1. 다중도약 무선통신 네트워크(Multihop Wireless Networks)
일부 무선수신기에는 무선중계기가 탑재돼 있는데 이런 수신기는 기지국의 역할을 수행, 다중도약무선네트워크(Multihop Wireless Networks)를 형성할 수 있다. 다중도약무선네트워크는 네트워크를 확장하지 않아도 가청범위를 넓힐 수 있다. 또 중계기 분포의 밀도가 높아 중복되면 네트워크의 안정성을 크게 높일 수 있다. 그뿐 아니라 신호가 이동통신기지국이나 인터넷 백본에 도달하기 전에 몇개의 밀접하게 연결된 고정 접속점을 도약하면 휴대단말기의 전지소모를 줄일 수 있다. 하지만 사용자의 휴대단말기 자체가 중계기 역할을 하면 다른 고객의 신호를 중계해야 하기 때문에 전지의 소모가 더 많아진다.
중계기에 인터넷 프로토콜 라우터를 탑재하면 다중도약네트워크는 모든 형태의 데이터 패킷을 중계할 수 있는데 고정통신 또는 이동통신단말기를 패킷중계기로 사용할 수 있다. 건물에 설치된 패킷중계기는 사용자가 지원하는 광역통신 서비스를 이른 시일 안에 제공할 네트워크가 될 수 있을 것이다. 이동패킷중계기는 고정패킷중계기와 비슷한 효과를 나타낼 수 있을 것으로 보이지만 중계기의 분포상태가 예측하기 어렵게 수시로 변동되기 때문에 고정중계기의 효과와 비교하기가 어렵다. 하지만 이동중계기는 최대 사용시간대에 병목현상이 일어나는 네트워크의 용량을 확대할 수 있고 통화가 많을 때 유리하며 또 미래 무선 네트워크를 구축할 때 인프라 설치가 곤란한 장소에 차량을 이용, 중계기를 효과적으로 배치할 수도 있을 것이다.
다중도약 기술은 인구밀도가 높은 도시지역의 포화상태에 있는 이동통신망을 확장하고 개발도상국에서 고정 광대역 서비스를 제공하며 일반 기업이나 제조업체에서 랜(LAN)의 범위를 넓히고 안정성을 높이는 데 가장 적합할 것이다. 그러나 다중도약 기술은 공중 네트워크에서 각기 다른 업체 제품 사이의 호환성이 없고 이동통신 사용자와 가정 사용자들이 다른 사용자를 위해 대역폭과 전지를 소모하는 데 대한 보상방법과 표준 보안기술이 없다는 등의 문제점이 있다.
또 이동 라우터를 사용하는 다중도약 네트워크는 근처에 노드가 없으면 통신이 잘 안되고 서비스 초기에는 신뢰도가 약할 수밖에 없다는 문제가 있다. 인구밀도가 높은 도시지역의 최대 사용시간대에는 이동 라우터를 사용하는 것이 효과가 있을 것이다.
그럼에도 오는 2003년과 2004년까지 802.x의 통신집중 지점을 이동통신서비스 기지국과 서로 연결하는 고정 무선통신망을 이동통신서비스에 사용하게 될 것으로 보인다. 이런 이동통신 네트워크에서 전주(電柱)와 같은 고정된 지점 사이에서만 도약한다면 3세대와 일반패킷무선서비스(GPRS:General Packet Radio Service) 체제를 구축하는 데 발생하는 문제를 어느 정도 해결할 수 있을 것이다. 특히 이것은 가용 802.x 무선을 사용하고 휴대단말기의 전지방전을 줄임으로써 더욱 가능해질 것이다. 802.x에 접속된 커피숍과 편의점도 다중도약 기술을 이용, 서로 연결할 수 있을 것이다. 이론적으로는 화물운송 트럭에 송수신장치와 라우터를 탑재하면 대도시에서 무선통신망을 구축하는 것이 가능하다. 사용자들이 갖고 있는 휴대단말기 사이를 도약해 무선통신망을 구축할 수 있으나 이 경우 다른 사용자들을 위해 전지를 추가로 사용해야 한다는 문제가 따른다. 802.x 기술을 수정하면 다중도약이나 최종사용자 구간접속이 가능해질 것이다.
