WiMAX 펨토셀 개요

WiMAX SPWG(Service Provider Working Group)은 WiMAX 네트워크 및 무선 접속 기술을 네트워크 워킹 그룹, 기술 워킹 그룹 등 해당 워킹 그룹에서 세부적인 기술 규격을 개발하도록 요구사항/권고안을 작성하여 제공한다.

현재, SPWG에서 표준화를 추진하고 있는 Work Item은 펨토셀, CM API(Connection Manager Application Programming Interface), Network Management, Multi-hop Relay, IPv4/IPv6 Interworking & Migration 등이 있다.

펨토셀은 xDSL과 같이 통신 사업자의 초고속 회선에 직접 연결하여 사용되는 저출력의 소형 기지국(Access Point)으로 정의할 수 있으며, 서비스 반경은 30m 이내이고, 비허가 대역을 사용하는 무선랜과는 달리 허가 대역의 주파수를 사용한다.

WiMAX 펨토셀 표준화는 소규모 빌딩 및 가정 등 실내 환경에서 대용량의 서비스 제공을 위하여 2008년 1월 하와이 미팅에서 SPWG Work Item 2.0으로 처음 제안하였으며, 이후 컨퍼런스 콜을 통해 논의하여 3월 20일에 정식 Work Item으로 승인 받았다.

펨토셀 표준화의 목적은 펨토셀 환경에서 WiMAX 네트워크가 적절하게 동작하기 위해 요구되는 네트워크 및 무선 접속 기술 향상을 정의하고 이에 부합하는 시스템 요구사항을 정의하는 것이다.

WiMAX 펨토셀의 표준화 범위는 다음과 같다.

- WiMAX 펨토셀을 위한 서비스 사례(Use Case) 정의

- 펨토셀 시스템을 지원하기 위한 PHY, MAC, 네트워크 기능 (예: 보안, 서비스 프로비져닝, 네트워크 진입, 인증, 키 관리, 지역화, 핸드오버 등) 관련 단말, 기지국, ASN-GW 및 기타 네트워크 구성요소들에 대한 요구사항을 정의

- 펨토셀 도입에 필요한 관리 요구사항 (예: 자동화된 상호 간섭 관리, 설치 시 자동 PHY/MAC 구성 관리, 자동 주파수 구성, 무선 자원 관리 등) 정의

- Beamforming, MIMO와 같은 진보된 무선 접속 기술을 위한 요구사항 정의

- LBS(Location Based Service), MCBCS(Multicast and Broadcast Service), 긴급/재난 서비스 등과 같은 NWG Release 1.5 작업에 영향을 주는 시스템 요구사항 명시

- Femto 포럼, 3GPP, 3GPP2 또는 다른 표준 단체의 개발된 솔루션 검토

- WiMAX 매크로 네트워크 및 기존 단말과의 호환성 확보를 위해 필요한 요구사항 정의

- 펨토셀 기지국을 위한 RF 요구사항 및 펨토셀에서 사용되는 단말을 위한 특별한 RF 요구사항의 필요성 명시

- 규제 및 사생활을 고려해서 홈 NSP(Network Service Provider) 또는 이웃 NSP들로부터 전송되는 무선 및 위치 정보에 대한 요구사항 명시

- 외부 안테나의 위치 및 크기에 대한 제약 사항, 펨토 기지국의 물리적인 위치, 특화된 무선 커버리지 영역 등 사용자의 물리적인 위치에 따른 잠재적인 요구사항 명시

- 네트워크 탐색 및 선택 지원

- 백홀 서비스 사업자와 WiMAX 서비스 사업자가 다른 경우를 고려한 서비스 품질 성능에 대한 요구사항 명시

표준화 쟁점 및 표준화 진행 정도

펨토셀에 대한 정의, 표준화 범위 및 목표 등이 명시된 문서(Work Item Description)를 기반으로 요구사항 문서(Requirements for WiMAX Femto-cell Systems)를 작성하고 있다.

요구사항 문서에는 약어 및 정의, 서비스 사례 부분과, 성능, 핸드오버, 보안, 과금, 인프라 요구사항이 포함된 시스템 요구사항, 아이들(Idle) 모드 및 동기화 요구사항이 포함된 무선접속 요구사항, 그리고 네트워크 요구사항, 관리 요구사항, 단말 요구사항으로 구성되어 있다.

표준화 진행 정도는 현재 약어 및 정의, 서비스 사례, 보안 및 네트워크 요구사항 등 일부분이 작성된 초기 단계이다.

펨토셀을 활용한 서비스 모델을 보면, 미국 같이 다양한 서비스 사업자가 존재하는 시장에서는 펨토셀을 일반 사용자가 슈퍼마켓 등에서 직접 구매하여 사용자가 집에 설치하여 사용하는 형태를 고려하고 있는데, 이때 펨토셀을 연결해 주는 백홀은 WiMAX 사업자와 다른 서비스 사업자의 망을 고려하고 있으며, 우리 나라는 WiMAX 사업자와 백홀 사업자가 같은 경우를 고려하고 있다.

펨토셀에서는 펨토셀에 접속되는 사용자를 펨토셀을 구매한 개인 사용자로 보고 방문자의 접속을 제한하는 경우를 고려하고 있었는데, 적법한 WiMAX 사용자라면 누구라도 아무 제약 없이 펨토셀에 접속할 수 있는 공중 펨토셀에 대한 논의도 새롭게 시작하였다.

향후 추진계획 및 결언

SPWG에서는 펨토셀 요구사항에 대한 표준화를 8월까지 종료하여 포럼으로부터 9월에 최종 승인 받는 것을 목표로 진행하고 있다.

향후, 논의할 사항을 보면 핸드오버, Idle 모드에서의 동작, 동기화 및 상호 간섭 최소화, 자동 주파수 구성 요구사항 등 기술적인 이슈가 산적해 있다.

한편, TTA PG 702내 서비스 네트워크 실무반에서는 지난 해부터 펨토셀에 대한 표준화를 추진하여, 기술보고서 <휴대인터넷 서비스 및 네트워크 요구사항>에 펨토셀 요구사항을 추가하여 개정하였고. 현재 이를 바탕으로 핸드오버 기능, Idle 모드 기능, Self-Optimization & Auto-Configuration 기능 등에 대한 표준화를 추진하고 있다.

PG 702의 표준화는 WiMAX와 공조를 고려하면서 추진하고 있으므로 펨토셀의 국제 표준화를 위한 좋은 기회를 제공하고 있다.

WiMAX를 통한 다양한 솔루션 제공과 와이브로 활성화 및 국제 표준화 선도를 위하여 펨토셀 관련 아이디어 및 기술을 보유한 많은 엔지니어들의 의견이 TTA 실무반을 통해 우선적으로 논의되기를 희망한다.