February 2004

Portable internetPortable internet ::Bridging of 4G Mobile NetworkBridging of 4G Mobile Network

Wonsuk ChungNetwork R&D CenterSK Telecom

ContentsContents

11

Pi Service and Business

Pi Standardization

SKT Pi Field Trial

SKT Pi Service Demonstration

Conclusion

22

Service Positioning of Pi(Portable internet)Service Positioning of Pi(Portable internet)

Mobility

Nationwide

Suburban

Cities

Hot Spot

Office/Home

Stationary

Data rate(Mbps)

2G(Cellular

PCS)

3G(EV-DO/WCDMA)

DSL

WLAN

Portableinternet

0.1 1.0 10 100

Mob

ileN

omad

icSt

atio

nary

Portableinternet

이동성

보장

높은전송속도

저렴한 요금

정지 및 이동 중에서도 어디서나 고속으로 휴대형 단말기(Handset, PDA, Notebook 등)를

이용하여 무선으로 인터넷을 이용할 수 있는 서비스

33

IS-95A/B 802.11b

EV-DO / WCDMA 802.11g

HSDPA 802.11a/HiperLAN2Multi AccessLow Cost High Speed Mobile Internet

(11Mbps)

(2~2.4Mbps) (54Mbps)

(54Mbps)(5~10Mbps)

CellularCellular WLANWLAN

PiPiPiEnhancingData rate

EnhancingMobility

IMT-2000(e.g., WCDMA, cdma2000 1x EV-DO/DV)

Low Tier (Wireless LAN)(e.g., 802.11b/a)

Medium Tier(Pi)

All-IP basedCore Network

Internet/IntranetWorld

IP based RAN(Radio Access network)

TelecommunicationsWorld

50~100 Mbps High-speed Mobile Internet

High Tier(Cellular)

Pi Service ConceptPi Service Concept

44

Pi isPi is

고품질 스트리밍 /

멀티미디어

음성 데이터 이미지/그래

픽

동영상 Data rate

44GG

2G/2.5G

3G

MobileMobileAccessAccess

FixedFixedWirelessWirelessAccessAccess

19951995년년 20002000년년 20052005년년 20102010년년

Cellular/PCS

WCDMA

2.4GHzWLAN

PiPi

5GHzWLAN

EvDo

정지

보행

고속

중속

Mobility

a Broadband Wireless/Wired Convergence NetworkIP/Cellular Converged Technologya Pre 4G Network

5555

Communication Entertainment

Commerce & Finance

• Instant Messaging 서비스

• 동호회 서비스

• 화상 채팅 및 게시판

• 화상 통화 서비스

• VoIP를 활용한 음성 통화 서비스

• 대용량 VoD, MoD, AoD

• 실시간 Streaming 방송

• 3D Network Game

• Multimedia Messaging

• Web Browsing

• File Downloading

• 양방향 뉴스 및 정보

• 원격 교육/의료

• Home Networking

• m-Commerce

• Mobile Banking, Trading

• Interactive Advertisement

• 물류, 금융 등 전문 서비스

• Biz Solution 및 결제

Home ServerPCTV냉장고세탁기…

가전기기조명방범온도습도

가정관리

…User

휴대인터넷

Information

휴대 인터넷의 주요 서비스는 기존 이동전화와 차별화된 고속의 전송속도와 저렴한 요금을 기반으로

대용량 동영상, 3D게임, 인터넷 접속, Multimedia Messaging, m-Commerce 등의 서비스가 될 것임

PI Services PI Services

66

유선전화

휴대전화

Successful !

Successful !

Successful !

May be Successful !

인터넷

휴대인터넷

정지 및 이동 중에서도 어디서나 고속으로 무선인터넷 접속이 가능한 휴대

인터넷

이동성 보장(Handoff 제

공)

가입자당 수백Kbps 정도

전송속도 제공

IP(Internet Protocol)기반 Network

광범위한망구축

Market, to SKT

“ I’d like to use high speed internet in mobile environment, cheaply”

일반적인 정의(정통부 보도자료 ’02.10.31)

PI Biz ModelPI Biz Model

77

저렴한 요금

이동속도/커버리지이동 단말

전송속도/용량

저렴한 요금이 휴대인터넷사업의 관건

※ 현재는 무선인터넷 요금은 투자비를 고려

할 때 저렴한 정액요금 적용에 한계가 있음

고객별로 1Mbps의 안정적인 속도제공

현재의 스트리밍형 유무선인터넷 서비스 수용

이동전화형태의 단말기로 보급 필요

- 첨단 Mobile Device의 소형/경량화 추세(Handset,Handheld PC,Tablet PC,

PDA, Smart Phone 등)

이동전화수준의 이동성 및 커버리지 제공 필요

※ 투자비 절감 및 품질 강화 방안 필요

(중계기 및 WLAN활용방안 등)

