amplengine님의 이글루

연■재■순■서
1. 생초보의 무선 네트워크 이야기 (2006년 9월호)
2. 생활 환경 변화의 선봉, 무선 PAN (2006년 11월호)
3. 유비쿼터스 시대를 열어가는 RFID (2006년 12월호)
4. 무선 네트워크의 대명사, 무선 LAN (2007년 1월호)
5. 차세대 무선 LAN, IEEE 801.11n과 메시 네트워크 (2007년 4월호)
6. 유선과 무선 양쪽에서 경쟁하는 무선 MAN, 와이브로 (2007년 5월호)
7. 4세대를 꿈꾸는 무선 WAN(2007년 6월호)

MAN(Metropolitan Area Network)은 대도시 지역 통신 네트워크로, 무선 MAN은 대략 반경 50Km를 아우르는 무선 네트워크다. 무선 MAN은 다른 무선 네트워크 표준보다 최근인 2004년에 표준화가 됐으며, 지난해부터 상용 서비스를 시작한 무선 통신 서비스다.

사실 이 용어는 상용화된 LAN과 WAN의 중간 영역에서 거의 사장된 용어였기 때문에 선뜻 와 닿지 않는 것이 사실이다. 유선 인터넷 무선화의 대표 주자로는 무선 LAN이, 일반 전화 네트워크 무선화의 대표로는 무선 WAN이 주도하고 있는 상황에서 무선 MAN은 어중간한 위치에 놓여 있었다.

하지만 와이브로(WiBro) 얘기가 나오게 되면 달라진다. 와이브로가 무선 MAN의 대표주자라고 설명하면 일반인들도 고개를 끄덕이고, 이 서비스가 왜 무선 LAN이나 이동통신 양 서비스에 경쟁관계가 되는 이유를 (그림 1)만 보더라도 쉽게 알 수 있다.

무선 MAN 기술은 고정 광대역 무선 네트워크를 바탕으로 하는 IEEE 802.16이 그 대표적 기술 표준이다. 점대다 지점 구조로 10∼66GHz 범위에서 동작하며 120Mbps 이상의 데이터 전송속도를 지원한다. 무선 LAN에서 Wi-Fi와 같이 상호 운용성을 위해 제품 인증을 목표로 하는 와이맥스(WiMAX)가 설립돼 활발한 활동을 하고 있다.

와이맥스에는 두 가지가 있는데, 고정형 와이맥스(Fixed WiMAX)로 불리는 802.16-2004(혹은 802.16d)와 모바일 와이맥스로 불리는 802.16e가 있다.

IEEE 802.16a는 고정형 무선 MAN으로 최대 75Mbps 속도까지 지원하며 전송 거리는 최대 50Km까지다. IEEE 802.16e는 이동형 무선 MAN으로 최대 15Mbps까지 지원한다. 전송 거리는 5Km밖에 되지 않는 대신, 중계기간 끊김없는 연결을 통해 사용자의 자유로운 이동이 보장된다는 점에서 장점을 갖고 있다.

이렇게 고정형과 이동형으로 나뉘는 무선 MAN은 용도 또한 확실히 나뉘고 있다. 우선 고정형 무선 MAN은 값비싼 케이블을 임대하거나 설치하지 않아도 되기 때문에 투자에 대한 수익률이 높다. 그래서 무선 LAN의 틈새시장인 지역, 유선 네트워크가 제대로 갖춰지지 않은 개발도상국이나 도시 외곽 지역과 같이 인구밀도가 낮은 변두리의 넓은 지역을 중심으로 초기 시장을 형성할 것으로 예상된다.

이동형 무선 MAN은 중계기 간 핸드오프 문제를 해결한 모바일 와이맥스 기술이 2005년 12월 802.16e 표준으로 승격되면서 부각됐다. 모바일 와이맥스 기술의 대표적인 서비스가 바로 와이브로이며, 이는 이동 통신 서비스인 무선 WAN과 경쟁 관계에 있다.