일부에서는 802.x 기반 노드와 휴대형 단말기를 많이 이용해 통신망을 구축하면 허용하기 어려운 전자파 간섭을 일으킬 가능성이 있다고 우려하고 있다. 하지만 규정이 허용하는 범위 안에서 데이터를 전(全)방향으로 전송하지 않고 특정 지점을 대상으로 하는 지향성 고성능 안테나를 사용하면 간섭을 줄일 수 있을 것이다. 이런 지향성 안테나는 최종 사용자 구간에 802.x를 연결하는 노드, 사용자가 구축하는 도시권 정보통신망(MAN), 휴대전화 역방향(backhaul)망 등을 포함하는 각종 고정 다중도약네트워크 구축에 유용할 것이다.
선진국의 경우 다중도약 기술을 사용해 광대역 인터넷 서비스를 제공하려고 하면 기존의 고속통신망과 경쟁하게 될 것이다. 그렇다고 하더라도 다중도약기술이 상용화되면 오는 2005년까지 기존 고정 광대역 네트워크와 이동 데이터통신망 서비스업체들이 요금을 인하하고 통신망의 성능을 크게 향상하며 ‘접속제한’을 완화하지 않으면 안될 것이다.
무선랜을 사용해 디지털가입자회선(DSL:Digital Subscriber Line)을 공유하는 대학생들이 다중도약기술 사용에 선도적 역할을 할 가능이 있다는 보고가 있다. 이동통신망이 제대로 구축되지 않은 지역의 중산층 이상 가정의 지붕에 다중도약 장치를 설치하면 기존 통신서비스 업체들이 그 지역의 가입자를 확대하기가 어렵게 될 것이다. 또한 많은 이동통신 사용자들이 비용을 들이지 않고 다중도약통신망을 구축할 수 있는 환경에서는 젊은 이동통신서비스 가입자들이 다중도약기술을 채택하기 시작할 것이다. 휴대단말기의 전지는 짧은 거리를 도약함으로써 절약된 수명을 다른 사용자들의 통신을 라우팅하는 데 사용할 수 있을 것이다.
그러나 기존 이동통신서비스 업체들은 젊은 고객을 빼앗기지 않기 위해 여러 가지 새로운 조치를 취할 것이다. 그들은 요금을 낮추고 월간 무료통신 시간을 늘리며 인터넷통신의 장애요소를 제거해 휴대전화와 개인휴대단말기(PDA)의 통합서비스가 가능하게 할 뿐 아니라 디지털 음향/영상 콘텐츠와 헤드세트가 필요없는 블루투스 응용 프로그램 등을 제공해 젊은 고객을 유치하려고 할 것이다.
영국 브리티시텔레콤(BT)이 최근 실시한 실험에서 가옥 지붕을 연결하는 무선통신망의 실용성이 입증됐다. 오는 2003년에서 2004년 사이에 케이블과 광대역 DSL 인터넷 인프라가 제대로 구축되지 않은 지역에 이 같은 인프라를 구축하는 기업이 나타날 가능성이 있다.
하지만 각국의 거의 모든 통신서비스업체와 마찬가지로 BT는 기존 유료 TV업체들과 경쟁해야 하는 난제를 안고 있다. 통신서비스 업체들이 안고 있는 문제는 통신망의 우열보다는 콘텐츠 공급업체들을 확보하기가 어렵다는 데 있다. 또 산업시설 환경에서는 네트워크 관리자들이 전자파 간섭, 배선통로의 부족, 각종 고정 정보통신단말기와 이동단말기의 통합 필요성 등 여러 가지 문제를 갖고 있는데 산업시설 내 여러 지점을 연결하는 단거리 도약기술을 채용해 무선통신망을 구축하면 이 중 일부 문제를 해결할 수 있을 것이다. 엠버사(Ember Corporation)는 산업시설 안의 통신망 구축문제를 해결하기 위해 다중도약기술을 채용하고 있다.
2. 4세대 무선통신 기술
4세대나 5세대 무선통신 네트워크는 미래 이동통신 네트워크보다 대역폭을 더 넓힐 수 있다. 또 4세대 무선통신 네트워크는 미래 무선랜보다 이동성을 더 강화하고 가청범위를 넓힐 수 있다. 하지만 전송속도가 100Mbps 되는 무선통신 네트워크는 이동통신 환경보다 고정통신 환경에서 더 많이 적용할 수 있다. 2Mbps의 전송속도 가지고는 대형 고정 스크린에 고화질의 비디오를 표시하기에 적합하지 않음에도 불구하고 그동안 3세대 네트워크 서비스 업체들은 2Mbps면 충분하다고 주장해 왔다. 기술연구원들은 4세대 무선통신기술을 비디오 이외의 다른 분야에 적용할 수 있는 명확한 방안을 제시하지 않고 있어 4세대 무선통신기술의 채용이 활성화되지 않고 있다.
