정보통신공학과 통신학과, 정보처리기사 등 정보통신시스템 요약정리 98. 유선 및 무선 인터넷의 응용 시스템

98. 유선 및 무선 인터넷의 응용 시스템

 

가. 인터넷 전화(VoIP) 시스템
인터넷 전화(VoIP : Voice over IP)는 인터넷의 IP 계층을 사용하여 음성을 전송하
는 서비스로서 IP 전화(IP Telephony)라고도 하며, 유선 기반의 공중통신망(PSTN)
과 무선 기반의 이동통신망에 SIP(Session Initiation Protocol) 프로토콜을 이용하
여 연동한다. 인터넷 전화는 인터넷을 접속할 수 있는 모든 지점에서 자신의 착신번호
로 착신이 가능하여 이동성 확장이 좋으며, 통화지역에 제한이 없다. 그리고 음성 및
데이터 서비스가 모두 가능하기 때문에 PSTN에 비해 저렴한 요금으로 보다 다양한
부가 서비스가 가능하다. 여기서 SIP 프로토콜은 클라이언트들이 호출을 시작하면 서
버가 그 호출에 응답을 하는 클라이언트/서버 구조에 기반을 두고 있으며, 인터넷 멀
티미디어 회의와 인터넷 전화 등의 서비스를 지원한다.
기본적인 VoIP 네트워크의 구성은 [그림 8-28]과 같이 PSTN과 인터넷을 연결하는
게이트웨이(gateway), VoIP 관리 서버인 게이트키퍼(gatekeeper), 그리고 음성전화
서비스가 가능한 다양한 단말기들이 접속된다. 여기서 게이트웨이는 VoIP의 핵심장비
로서, 음성 게이트웨이(voice gateway), 트렁크 게이트웨이(trunk gateway) 또는 이
들을 통틀어서 미디어 게이트웨이(media gateway)라고도 불리며, 송신부와 수신부
로 구성된다. 송신부의 기능은 A/D 변환과 IP 패킷화 기능을 수행하며, 수신부의 기
능은 패킷의 재배열과 D/A 변환 기능을 수행한다. 그리고 게이트키퍼는 어드레싱, 단
말 및 게이트웨이의 권한 부여와 인증, 대역폭 관리 및 과금 등의 기능을 수행한다.

VoIP 네트워크의 구성

VoIP 네트워크를 구성하는 이들 장비 외에 기반설비로는 인터넷 사설교환기(IP-PBX
: Internet Protocol - Private Branch Exchange)와 라우터 등과 또한, 응용 소프트
웨어로서 음성 사서함(voice mail)과 통합 메시징(unified massaging) 등이 있다.
특히, 인터넷 사설교환기(IP-PBX)는 호처리 기능을 기반으로 해서 IP 전화와 음성
게이트웨이의 등록 등의 기능을 수행하며, VoIP 서비스를 사용하는 기업망에서 많이
사용하고 있는 장비이다. 일반적으로 전자식 사설교환기인 PABX(Private
Automatic Branch Exchange) 또는 EPABX(Electronic PABX)는 공중전화망
(PSTN)과 접속하여 기업이나 학교 등의 구내에서 음성전화 서비스를 주로 제공한다.
그러나 IP-PBX는 데이터 네트워크 즉, IP 네트워크를 통해 음성뿐만 아니라 동영상
까지 전달할 수 있으며, 음성 게이트웨이를 통해 공중전화망과 연동되어 집전화 또는
휴대폰을 통해서 전화가 가능하다. IP-PBX의 하드웨어는 기본적으로 서버이고, 소프
트웨어를 설치해서 PBX 기능을 수행한다. 즉, PABX/EPABX가 하드웨어 기반이라
면, IP-PBX는 소프트웨어 기반으로 동작을 수행하므로, 용량의 증설과 운용 및 유지
보수가 간편하다.
IP-PBX는 기존의 회선교환 방식이 아닌 IP 패킷 음성통화 네트워크의 핵심 장비
로서, IP 네트워크 통합으로 인한 솔루션이 제공되기 때문에 IP 기반 서비스 결합에
용이하고, 통신사업자들이 추진하고 있는 FMC(Fixed mobile Convergence) 시스템
구축에 효과적으로 사용될 수 있다.

인터넷 전화 서비스의 제공 형태

한편, 인터넷 전화 서비스는 [그림 8-29]와 같이 다양한 단말기를 사용하여 여러 유
형으로 이루어질 수 있는데, 특히 IP 전화 단말 상호간과 PC 단말 상호간의 통화는
PSTN을 경유하지 않고 인터넷을 통해 통신 ID 또는 IP 주소 등을 보유한 통신 요소
간의 서비스를 제공한다. 현재 PSTN에 접속된 일반 전화를 이용한 대부분의 국제전
화는 PSTN에 거의 근접한 음성 품질과 저렴한 이용요금 등의 장점으로 인터넷 전화
를 사용하고 있다.

