퀄콤의 EVDO

1996년 IS95A 방식으로 우리나라에서 최초로 상용 서비스가 이루어진 동기식 cdma 기술은 기본적으로 음성통신 위주로 시작되어 왔지만  90년대 중반 부터의 급격한 인터넷 보급은 고속 데이터 서비스로의 이동이 요구되었고 이에 대하여 퀄콤사는 cdma2000 방식의 기술을  제안하였다. 하지만 2000년 까지는 몇 년의 세월이 더 필요하였기에 과도기적인 기술이 요구되어 틈새 기술로서 IS95B 서비스가 탄생하게  되었다.
물론 IS95A 규격하에서도 음성 데이터 속도에 해당하는 14.4kbps 까지의 데이터 서비스가 가능하지만 기본적인 데이터 서비스를 위해서는  매우 미미한 속도이었습니다. 이에 IS95A 시스템의 소프트웨어 일부를 개조하여 중속의 데이터 서비스를 제공하고자 탄생한 시스템이 IS95B  시스템이다. IS95B 의 기본적 개념은 그림 1 에서 처럼 14.4kbps 에 해당하는 음성 채널 4개를 동시에 한 명의 데이터 통화자에게  병렬 묶음으로 할당하는 간단한 개념이다. 95B 데이터 통화자는 동시에 4개의 음성채널의 용량을 사용하게 되는 것이다. IS95B 시스템은  IS95A 로부터 기술적 진화가 거의 이루어지지 않은 방식이다. 또한 한명의 IS95B 데이터 통화자는 동시에 음성 4채널을 차지하게 되어  음성용량에 영향을 미칠 수 있게 된다. 따라서 통화량이 증가하는 busy hour 시간에는 음성에게 다 할당하고 남은 용량 만큼만 IS95B  데이터용으로 할당하게 되어 급격한 속도의 저하가 발생하게 된다.
어찌하든 IS95B 시스템은 과도기적인 방식이기에 많은 사업자들의 관심을 끌지는 못하였고 국내에서는 후발주자인 PCS 사업자에 의하여 1999년  상용서비스가 이루어지었고 지금까지도 cdma2000 이 깔리지 않은 시골 지역 등에서 잘 사용되고 있다. (물론 사용자는 Fimm 을 눌렀을  때 cdma2000 으로 동작하는지 IS95B 로 동작하는지 잘 모를 수 밖에 없다 ^^)전세계적으로 IS95B 서비스는 몇몇 사업자에  의하여만 제공이 되었으며 구식인 IS95A 장비에 대한 신규수요가 없기에 더 이상 IS95B 서비스는 확대되지 않고 있다. 하지만 예전  기술 방식에 대한 호환성을 지원하여야 하기에 요즘 출시되는 모든 단말기들에서도 IS95B 기능 지원은 필수적으로 포함되어야 한다.
음성 통신을 주요 목적으로 하는 IS95A 규격상에서 특별한 기술에 의한 성능 개선 없이 음성채널 4개를 병렬로 묶어 중속 데이터 서비스를  제공하는 방식이 IS95B 라 한다면 cdma2000 은 무선기술의 상당부분을 개선하여 중속 또는 고속 데이터 서비스를 위한 통화용량 문제를  근본적으로 개선하고 고속 데이터 전용채널을 신설하여 고속 데이터 통신을 구현하는 방식이다.
cdma2000 이 출시 되기 전에는 1Mbps 이상의 고속을 표방하였지만 실제 상용화 되었을 때에는 153kbps 정도의 최고속도로서  고객들의 기대에 크게 못 미치는 속도이다. 하지만 cdma2000 의 근본 목적은 음성이 먼저이고 데이터는 두번째 이었기에 음성 용량을  1.7배 이상 증대시킨 것 만으로도 충분히 성공적인 시스템으로 평가 받게 된다.
흔히 이동통신 세대를 분류할 때 cdma2000 부터를 3세대로 분류하고 있으며 2세대와 틈세에 끼인 IS95B 는 2.5세대로 분류하고  있다.


IS95A, IS95B, cdma2000 의 데이터 전송구조

  


  동기식 cdma 기술의 발전 단계와 데이터 전송속도



음성과 데이터, 차이 혹은 다름??

