스페셜 리포트

따라서, CDMA 2000 1x서비스를 통해 기존의 음성 및 WAP 서비스품질의 향상은 물론 각종 멀티미디어 서비스(AOD, VOD 등)의 제공도 가능하게 된다.

USB 충전겸용 데이터 통신 케이블이 CDMA2000 1X의 속도를 지원한다는 것은 휴대폰을 가지고 144Kbps의 속도로 인터넷을 사용할 수 있다는 이야기다. 기존의 시리얼 케이블과 가장 두드러지는 차이점으로 ADSL보다는 느리지만 모뎀보다 2.5배의 속도로 언제 어디서나 인터넷을 사용할 수 있다는 것은 상당한 매력이 있다.

* IS-95A, IS-95B, IS-95C 라는 것은 기지국 망의 명칭이다. IS-95B망의 경우 무선 데이터 통신속도를 64Kbps까지 낼 수 있으며 CDMA2000 1X의 망인 IS-95C의 경우 144Kbps의 최대속도를 갖는다. 따라서 CDMA2000 1X의 휴대폰이 있다고 해도 그지역에 IS-95C망이 설치되어 있지 않으면 지역망에 의존하여 IS-95B나 IS-95A로 접속이 된다.

<표> IS95A/95B/95C와 IMT-2000의 주요 사양 비교. 
IS-95C는 IMT-2000과 같이 다양한 기능을 제공하면서 IS-95B에 비해 높은 데이터 송수신을 보장한다

이후 제 2 이동통신 사업자가 생기게 되었고, 이어서 1997년 10월 1.8GHz Band에서 3개의 PCS사업자가
생기게 되어 본격적인 CDMA 서비스의 확대가 이루어지게 되었다. 

AMPS는 1984년 서비스에 2,658명을 시작으로 이후 10년간 꾸준한 증가세를 보였으며 1995년엔 가입자가
100만명을 넘어섰고, '96년에 290만명을 최고치로 기록했으나 이후 급격히 감소하였다.

기술적인 발전 추이를 살펴보면 1996년 IS-95A 서비스의 시작으로 '99년 8월에 중속 데이터 전송이 가능한
IS-95B가 지원이 되기 시작하였다. 2000년 1월 한국의 최초의 이동전화 서비스인 AMPS는 주파수 활용의
한계와 다양한 부가서비스 지원의 불가로 인하여 16년의 역사를 마감하게 되었다,
2000년 10월에는 IMT-2000 서비스의 신호탄인 CDMA2000 1X 가 세계최초로 상용화 됨에 따라 CDMA분야
에서 세계적인 주목을 받기에 이르렀고, 이동통신 서비스는 언제, 어디서나, 누구와도 음성 통화는 물론 
고속의 데이터 서비스를 받을 수 있게 되었다. 



3. 제 2세대 CDMA 

제 2세대 이동통신은 CDMA 방식이다. CDMA 방식을 자세히 설명하는 이유는 CDMA와 CDMA2000 1X 가 
크게 다르지 않으며 CDMA에서 진화한 방식이기 때문이다.

1) CDMA란 무엇인가? 

미국 퀄컴사가 주파수 대역확산 기술을 응용하여 개발한 부호분할 다중접속 방식의 디지털 셀룰러 시스템으로 여러 사용자가 시간과 주파수를 공유하면서 신호를 송수신할 수 있는 시스템이다.

반면에 TDMA (Time Division Multiple Access) 방식은 사용자가 동시에 말한 것을 기계적으로 시간을 
구분하는 것이기 때문에 완전한 동시 사용이라고 할수 없지만 CDMA 방식은 여러 사용자가 동일한 주파수를 동시에 사용하므로 가입자 수용 용량을 그만큼 늘릴수 있다.

CDMA 방식의 디지탈 이동전화 시스템의 상용화 기술은 최근에 나온 기술이지만 CDMA 이론은 1950년대에 이미 정립되었고 1960년대부터는 군통신에서 사용하고 있다. 군통신은 무엇보다도 도청 방지가 중요한데 CDMA 방식의 기술적 근간이 되는 대역확산(Spread Spectrum) 기술이 군통신의 도청 방지에 적용되었던 것이다. 