나. 와이브로(WiBro) 시스템
와이브로는 휴대 인터넷이라고도 하며, 실내의 유선 초고속 인터넷을 휴대형 단말
기를 이용하여 실외의 정지 및 이동 환경에서도 끊김 없이 고속으로 인터넷에 접속하
여, 필요한 정보나 멀티미디어 콘텐츠를 이용할 수 있는 통신 서비스를 말한다. 와이
브로는 여러 측면에서 현재의 이동전화 서비스와 무선 LAN 서비스의 중간 영역에 속
한다. 즉, 이동전화의 낮은 속도와 높은 이용가격을 개선하고 이동성 기능을 반영하였
으며, 무선 LAN의 짧은 전파 전달거리와 낮은 이동성 기능을 개선하고 높은 전송속도
의 특성을 반영하였다. 이와 같은 와이브로의 서비스 범주는 [그림 8-30]과 같다.

와이브로의 서비스망 구조는 [그림 8-31]과 같다. 제어국(ACR : Access Control
Router)은 기지국(RAS : Radio Access Station)과 인터넷망 사이의 데이터를 전달
하는 라우터 기능 외에 와이브로 가입자의 인증 및 보안 기능 등을 수행한다. 기지국
은 단말기나 제어국(ACR) 사이에 존재하며, 단말기들로부터 무선 경로를 통해 데이터
를 수집하여 제어국으로 전송하고, 제어국으로부터의 데이터를 각 단말기로 분해하는
역할을 한다.

와이브로의 서비스망 구조

와이브로는 가입자당 5Mbps 정도의 전송 속도로 이동통신사의 무선 인터넷이나
3.5G HSDPA 보다 데이터 전송에 유리하다. 그리고 이동성 기능이 우수하고 저렴한
요금으로 다양한 콘텐츠를 사용할 수 있다. 와이브로의 진화 기술로서 WiBro
Evolution을 개발 중인데, <표 8-7>과 같이 고속 이동환경에서도 최대 400Mbps 속
도로 데이터를 전송할 수 있다.

 

<WiBro와 WiBro Evolution의 특징 비교>

구 분	WiBro	WiBro Evolution
표준	IEEE 802.16/16e (WiMAX Forum)	IEEE 802.16m (WiMAX Forum)
주파수 대역	8.75MHz	10/20MHz
이동 속도	120Km/h	350Km/h
셀 반경	1Km 이하	1∼3Km
최대 전송률	하향 : 37Mbps 이하 상향 : 10Mbps 이하	하향 : 149Mbps 이하 상향 : 43Mbps 이하
IP 프로토콜	IPv4	IPv4 또는 IPv6

한편, IEEE 802.16a는 고정형 무선 MAN으로 최대 75Mbps 속도까지 지원하며
전송 거리는 최대 50Km까지이다. IEEE 802.16e는 이동형 무선 MAN으로 최대 20Mbps까지 지원한다. 전송 거리는 1Km밖에 되지 않는 대신, 중계기간 끊김없는 연
결을 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 변두리
의 넓은 지역을 중심으로 초기 시장을 형성할 것으로 예상된다. 이동형 무선 MAN은
중계기 간 핸드오프 문제를 해결한 모바일 와이맥스(WiMAX) 기술이 2005년 12월
802.16e 표준으로 승격되면서 부각됐다. 모바일 와이맥스 기술의 대표적인 서비스가
바로 와이브로이며, 이는 이동 통신 서비스인 무선 WAN과 경쟁 관계에 있다.
이동형 무선 MAN 기술인 802.16e의 장점은 이동성을 지원한다는 점으로서, 기존
3G 네트워크를 사용하지 않더라도 기지국 간의 핸드오프가 가능하며, 또한 All-IP 기
반의 기술이라는 점이다. 3.5G 이동통신 기술인 HSDPA는 PSTN과 IP가 결합된 형
태이지만, 앞으로 4G로 발전해가면서 모든 통신 기술들이 All-IP 기반으로 변하는 추
세라는 점에서 802.16e는 기술 경쟁력 또한 갖추고 있다.
그리고, 와이브로의 4G 표준인 WiBro Evolution 즉, 와이맥스 Evo(WiMAX
Evolution)와 경쟁하게 될 대표적인 4G 경쟁 기술로는 IEEE 802.20의
MBWA(Mobile Broadband Wireless Access)와 GSM의 3G LTE 등이 있다.
MBWA는 3.5GHz 대역에서 무선 데이터 전송률을 1Mbps까지 끌어올려 주는 것이
특징이며, 인터넷 접속 시 유비쿼터스와 이동성을 보장할 수 있는 장점이 있다. 현재,
GSM 진영에서 밀고 있는 3G LTE는 전세계 이동통신 시장 80% 점유를 토대로 시작
하기 때문에 다른 4G 경쟁 기술보다 우위에 있다. 와이맥스 Evo는 삼성전자와 인텔이
주도하고 있으며, MBWA은 퀄컴이 이끌고 있다.