음성 서비스와 데이터 서비스간에는 어떤 차이가 있는 걸까.. 아니 본질적으로 다른 걸까? 결론부터 이야기 하자면 본질적으로 확연히 다른  특징을 나타낸다.
첫번째로 에러에 대한 민감도 이다. 음성은 에러에 대하여 매우 둔감하다. 짧은 시간 동안의 음성이 손실되었다고 못 알아 듣는 것은 아니기  때문이다. 하지만 데이터는 에러에 대하여 매우 민감한 특징을 나타낸다. 경우에 따라서는 수백 비트 중 한 비트가 깨졌는데 그 한 비트가  전체의 성질을 결정 짓는 중요한 비트일 수도 있기 때문이다.
두번째로 시간지연에 대한 민감도 이다. 음성은 지금 당장이 아니면 안 된다. 데이터처럼 에러가 발생하였다고 재전송을 요구할 수도 없다.  음성 서비스의 핵심은 실시간성의 보장이다.
세번째로 요구되는 것은 에너지의 크기이다. 음성은 데이터 속도가 낮아 작은 에너지가 요구되지만 고속 데이터는 속도에 따라 음성 대비 5배~10배  이상의 에너지가 요구된다.
네번째는 우선 순위이다. 음성과 데이터가 혼재된 시스템에서는 무조건 음성이 우선되어야 한다. 음성에게 할당하고 남은 에너지로서 데이터 서비스를  수행하게 된다. 일반적으로 음성은 필요하면 기지국 출력을 다 사용할 수 있지만 데이터는 기지국 출력이 남아 있더라도 음성서비스를 위하여  어느 이상의 출력을 사용하지 못하도록 제한하여 운용을 한다. 그러다 보니 음성통화량이 증가하는 시간대에는 데이터 속도가 급격히 떨어지게  되는 것 이다.



  음성과 데이터 서비스의 차이점



퀄콤의 EVDO 탄생

앞에서 설명하였듯이 음성과 데이터는 어찌보면 공존하기 힘든 확연히 다른 특징을 갖고 있다. 그러다 보니 음성과 데이터가 공존하는 cdma2000  에서 데이터 서비스가 음성에 치여 제대로 성능을 발휘하지 못하는 것은 어찌보면 당연한 결과인지도 모르겠다.
분명 데이터 서비스 관점으로 보면 cdma2000 시스템은 그리 효율적이지 못한 시스템으로 평가가 된다. 하지만 음성 서비스에 관한 한  cdma2000 은 기존 IS95A 장비에 비하여 통화용량을 1.7배 정도 올려준 매우 성공적인 시스템이다. 즉 같은 값으로 구입한 장비로  1.7배의 통화 매출을 올릴 수 있으니 사업자 입장에서는 분명 매력적인 시스템이다. 결론적으로 음성 서비스는 성공적이지만 데이터 서비스는  그리 효율적이지 못한 시스템으로 평가가 된다.
그러하기에 음성과 데이터를 분리하여야 할 필요가 발생하게 된다. 누가 남고 누가 분가하여 나가면 될까? 당연히 불만이 많은 데이터가 분가하여  나가게 되어 데이터만의 시스템을 구축하게 된다. 이것이 동기식에서의 Evolution of Data Only 시스템인 EVDO 가 된다.  즉 음성은 문제가 없으니 데이터만 분리하여 음성 서비스 눈치보지 않고 데이터 특징만을 만족시켜 주도록 시스템을 구성하면 된다.
EVDO 는 data only 이기에 실시간성에 대하여는 많은 여유로움이 생겨 시스템이 무척 간단하여지고 효율성이 증가하여 전파상태가 좋을  때 최고속도 2.4Mbps 를 나타내게 된다. 시스템 구성도 cdma2000 과는 완전히 다른 구조를 갖게 된다. 더 이상 cdma 구조가  아닌 TDM 시분활 구조를 갖게 된다. 차량에 비교하면 너무도 간단하여 고장 날 구석이 별로 없었던 프라이드를 연상하면 된다.
그렇다고 하여 EVDO 가 항상 좋은 것 만은 아니다. EVDO 는 data only 시스템이기에 음성 서비스를 위하여는 당연히 cdma2000  기지국이 동시에 요구된다. 즉 서비스 초기부터 두 종류의 기지국 장비를 구입하여 설치하여야 하고 주파수도 2개가 필요하게 된다. 물론 데이터  서비스만을 하는 경우라면 예외 이겠지만 그러한 사업자는 매우 드물다(전세계적으로 아직 없다).
EVDO 를 도입하기 위하여는 사업 초기부터 두 종류의 기지국 구입과 두 개의 주파수 운용이 요구된다. 하지만 중소 규모의 이동통신 사업자라면  이는 매우 큰 부담이다. 수익성이 보장되지 않는 사업 초기부터 두 종류의 기지국에 투자하는 것에 부담을 느낄 수 밖에 없다. 물론 SKT,  KTF 또는 일본의 KDDI, 미국의 스프린트와 같은 큰 규모의 사업자라면 문제가 없겠지만.
아래 그림 3 은 cdma2000 과 EVDO 동시 투자에 따른 어려움을 보이고 있다. cdma2000 이야 음성과 데이터를 혼재시켜 음성  서비스를 위주로 진행하기에 데이터에 대한 수요 예측이 잘못된다 하더라도 음성서비스로 용량을 이용하면 된다. 하지만 EVDO 의 경우 수요예측이  잘못된 지역이거나 데이터 서비스 수요가 별로 없는 시골지역의 EVDO 기지국은 장비 투자에 대한 감가상각은 고사하고 전기료 벌기도 벅찰  수가 있다. 즉 데이터와 음성을 분리하는 것이 안좋을 수도 있는 경우이다.
다음 시간에는 EVDO 에 대응하다 꽃도 피워보지 못하고 시든 대한민국의 EVDV 기술에 대하여 이야기 하도록 하겠다.


  음성과 데이터 서비스가 합쳐진 경우와 분리된 경우의 기지국