와이브로, 기술명이자 서비스명
와이브로는 Wireless Broadband Internet의 줄인 말로, 국제적으로는 모바일 와이맥스(Mobile WiMAX)라는 이름으로 불린다. 처음엔 고속 데이터 통신 기술을 지칭하는 용어로 고안됐지만, 실제 네트워크 구축은 무선 LAN처럼 사무실이나 가정에서 자체적으로 구현되는 것보다 통신업체 네트워크로 연결됨으로써 기술명보다 서비스명으로 더 잘 알려졌다.

와이브로는 2.3GHz 대역의 주파수를 이용하며, 시속 60km 이상의 이동성과 1Mbps급의 전송속도를 제공하는 휴대 인터넷 서비스다. 와이브로의 전파 전달 거리는 최대 48km에 달함으로써, 핫스팟이라는 서비스 지역에서만 사용이 가능한 무선 LAN보다 서비스 반경이 훨씬 넓다.

와이브로가 나오는 배경은 현재 이동통신에서 구현되는 멀티미디어 동영상 기술의 요금이 사용자에게 부담이 크고, 현재 이동통신 기술인 CDMA의 원천기술을 한국이 아닌 미국 퀄컴이 가지고 있어 매년 엄청난 라이선스를 지불하는 상황에 있었다. 이에 정보통신부, 한국정보통신기술협회(TTA)와 이동통신 업체들이 원천기술을 개발해 세계적인 데이터 통신 표준으로 만들겠다는 의도에서 시작됐다.

모바일 와이맥스 표준은 음성통신은 전혀 고려되지 않은 순전히 데이터 통신만을 전제로 하고 있다. 음성통신이 빠져있는 가장 큰 이유는 디지털 음성통신에 대한 원천 기술을 외국 업체들이 가지고 있어 그 특허를 침해하지 않고 개발할 수 없다는 점이다. 그러나 끊김없는 디지털 데이터 전송이 가능하게 되면 인터넷전화 서비스를 할 수 있기 때문에 사실상 인터넷 전화를 휴대 전화처럼 쓸 수 있다. 따라서 와이브로의 킬러 애플리케이션은 바로 인터넷 전화가 될 가능성이 크다.

와이브로, 기지국간 핸드오버 지원으로 이동성 확보
802.16e의 장점 중 가장 눈에 띄는 것은 역시 이동성이다. 기지국간의 핸드오버를 지원함으로써 이동성을 지원한다. 이동성과 더불어 802.16e의 큰 장점으로 꼽히는 것은 바로 All IP 기반 기술이라는 점이다. 3.5G 이동통신기술인 HSDPA가 PSTN과 IP가 결합된 형태이지만, 앞으로 4G로 발전해가면서 모든 통신 기술들이 All IP 기반으로 변하는 추세라는 점에서 802.16e는 기술 경쟁력 또한 갖추고 있다.

802.16e는 3G 라이선스가 없는 업체나 기존의 인터넷 통신 서비스업체에게도 새로운 기회가 될 수 있다. 와이브로는 기존 3G 네트워크를 사용하지 않고도 완전한 이동성을 보장해 주기 때문에 새롭게 통신 시장에 뛰어드는 업체에게 진출 기회를 제공한다.

또한 NLOS(Non Line Of Sight)를 지원해 지형이 험한 산간지방이나 고층 건물들이 많은 도심에서도 서비스가 가능하다. 따라서 기존 통신업체들은 케이블을 설치하기에 부담되는 지역들까지도 인터넷 서비스를 제공할 수 있게 됨과 동시에 모바일 시장으로 진출할 수 있는 기회도 갖게 된다.

모바일 와이브로의 가장 큰 단점은 802.16-2004, 즉 고정형 와이맥스와 호환이 되지 않는다는 점이다.

802.16-2004와 802.16e 기술상 큰 차이는 채널의 멀티플렉싱(Multiplexing) 기술에 있다. 802.16-2004는 OFDM을 사용하고 802.16e는 SOFDMA를 사용한다. 그런데 그 두 기술이 서로 호환이 되지 않아 802.16-2004 전용 단말기는 802.16e 네트워크 상에서 동작이 되지 않고, 반대로 802.16e 전용 단말기는 802.16-2004 네트워크 상에서 동작하지 않는다.