2) CDMA 방식의 특징 

i) 대용량이다.

동일한 주파수를 많은 셀에서 사용할 수 있으며 타방식보다 간섭이 적고 통화자가 침묵하고 있는 시간동안 전송을 중지함으로써 아날로그 방식보다 수용 용량을 10배 이상 높일수 있다. 

ii) 고품질의 서비스 제공이 가능하다.

아날로그 방식에서는 다중 경로로 들어오는 신호들이 통화에 상당히 나쁜 영향을 미친다. 그러나 CDMA에서는 이러한 다중 경로 신호를 각각 분리하여 양호한 신호를 선택 사용하므로 아날로그 방식보다 품질이 우수하고 핸드오프시 통화의 절단이 없는 소프트 핸드오프 방식을 사용하므로 통신의 품질이 양호하다. 

iii) 보안성이 탁월하다.

아날로그 신호의 디지탈화에 따른 암호화, 광대역 방식에 따른 도청의 한계, 사용자 마다의 PN(Pseudo Noise) 코드 사용에 의한 암호화 등으로 인해 통화 비밀을 유지할 수 있다. 

iv) 고품질의 데이타 서비스를 제공한다.

디지탈 방식에서는 모든 신호가 디지탈로 처리되므로 이 방식을 이용해 데이타 서비스를 하기가 쉬워진다. 특히 팩스 등의 데이타 서비스에서 통화 절단이 없으므로 데이타 서비스 등에 상당히 우수한 방식이다. 

v) 기지국의 소비 전력이 적게 들고 소형 경량화가 가능하다. 

CDMA 시스템은 인접 셀이나 섹터(Sector)에서도 같은 주파수를 사용하므로 주파수 재배치 같은 문제가 발생하지 않아 주파수 계획이 간단하다. 
이에비해 아날로그 시스템은 인접 셀에서는 같은 주파수를 사용할 수 없어 주파수 계획이 복잡하다. 

* 셀(Cell) : 기지국 한 개가 미칠수 있는 영역

* 핸드오프(Handoff) : 사용중인 음성 채널로부터 다른 음성 채널로 무선 통화로가 전환되는 동작으로서 서비스권내에서의 지속적인 통화 상태 유지를 가능하게 한다.

* 통화절단(Call Drop) : 이동전화 단말기가 호를 발신하여 기지국에서 음성 채널이 할당되고 교환기의 트렁크까지 점유한 후 단말기의 END 버튼을 누르기 전에 외부적 조건에 의해 통화가 끊어지는 것을 말한다.

* 섹터(Sector) : 이동전화 기지국은 120, 60 또는 45도 섹터 시스템 등으로 분할하여 사용할 수 있으며 각 섹터에는 총 가용 채널을 여러개의 서비스 세트로 구분된 채널이 할당된다. 기지국을 섹터화하는 목적은 간섭을 줄이고 통화량이 많은 지역의 기지국 증설을 지연시키기 위한 과도기적인 방안으로도 사용된다. 간섭을 줄이기 위해 섹터 각도를 너무 좁히면 할당 채널수가 감소하여 통화 채널 전환(Handoff)이 빈번해지고 무선 채널의 중계선 효율이 떨어진다.

* 주파수 재사용 : 주파수의 스펙트럼 효율을 향상시키기 위하여 동일 주파수를 일정한 간격을 두고 재사용하여 통신 채널을 구성하는 기법을 말한다. 주파수는 한정되어 있지만 어떤 기지국에서 사용한 주파수를 일정거리 만큼 떨어진 다른 기지국에서 동일 주파수를 재사용하게 되면 스펙트럼 효율을 극대화할 수 있고 가입자 수용 용량을 증대시킬 수 있다. 

* CDMA(Code Division Multiple Access)

부호축상에서의 분할 방식이며 대역확산(Spread Spectrum) 기술을 활용하여 일정한 주파수 대역을 채널로 분할하지 않고 전체 대역내에서 각각의 정보를 특정 부호로 분할하여 보내고 수신쪽에서도 전체 대역내의 많은 정보중 동일한 부호로 확산된 정보만을 골라 원래 신호를 재생하는 방식이다. 다중화 범위가 특정 채널 주파수가 아닌 일정 대역 전체를 사용하므로 수용 용량을 극대화할 수 있는 통신 방식으로서 아날로그 방식과 비교하여 10배 이상의 수용 용량을 가진다. 

