Mobile Telephone Switching Office)
 → 기지국 송수신의 동작을 제어하고, 통화를 공중 유선 전화망으로 연결


(2) GSM(Global System for Mobile Telecommunication) → 국제 이동 전화 방식
유럽 및 기타 지역에서 광범위하게 사용되는 2세대 디지털 이동 전화 시스템
 
▶TDMA를 변형한 것으로 FDMA 방식을 함께 사용
▶AMPS와 매우 유사한 구조를 이루고 있음
▶GSM의 특징
▷가입자 식별 번호, 암호화 키, 가입자 고유 정보, 인증된 망 등의 정보를 저장하고 있는 스마트 카드나 플러그 접속형의 휴대용 장치인 가입자 확인 모듈(SIM : Subscriber Identity Module)이 있음
▷SIM만 휴대하고 다니면서 여러 나라의 가입자 장치를 사용할 수 있음.
▷SIM이 로밍(roaming)을 하는 것임.

▶GSM은 기본적인 전화 서비스뿐만 아니라 데이터, 영상 서비스도 지원하기 위하여 개발됨.

▶ 로밍(roaming) 서비스
이동국이 다른 통신 사업자의 서비스 지역 내에서도 끊기지 않고 통신을 가능하게 하는 서비스
▶GSM은 기본적인 구성요소
▷이동국(가입자)
▷셀 기지국 송수신기(cell base transceiver)
▷기지국 제어기(base station controller)
▷이동 서비스 교환 센터(MSSC : Mobile Service Switching Center)


▶이동 서비스 교환 센터 : 공공 유선망과의 연결을 제공하고, 네가지 데이터 베이스
▷홈 위치 등록(home location register) 데이터베이스(H)
▷방문자 위치 등록(visitor location register) 데이터베이스(V)
▷인증 센터(authentication center) 데이터베이스(A)
▷장비 확인 등록(equipment identity register) 데이터베이스(E)


▶기지국 제어기는 핸드 오버, 전력 크기, 가입자에 대한 주파수 할당 등 많은 기능을 가지고 있음.

(3) CDMA(Code Division Access) → 코드 분할 다중 접속 방식
▶군사 목적의 통신에 이용되었던 대역 확산 통신 기술을 이용한 것
▶신호들을 하나의 셀 안에 하나의 넓은 주파수 대역으로 분포시키고, 각 신호들을 서로 다른 부호로 확산시켜서 구별이 가능하게 한 방식으로, 대역 확산 기술의 장점인 주파수 이용 효율을 활용한 것.
▶기술적으로 표현해보면,
하나의 서비스 영역 안에서 같은 주파수 대역을 사용할 수 있기 때문에 주파수 이용 효율이 다른 방식에 비해서 월등히 높다는 것과
 소프트 핸드오버가 가능하다는 점, 그리고 서로 다른 코드를 사용하여 통신을 하기 때문에 무선 구간의 통신 비밀 특성이 메우 우수하다는 장점
▶ 핸드오버(Hand-over, 또는 Hand-off)
이동국이 서비스 중인 기지국(또는 섹터) 영역을 벗어나 다른 기지국(또는 섹터)으로 이동할 때, 계속 통화를 유지 하기 위하여 통화로를 이동한 셀로 바꾸너주는 것을 말함
▶PCS는 주파수 대역을 달리하는 CDMA 방식의 셀룰러 이동 전화의 일종
▶PCS와 기존의 디지털 셀룰러 이동 전화의 가장 큰 차이점 가운데 하나는 사용 주파수가 다르다는 점
▶PCS가 1.7[GHz]의 UHF(극초단파) 대역 주파수를 이용하는 반면, 기존의 이동 전화는 800[MHz] 대역을 사용해 서비스 제공
▶데이터의 전송 속도 역시 이동 전화가 9.6[kbps]에 불과한 반면,
PCS는이보다 1.5배 빠른 14.4[kbps]의 속도로 다양한 데이터를 송수신할 수 있음.
▶PCS는 음성이나 팩스 사서함 정도의 서비스에 머무르고 있는 기존 이동 전화와 달리 무선 데이터 통신과 동화상 전송 등의 서비스가 가능