무선 LAN과 경쟁, 이동성에서 우세승
802.16e가 갖는 특징은 크게 공간성, 이동성, 그리고 대용량 전송을 들 수 있다. 공간성은 실내에서만 가능한 서비스가 아닌 실외에서도 사용 가능한 서비스를 의미한다.

현재 와이브로는 유선 인터넷 무선화의 용도로 사용되고 있다. 장소에 구애받지 않고 현재 우리가 집이나 사무실에서 사용하던 인터넷 서비스를 어디서든 이용하게끔 서비스되고 있다. 이는 특정 지역에서 사용해야 했던 무선 LAN과는 달리 도심에서 버스나 지하철, 자동차 등 이동 중에도 인터넷을 사용할 수 있다는 측면에서 와이브로가 무선 LAN보다 이동성과 사용자 접근성이 좋다.

그러나 전송속도 면에서는 MIMO을 채택한 802.11n이 확실히 뛰어나다. 최소 100Mbps를 보장하고 최대 600Mbps까지 속도를 내는 802.11n은 802.16e에 비해 고용량 데이터 처리에 적합하고 그 활용 범위가 넓어질 것으로 보인다. 그러나 802.16e에 MIMO를 결합함으로써 중장기적으로는 802.16과 802.11과의 속도 차이가 계속 줄어들고 있다. 802.11n은 주파수 비용과 인터넷 전화 서비스, 기존 버전과의 호환성, 타 기술과의 연동성 면에서 802.16e에 비해 앞서가고 있다.

802.16e가 802.11n에 비해 장점을 갖는 부문은 이동성과 넓은 커버리지, 그리고 표준이 일찍 정해졌다는 것이다. 최대 시속 수십Km에서도 초고속 통신이 가능한 802.16e의 이동성은 타 표준과의 경쟁에서도 강력하게 작용한다. 또한 802.11n에 비해 전송 범위도 십여 배가 넓다. 

그리고 이미 표준화가 완료돼 상용 서비스가 진행된 802.16e에 비해 802.11n은 아직 표준화가 완료되지 못했다는 치명적인 단점을 갖고 있다. 현재 드래프트 규격이 인증되면서 시장에 802.11n 제품이 하나둘 출시되고 있지만, 아직은 장점보다 단점이 많아 빠른 표준화 완료가 가장 절실한 상황이다.

국내 상용화 서비스의 문제점
802.16e 기술 적용을 세계 최초로 상용화 서비스에 들어간 국가는 우리나라의 KT와 SK텔레콤의 와이브로 서비스다. 지난해 3월말 시범서비스에 들어간 와이브로 서비스는 6월말부터 상용 서비스를 시작한 바 있다. 그러나 기술적인 완성도와 요금제의 실효성이 떨어지고 서비스 지역이 한정된 데다가 사업자 중 하나가 이동통신업체인 SK텔레콤이라는 점에서 초기 시장 활성화에 실패했다.

SK텔레콤은 공식적으로 와이브로와 HSDPA, 모두 서비스하고 있다. SK텔레콤은 최근 와이브로와 HSDPA 두 가지 서비스를 동시에 이용할 수 있는 'T LOGIN(WiBro/HSDPA) 통합단말기'를 출시했다.

SK텔레콤은 앞으로 와이브로 서비스 범위 확대를 위해 연내 23개 시에 추가로 핫존을 구축하고, 와이브로와 HSDPA 기지국간 핸드오버를 지원할 수 있는 이기종 망간 핸드오버기술을 내년까지 개발한다고 밝혔다.

하지만 와이브로가 이동통신서비스와 경쟁 관계인 상황에서 이동통신시장 점유율 1위 업체인 SK텔레콤이 시장 초기 활성화에 나선다는 건 어불성설이다. SK텔레콤으로 봐서는 와이브로 시장은 제 살 깍기, 즉 카니발라이제이션이라는 것이다. 그래서 와이브로의 사용용도를 대용량 데이터 전송용으로 한정짓고 있으며, 이 또한 HSDPA와 서비스를 병행함으로써 양 서비스를 놓치지 않겠다는 전략이다.