* TDMA(Time Division Multiple Access)

시간축상에서의 분할 방식이며 일정한 주파수 대역을 시간적으로 분할하여 전송하고 수신시에 시간차이로 복원함으로써 원래 신호를 재생해 내는 방식이다. 이 방식은 일찌기 위성통신용으로 개발되어 유럽, 일본, 미국등에서 디지탈 이동전화 시스템으로 상용 서비스에 이용되고 있는 방식이다. 실용성이 검증되고 아날로그 방식에 비해 약 2~3배 정도의 수용 용량을 갖고 있다. 


<그림> 망 구성도 (출처 : KTF)



5. IMT2000 (International Mobile Telecommunication) 

1). IMT-2000 이란? 

IMT-2000 은 궁극적으로 유선, 무선 및 위성환경에서 단말 또는 사용자 접속카드로 음성, 데이터, 영상 등을 포함하는 멀티미디어서비스와 이를 전세계적으로 제공할 수 있는 글로벌 로밍을 주된 
특징으로 하는 글로벌 멀티미디어 서비스라고 정의 할 수 있다. 일반사용자 측면에서는 기존의 음성위주의 서비스를 탈피하여 고속데이터와 영상서비스까지도 가능한 무선멀티미디어 서비스를 제공하고 사용자가 세계 어디서나 서비스 접속을 간편하게 할 수 있도록 사용자카드를 통한 서비스 접속 기능을 제공함으로써 고도화된 이동성을 제공해 주며 통신사업자 측면에서는 수익성 / 시장성에 기초한 신규서비스의 제공, 망구축 경제성 제고를 위한 유무선.통합 및 연동서비스를 제공한다. 

현재의 이동통신 서비스인 셀룰러폰, PCS, GSM(유럽방식 이동전화) 등은 각각 서비스를 실현하는 기술방식이 다르고 국가나 지역마다 사용하는 주파수 대역이 달라 이동성을 완벽하게 실현하는데 근본적인 한계를 가지고 있다. 또한 데이터 전송률이 낮아 고속 데이터의 전송이 불가능해 멀티미디어 서비스를 제공할 수 없다. 이런 결점을 보완하기 위하여 이전과 구분되는 제3세대 이동통신인 IMT-2000 이 대두되었으며 초고속데이터 전송이 가능하고 주파수 대역과 단말기를 포함한 네트워크 장비에 대한 표준화를 꾀하고 통신위성을 이용하여 세계 어디에서나 같은 단말기로 서비스를 받을 수 있는 차세대 이동통신 서비스로 각광받고 있다. 또한 IMT-2000은 IMT-2000이란 용어가 통용되기 시작한 것은 1996년부터며 이전에는 국제전기통신연합 (ITU : International Telecommunication Union)이 지난 78년 향후 이동통신의 단일 표준화를 연구과제로 삼으면서 프로젝트 코드로 정했던 FPLMTS (Future Public land Mobile Telecommunication System, 프림스) 란 용어가 사용됐다. 

그러나 FPLMTS는 발음하기가 어렵고 기억하기 쉽지 않아 새로운 용어의 필요성이 계속 제기돼 IMT-2000으로 이름을 바꿔 사용하고 있다. 


2). 기존방식과의 차이점 및 지원서비스 


IMT-2000에서 요구되는 중요한 조건의 하나는 기존 시스템과의 호환성, 즉 Backward Compatibility가 
근본적으로 제공되어야 한다는 것이다. Backward Compatibility란 3세대의 IMT-2000 가입자가 2세대 통신망에서 서비스를 제공받을 수 있는 경우를 의미하는데, 이는 방대한 규모의 기존 2세대 인프라를 활용하기 위해서다. 3세대 IMT-2000 서비스는 기존 2세대 이동전화에서 제공되는 음성 및 저속 데이터뿐만
아니라 영상 등 멀티미디어 서비스까지 제공하는 이동통신서비스라고 볼 수 있다. 