일반적으로 무선통신 네트워크가 발전하면 용량증대에 대한 수요도 높아진다. 현재 3세대 무선통신 네트워크는 사용자 중 10%만이 2Mbps 서비스를 사용하고 있어 이 서비스의 최대 사용시간에 이르기 훨씬 이전에 용량이 한계에 이를 가능성이 있다. 따라서 음성 이동통신서비스의 수요와 1Mbps 전송속도의 데이터 서비스에 대한 수요를 충족시키기 위해서라도 오는 2010년에 가면 4세대 무선통신기술이 필요할 것으로 보인다.
3세대 이동통신기술이 아직 유아기에 있는데 관련업계와 정부가 벌써 4세대 기술의 개발을 추진하는 이유는 과거 2세대 이동통신망이 전반적으로 구축되기도 전에 무선통신 용량에 대한 수요가 늘어날 것으로 예상하고 3세대 기술을 개발한 경우와 같다. 따라서 관련업체들은 앞으로 3세대 기술이 제공할 수 있는 것보다 더 많은 용량이 필요할 것으로 예상하고 4세대 기술을 개발해야 한다는 것이다.
그러나 또 다른 관점은 4세대 무선통신 기술은 현재 3세대 기술이 안고 있는 문제를 해결해 줄 수 있을 것이라는 것이다. 3세대 무선통신 네트워크를 구축하는데는 여러 가지 기술적 및 사업적인 어려움이 있고 인프라 구축비용이 많이 들어간다는 문제가 있다. 일본의 NTT도코모는 작년 중순부터 올해 중순까지 3세대 광대역 코드분할다중접속(WCDMA) 상용서비스를 중단했다.
유럽의 통신서비스 업체들은 3세대 무선통신 서비스체제 구축을 오는 2003년 또는 2004년으로 미뤘다. 이 서비스 체제를 구축하는데는 셀의 설치, 휴대단말기의 개발, 단말기의 높은 가격 등의 문제점이 있기 때문이다.
더구나 고객들은 이동통신업체들이 3세대 기술로 제공하려고 하는 서비스와 응용 프로그램을 필요로 하지 않는 것으로 나타나고 있다. 이미 3세대 네트워크를 사용하고 있는 사용자들은 단지 ‘데이터를 전송’하는 데 이를 이용하려고 하는 반면 네트워크 업체들은 부가가치 서비스를 제공하려 하고 있다. 3세대 기술에 이런 여러 가지 문제점이 있기 때문에 4세대 무선통신기술의 필요성이 높아지고 있다.
지금까지는 주로 아시아와 유럽업체들이 4세대 무선통신 기술을 개발해 왔으나 북미 업체들도 이들과의 경쟁에 뒤지지 않기 위해 4세대 기술을 적극 개발할 것으로 보인다. 하지만 미국의 경우는 주파수가 부족해 이 분야 시장에 적극 참여하는 데 지장을 받을 것이다. 현재 3세대 무선통신이 채널당 5㎒를 필요로 하는 데 비해 4세대 무선통신은 채널당 100㎒ 정도 되는 엄청난 무선주파수를 필요로 할 것이다. 또 네트워크업체와 정부는 4세대 무선통신에 필요한 충분한 대역폭을 확보하는 데 어려움을 겪게 될 것이다. 특히 북미에서는 통신서비스 업체들이 3세대 이동통신 대역폭조차도 더 많이 확보하려고 경쟁하고 있다. 이밖에 통신서비스업체들이 3세대 기술과 4세대 기술 사이의 간격을 어떻게 메우고 이들 두 기술 사이의 호환성을 어느 정도까지 이룰 것인가 하는 것도 어려운 과제다.
4세대 무선통신기술은 여러 가지 신호가 도시 건물이나 다른 주변 물체에서 반사돼 일어나는 다중방향 간섭문제를 해결해야 한다. 이런 형태의 외부 간섭은 100㎒ 속도로 데이터를 전송할 경우 데이터 품질을 크게 저하시킬 수 있다. 2세대나 3세대를 가릴 것 없이 이동통신서비스 업체들은 모두 감도의 약화, 난청지역, 신호 품질저하 등의 문제를 해결하려고 노력하고 있다. 이같은 상황에서 4세대 기술이 이런 문제들을 해결해줄 것인지 또는 높은 대역폭의 전송장치가 안전한 수준을 유지할 수 있을 것인지는 아직 불확실하다.
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