사실상 와이브로의 유일한 국내 서비스 업체인 KT는 최근 한시적인 정액제 출시와 서울시 전역으로 서비스 범위를 확대하면서 다시금 시장활성화를 꾀하고 있다.

하지만 KT는 와이브로 시장 활성화에 가장 유망한 킬러 애플리케이션인 무선 인터넷전화 서비스는 선보이지 않을 것으로 보인다. 이미 유선 인터넷전화가 상용화된 상황인데다가 외국의 경우 높은 성장세를 보이는 무선 인터넷전화 서비스를 적용한다면, 시장 활성화에 기폭제가 될 가능성이 높다. 그러나 유선전화 시장에서 독점적 지위에 있는 KT가 인터넷전화 시장 활성화를 늦추는 결정적인 역할을 하는 상황에서 와이브로에 이 서비스를 적용하지 않을 것은 당연한 이치다.

한편 국내에서 와이브로가 고전을 면치 못하고 있는 실정과는 반대로 해외에서는 와이브로, 즉 모바일 와이맥스에 많은 관심을 보이고 있다. 미국의 대형 이동통신업체인 스프린트넥스텔은 최근 차세대 통신서비스 표준으로 채택하고 지난해 연말부터 워싱턴DC, 볼티모어, 시카고, 텍사스 등 주요 지역을 중심으로 상용서비스를 시작했다. 또한 브라질, 호주, 사우디아라비아 등 전 세계 30여 국가도 모바일 와이맥스 서비스 도입을 검토, 상용화에 나설 계획이다.

4G 이동통신 기술과 경쟁하는 와이브로
향후 802.16e, 즉 와이브로는 4G 이동통신 기술과도 경쟁한다. 와이브로의 4G 표준인 와이맥스 Evo(WiMAX Evolution)와 경쟁하게 될 대표적인 4G 경쟁 기술로는 IEEE 802.20의 MBWA와 GSM의 3G LTE(Long Term Evolution) 등이 있다.

MBWA(Mobile Broadband Wireless Access)로도 불리는 IEEE 802.20는 3.5GHz 대역에서 무선 데이터 전송률을 1Mbps까지 끌어올려 주는 것이 특징이다. IEEE 802.20은 IEEE 802.16 산하 특별그룹으로 출발했으나, 인터넷 접속 시 유비쿼터스와 이동성을 보장할 수 있는 장점과 802.16의 고정 서비스와는 달리 이동 서비스라는 점에서 서로 다른 시장이 인정돼 2002년부터 독립 워킹그룹으로 본격적인 활동을 시작했다.

IEEE 802 산하에는 고정 통신 개념인 802.16에서 이동성 문제를 보완하고자 802.16e 표준과 서로 비슷한 것처럼 보이지만, 기존 진행에 대한 업그레이드와 새로운 방식의 추가라는 차이점을 가지고 있다. 802.16e가 5km/15Mbps에 80Km의 차량 이동성을 지원해 DSL, 케이블 모뎀, 와이파이 서비스와 경쟁하고 있지만, 802.20은 250km의 고속 이동 속도에서 1Mbps 정도의 대역폭 제공하므로 이동통신 기술과 경쟁 관계에 있다는 설명이다. 그러나 802.16e의 급속한 발전을 통해 상용 서비스를 시작한 와이브로는 3.5세대 이동통신이라는 HSDPA와 경쟁관계를 이루고 있어 이 둘간의 경쟁이 가시화됐다. 현재 802.20은 각 업체들간의 이해 관계가 첨예하게 대립하고 있어 표준화는 요원한 상태다.

각 표준에는 글로벌 통신업체와 장비업체들이 연합, 포진해 있어 4G 표준 경쟁은 한마디로 전쟁을 방불케 한다. 현재 GSM 진영에서 밀고 있는 3G LTE는 전세계 이동통신 시장 80% 점유를 토대로 시작하기 때문에 다른 4G 경쟁 기술보다 우위에 있다. 와이맥스 Evo는 삼성전자와 인텔이 주도하고 있으며, MBWA은 퀄컴이 이끌고 있다.