(4) IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000) → 멀티미디어 통신이 가능한 전화
▶세계적인 통신 표준화 단체인 ITU에서는 사용자의 급격한 증가와 활동 범위의 확대, 개인화, 멀티미디어화 등의 요구에 따라 " 언제, 어디서, 누구드지" 라는 이동 통신 본래의 목표를 달성하기 위하여 IMT-2000 의 표준화 진행
▶상용화를 목표로 하는 IMT-2000의 시스템 요구하는 서비스 요건
㈎ 이동체를 대상으로 한 음성, 오디오, 데이터, 이미지 등 다양한 정보를 제공
㈏ 유선망에 가까운 높은 통신 품질 제공
㈐ 동일 번호에 의해 실내에서 실외까지 언제 어디서든 사용할 수 있는 서비스 제공
㈑ 차량 탑재 단말기에서 포켓 크기의 단말기까지의 여러 가지 이동 단말기 수용
㈒ 동일한 단말기에 의한 국제 로밍을 가능하게 한다.
㈓ ISDN, PSTN, 인터넷, 이동망 등의 각종 기존망과 접속한다.
㈔ 광범위한 단말기에 의한 단계적으로 실시한다


▶IMT-2000과 기존 2세대 시스템을 비교해보면, 우선
 사용 주파수 대역에서 IMT-2000은 범세계적 로밍을 위하여 ITU에서 배정한 전세계 공통의 주파수 대역인 2[GHz]대를 사용한 다는 것.

▶데이터 전송 속도를 결정짓는 채널당 주파수 대역폭
▷우리나라의 경우
: 동일한 기술 방식을 사용하는 디지털 셀룰러 이동 전화와 PCS가 1.23[MHz]인데 반해 IMT-2000에서는 멀티미디어 서비스 제공을 위하여 5[MHz]에서 20{MHz]까지의 광대역을 채택

▷2세대 시스템들이 데이터 전송 속도가 9.6 또는 14.4[kbps] 정도인데 비해 IMT-2000은 최고 2[Mbps]로 음성, 데이터는 물론 동영상까지도 전송이 가능

▶차세대 이동 통신 서비스를 위한 표준
▷유럽, 일본을 중심으로 한 비동기식의 W-CDMA(광대역 코드 분할다중 접속)
▷퀄컴 등 북미 업체 중심의 동기 방식의 " CDMA-2000 " 이 양대 표준안으로 확정되어 가고 있음


(5) 위성 통신
▶최초의 통신 우성인 텔스타(Telstar) 1호가 1962년 60회선 용량으로 위성 통신 시작
▶이후 중계용 인공 위성을 발사하여 단방향(one-way) 또는 양방향(two-way)으로 TV 중계와 전화에 이

▶1990년대에는 인텔셋-7(Intelsat-Ⅶ)호, 인텔셋-K (Intelsat-K)호 및 인텔셋-2(Intelsat-Ⅱ)호를 포함하여 고궤도 대형 위성과 수십 개의저궤도 위성들이 새로 발사되어 글로벌 우성 통신 시대가 열림

▶저궤도 위성을 이용한 개인 이동 통신을 GMPCS(Global Mobile Personal Communication by Satellite)라 함.

▶GMPCS는
: 위성 통신 시스템이 가지고 있는 고유한 특성을 이용하여 통신 기반 구조가 부족한 지역이나 재난으로 인해 통신 시설이 파괴된 지역에서 신속한 음성 서비스를 제공해 주고, 전용 단말기나 휴대폰에 컴퓨터나 팩시밀리를 연결해
데이터 송수신이 가능하도록 해 주며, 무선 위치 정보 제공 서비스(GPS) 를 제공하여 선박, 항공기의 항해, 물류관리 등이 가능하도록 해 줌


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