IMT-2000과 기존 시스템을 비교해보면 우선 사용 주파수대역에서 IMT-2000은 범세계적 로밍을 위해 ITU에서 배정한 전 세계 공통의 주파수대역인 2㎓대를 사용한다는 차이점을 발견할 수 있다. 데이터 전송속도를 결정짓는 채널당 대역폭은 우리나라의 경우 동일한 기술방식을 사용하는 디지털 이동전화와 PCS가 1.23㎒인데 반해 IMT-2000에서는 멀티미디어서비스 제공을 위해 5㎒에서 20㎒까지의 광대역을 채택하고 있다. 따라서 IMT-2000에서는 최고 2Mbps로서 음성, 데이터는 물론 동화상까지 전송이 가능하다. 

144Kbps의 전송속도하에서 멀티미디어 정보검색과 화상통신 등을 지원하는 CDMA2000 1X는 IMT-2000으로 업그레이드가 가능해 '2.5세대 기술' 또는 'IMT-2000의 예비기술'로 불렸었다. 현재는 ITU의 인증을
통해 3세대로 인정을 받아 본격적인 제3세대 통신서비스가 시작되었던 것이다. 
하지만 IMT-2000이 본격적으로 시작되었다고 보기엔 CDMA2000 1X는 부족한면이 많았다. IMT-2000에서 가능한 많은 서비스가 이루어지지 못했기 때문이다. CDMA2000 1X EV-DO가 실용화 되면서 진정한 IMT-2000서비스가 이루어진것이다. 

마찬가지로 IMT-2000을 USB 충전겸용 데이터 통신케이블로 이용하면 현재 사용가능한 CDMA2000 1X의 속도인 144Kbps 로 접속이 가능하여 시리얼 포트에서 지원할 수 없는 속도까지 가능하다. 또한 USB 충전겸용 EVDO 케이블을 사용하여 EVDO 휴대폰에 적용하면 2.4Mbps 의 유선 ADSL 과 비슷한 속도로 무선데이타통신을 사용할 수 있다. 2.4Mbps로 데이터통신에 접속하면 가정에서 인터넷을 사용하는 것과 같은 속도로 지하철에서든 버스에서든 모두 접속이 가능해진다. 

※ 주 : ◎ = 매우 우수, ○ = 우수, ▲= 보통, ×= 곤란 ( 전송속도 144kbps (CDMA2000 1X) 부터 IMT-2000 )

<표> 전송속도와 서비스 구현의 관계


3). 기술 표준 선택 

차세대이동통신의 두 방식인 동기식(CDMA2000)과 비동기식(W-CDMA)은 신호접속 및 처리 방법에서 근본적 차이가 있다. 동기식은 모든 기지국에서 위성으로부터 시각정보를 수신해 시각을 동일하게 맞춤으로써, 사용자 위치에 관계없이 실시간 통화가 되도록 하는 방식이다. 
반면 비동기식은 위성을 사용하지 않고 별도 칩장비로 실시간 통화를 유도한다. 

유럽과 일본이 주도하고 있는 비동기방식은 현재 세계 이동전화 시장의 70% 이상을 차지하고 있는 유럽방식(GSM)을 바탕으로 하고 있어 국제로밍에 유리하고 커버리지, 통신용량, 전송속도면에서도 미국방식인 동기방식을 조금씩 앞서 있다.

하지만 아직까지도 국내뿐만 아니라 전 세계적으로 동기식과 비동기식의 치열한 대립이 계속되고 있어 이는 시간이 더 지나봐야지 확실한 윤각이 잡힐 듯 하다. 각 방식을 주장하는 사람들의 의견을 간단하게 정리하여 본다. 

<1> 동기 방식 

동기방식 도입을 주장하는 사람들은 IMT-2000 서비스를 '기존 통신망의 업그레이드'란 개념으로 설명한다.

