Femto Cell 의 정의

Femto란 10^-15 의 매우 작은 단위를 나타낸다. Femto Cell이란 초소형/저전력 가정/사무실용 옥내 기지국을 의미한다. 피코셀(picocell)과도 동일한 의미로 사용되지만, 좀 더 기능이 진화된 의미로 사용이 되고 있다.

Femto Cell은 브로드밴드 라우터에 연결하는 소형 셀룰러 기지국으로 기존의 2G는 물론 3G의 음성 및 데이터를 DSL링크 등을 통해 이동통신사의 백본망으로 연결해 주는 역할을 한다.

Femto 기지국의 이점

최근 femtocell이 3G 보급을 촉진시키고, 옥내 커버리지를 넓히는 기폭제가 될 수 있다는 조사 보고서가 발표되어 주목을 끌고 있다. 2011년까지 전세계 Femto Cell 단말 사용자가 1억 200만 명으로 증가할 것이며 기지국인 AP의 설치도 3,200만 개에 달하는 것으로 전망했다. ABI Research의 스튜어트 칼로우 수석 애널리스트는 “기술적인 면에서 W-CDMA, HSDPA, EVDO와 같은 기술의 옥내 커버리지 강화는 서비스 제공에 있어 매우 중요한 역할을 한다”며 “IP 네트워크를 통해 트래픽을 라우팅함으로써 네트워크 품질과 수용력이 매우 강화됨과 동시에 이동통신사들이 백홀 전용회선에 투자하는 OPEX도 감소되어 전략적, 경제적인 관점에서도 커다란 혜택이 있다”고 말하였다.

Femto Cell은 커버리지를 강화할 수 있고, 음성서비스의 Quality를 높여줄 수 있으며, 이동통신사들이 Femto Cell을 이용, 데이터 서비스 제공을 통해 가입자들을 완전히 3G에 적응시킬 수 있을 것으로 예상하고 있다.

Femto BTS(Base Transceiver Station)는 다음과 같은 이점을 가지고 있다고 분석이 된다.

Ÿ Coverage Improvement

Ÿ Infrastructure cost decrease

Ÿ New service Offering

Ÿ FMC 가속화

다양한 네트워크 아키텍처

Femtocell 관련 다양한 네트워크 아키텍처가 고려되고 있다. 100만 개 이상의 Femto Cell을 관리하기 위해서는 Scalable System architecture가 필요하다. 고려되고 있는 다양한 Architecture의 예를 들어보면 다음과 같다.  

(출처: OVUM) 

<그림 1> A-bis/Iub interface를 통한 연결        

<그림 2> Concentrator을 이용한 연결

그림 1에서 보는 것과 같이, A-bis/Iub interface를 통해 연결을 하는 경우는 변형된 형태의 BSC/RNC(Base Station Controller/Radio Network Cntroller)를 통하여, Femto Celll 기지국을 관리하며, A-bis/Iub interface를 그대로 사용할 수 있는 장점이 있다.

그림 2는 Concentrator라는 제어국 역학을 하는 entity가 수천 개의 Femto Celll로부터의 트래픽을 처리하는 형태로 IP.access에서 개발한 모델이 이 아키텍처를 기반으로 하고 있다.  

(출처: OVUM)

<그림 3> UMA 적용      

<그림 4> SIP/IMS 기반

UMA(Unlicensed Mobile Access) 솔루션을 적용한 형태를 그림 3에서 보여주고 있다. UMA 클라이언트를 Femto Cell에 두고, UMA 아키텍처의 UNC(UMA Network Controller)를 이용하여 Femto Cell을 제어하는 형태이다. 이미 3GPP에서 UMA에 대한 규격화가 되어 있어 더욱 용이할 것으로 예상이 되고 있다. 그림 4는 SIP/IMS 기반의 아키텍처인데 이는 Femto Cell을 코아망으로 통합하기 위해 IMS 아키텍처를 사용하는 형태로 SIP가 Femto Cell이 SIP 서버와 통신할 수 있도록 한다고 간주한다. 3Way Networks와 Ubiquisys의 Femto Cell product에서 이런 아키텍처를 지원하고 있다.

3GPP/3GPP2 표준화

현재 Femto Cell 솔루션을 지원하는 표준화 규격은 없다. 그리고 이동통신 사업자들은 3절의 4가지 형태 중의 하나를 특정한 vendor를 통하여 개발을 할 것으로 예상이 되는데, 이는 다양한 형태의 상업적인 Femto Cell 솔루션을 양산하는 결과를 가져올 것이다.

그래서 최근에 표준화가 이슈가 되었으며, '07년 3월 3GPP RAN회의에서 사업자의 요구사항으로 Home eNodeB(3GPP에서의 Femto Cell을 지칭하는 용어) 기능 규격을 LTE 초기 버전에 포함하는 것이 올라왔다. 또한 Home eNodeB에 대한 연구 아이템(Study Item)이 시작되어 '07년 12월 완료 예정이며, LTE home eNodeB 규격은 LTE work item에서 진행이 되고 있다. 3GPP2의 경우는 '07년 5월 회의에서 Airvana, Sprint, Qualcomm, RIM, Kyocera, LG텔레콤 등의 찬성으로 “cdma2000 Air Interface Enhancements for Femto and Pico Cell Support”의 작업 아이템(Work Item)으로 제안되어 결정 예정이며,(선정을 위한 기간 후) Alcatel-Lucent의 Mike Dolan이 pico-femto cell requirement(S.P0126) 에디터로 선정되어, 6월 회의부터 요구사항에 대한 정리를 시작하였다, 요구사항이 정리되는 대로 본격적인 표준화가 진행될 것으로 예상이 된다.

결언

Femtocell BTS에 대한 기술은 다양한 형태의 아키텍처를 기반으로 진행이 되어 왔다. 얼마 전 표준화를 하기 위한 준비 과정이 끝나고, 본격적으로 표준화가 진행이 될 것으로 예상이 된다. 3GPP2의 경우 TSG-S WG1에서 관련 Stage1 document 문서 번호를 할당 받아(S.P0126), 6월 회의 때부터는 요구사항에 대한 표준화가 진행이 되고 있다. 6월 1일자 CNET News에 “10 things your phone will do in 10 years” 라는 제목으로 멀지 않은 미래의 휴대전화의 feature를 예측했는데 그 중의 하나로 Femto Cell이 포함이 될 정도로 멀지 않은 미래에 이동통신 서비스의 한 축을 그리게 될 서비스로 예측이 되고 있다. 서비스 사업자는 나름대로 서비스를 고려할 것이고, 시스템을 개발하는 개발업체에서는 국내만이 아니라, 해외 수출을 염두에 두지 않을 수가 없을 것이다.

국내 사업자들은 사업자의 요구사항을 규격에 반영하는 방향에서의 표준화 활동이 필요하며, 개발업체는 특허, IPR 측면에서의 접근이 필요할 것으로 예상된다.