이를테면 CDMA2000 1X에서 EVDO, EVDV 로 업그레이드하는 것으로 완전히 새로운 시스템을 구축하는 것이 아니어서 50% 가량의 투자비 절감효과가 있다는 것이다. 1X내지 EVDO의 단말기 모뎀칩인 MSM-5000 시리즈의 경우도 기존의 2세대 무선망인 IS-95A/B와 호환이 된다는 측면에서 효율성이 높다는게 동기방식 주장의 핵심이다.

MSM-5000시리즈 칩을 장착한 단말기는 기존의 PCS망과 IMT-2000망에서 모두 사용할 수 있다. 동기방식
전문가들은 "투자비 측면에서 볼 때 IMT-2000 서비스가 근본적으로 기본방식과 동일할 때 투자비는 최소
된다" 고 강조하고 있다.

흑자를 실현하지 못한 통신사업자 입장에서 IMT-2000은 최소 2조원 이상을 신규로 투자해야 하는 부담스런 사업이어서, 기존에 설치한 통신망을 어느 정도 활용할 수 있느냐의 문제는 기술표준 채택에 있어 현실적으로 매우 중요하다. 동기방식 도입을 주장하는 사람들은 이런 관점에서 "사업자들의 재무구조 투자여력 등을 감안한다면 기존 망을 일부라도 재활용할 수 있는 동기방식이 우리가 내릴 수 있는 유일한 결론"이라고 말한다.

<2> 비동식 방식 

비동기방식을 주장하는 측에서는 이에 대해 "2세대 통신망 재활용 측면에서 두 방식간 차이는 미미하다"고 
주장한다. 한 비동기방식 전문가는 "IMT-2000에서 2G망의 활용도는 비동기의 경우 15.2%, 동기는 7.4%에
불과한 것으로 분석됐다"는 수치를 제시했다. 동기든, 비동기든 기존 망을 활용할 수 없는 신규투자란 것. 
굳이 CDMA2000 1X EV-DO 로 진행함으로써 미국 퀄컴사에 대한 종속구조를 심화시킬뿐더러 세계적인 주류에서 벗어나는 동기식을 택할 이유가 없다는 주장이다. 

두 방식중 어느 쪽이 2세대 망의 재활용도 내지 경제효율성 측면에서 바람직하고, 특히 후발 통신사업자들에게 유리한지는 전문가들이 동원된 분석작업을 거쳐 객관적으로 확인해야할 사항이지만 국내에선 두가지를 모두 사용하는 것으로 결론이 났다. 비동기방식을 버릴 수 없는이유는 물론 위에서 언급한 동기식과의 차이점도 있겠지만 전세계 80% 이상에서 사용하는 비동기식방식의 시장을 포기할 수 없는 이유가 더 강하게 느껴진다.


<3> 세계 최초의 3세대 서비스 
동기식 CDMA2000 1X (한국) VS 비동기식 FOMA (일본)


세계 최초로 선보인 비동기 3세대 서비스 NTT도코모의 '포마(FOMA)' 는 기술적인 문제로 연기를 거듭하다가 2001년 지난 10월달에야 서비스를 시작했다. 그러나 FOMA는 통화권역이 도쿄 중심가에서 30Km반경에 한정돼 있는데다가 동영상 지원이 미숙해 아직까지 3세대 서비스로 보기에는 무리가 있다는게 전문가들의 견해이다.


<표> WCDMA와 CDMA2000의 비교

W-CDMA CDMA2000 1X 주도 지역 유럽 북미 기술표준 단체 3GPP 3GPP2 구성 단체 ETSI(유럽), TI(미국), ARIB/TTC (일본), CWTS(중국), TTA(한국) TIA(미국), ARIB/TTC(일본),  CWTS(중국), TTA(한국) 기지국간 동기 각각의 기지국마다 상이한 PN code를 갖는 비동기 GPS를 이용한 기준시간을 획득하는 동기방식으로 기지국 마다 동일한 PN code를 사용하며 단지 시간차를  이용하여 기지국 구분 초기동기 시간 상대적으로 길다 상대적으로 짧다(동일 PN code 사용) Cell Planing 상대적으로 용이하다. (인접기지국과 셀 반경을 고려하지 않고 기지국 구축) 상대적으로 어렵다. (인접기지국 PN