•기존의 무선인터넷 보다 저렴하면서 무선랜 서비스의 이동성 제약을 넘어 Handset, PDA 등모바일 디바이스를 사용하여 고속 데이터서비스에 대한 Needs가 점차 증가하고 있음

- 현재의 무선인터넷은 전송속도 및 요금수준의 한계로 고속데이터 이용자의 기대수준에 미흡

2.3GHz대역을 효율적으로 활용하여 무선고속데이터에 대한 Unmet needs를 충족시키는 서비스 필요

시장

PI Biz ModelPI Biz Model

88

Pi Market ForecastPi Market Forecast

※ 서울/수도권 및 4대 도시(부산, 대구, 대전, 광주) 거주자 중 현재 유·무선 인터넷을 사용하는 1,500명 대상(16~49세) 면접 조사(2003.10)

이용 예상 서비스

게임 웹서핑

XoD 커뮤니케이션

금융서비스

커뮤니티

학습정보

위치정보

1245

1516

2828

0%

20%

40%단말 선호도

132562

0%50%

100%

무선인터넷무선인터넷 UserUser

가입 잘모름 가입안함

N:672

313039

일반일반 인터넷인터넷 UserUser

가입 잘모름 가입안함

N:828

0%50%

100%

101971

동영상무선인터넷동영상무선인터넷 UserUser

가입 잘모름 가입안함

N:50

0%50%

100%

214

84

WLAN UserWLAN User

가입 잘모름 가입안함

N:50

0%50%

100%

서비스 사용자별 가입의향휴대인터넷 서비스 수용도

49%

28% 23%

0

20

40

60

가입할 것임 잘 모르겠음 가입안함

N:1,500

vs

Smart Phone

PDAHandse

tNotebook

Handheld PC

Handset형

78%

Notebook형

22%:

9999

(단위 : 천명)

6,732

3,633

11,40810,831

1,525

9,401

11,685 11,70811,614

8,150

4,322

10,51010,409

9,935

1,311

10,531 10,536 10,537

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

SKT 조사(’03.10)

KISDI 조사(’02.12)

1,000

5,000

10,000

Pi Market ForecastPi Market Forecast

1010

시범 서비스 제공 중(시드니)

상용 서비스 제공 예정(‘04.1Q)

시범 서비스 제공 중(시드니)

상용 서비스 제공 예정(‘04.1Q)

시범 서비스 제공 예정(동경지역) 시범 서비스 제공 예정(동경지역)

PBBA(호주)PBBA(호주)

DDI Pocket(일본)DDI Pocket(일본)

시범 서비스(노스캐롤라이나, ‘03.4Q)

상용서비스(‘04.1~9 예정)

시범 서비스(노스캐롤라이나, ‘03.4Q)

상용서비스(‘04.1~9 예정)

시범 서비스(인디애나폴리스, ’04.1Q)

전국 망 서비스 결정(’04.4Q)

시범 서비스(인디애나폴리스, ’04.1Q)

전국 망 서비스 결정(’04.4Q)

Nextel(미국)Nextel(미국)

Sprint(미국)Sprint(미국)

1.9GHz대역(IMT-2000 TDD)1.9GHz대역(IMT-2000 TDD)

1.9GHz대역(PHS)1.9GHz대역(PHS)

700MHz대역(iDEN) 700MHz대역(iDEN)

1.9GHz대역(PCS) 1.9GHz대역(PCS)

Service ProviderService Provider(Nation)(Nation) Service StatusService Status Frequency bandFrequency band

해외에서는 이동통신사업자를 중심으로 기술 및 사업성 검토

일부 지역을 대상으로 시범서비스 제공

결과에 따라 투자 확대 및 상용서비스 제공 고려 중

해외 사업자 현황해외 사업자 현황

1111

구 분

1단계

(‘05~ ’06)

2단계

(’07 ~’08)

서비스 지역

서울/수도권(’05)

광역시(’06)

81개시

서울/6대광역시증설

휴대인터넷망

도심지역 (Hot Area)

고속 데이터 서비스

기존 이동전화망

전국망 음성서비스,

중저속 데이타서비스

이동전화기지국

)AP

연동

In-Building

연동

PI Base Station

SK TelecomIP Based Network

WLAN

Role Out PlanRole Out Plan

무선인터넷의 수요, 국산 장비 개발시점 등을 고려하여 단계적으로 휴대인터넷망을 구축

초기에는 도심지역 위주로 WLAN과 연동하면서 점차적으로 서비스 커버리지 확대

동일 단말기로 이동전화망과 연동하여 고속 데이터와 중·저속 데이터 서비스 및

음성서비스를 끊김없이(Seamless) 제공

SKT PI Service Plan SKT PI Service Plan

1212

2.3GHz 휴대인터넷 Project Group (TTA PG05) 2.3GHz 휴대인터넷 Project Group (TTA PG05)

TTA PG05 휴대인터넷 표준 계획

’03.6 9 12 ’04.3 6 9 1210

TTA 휴대인터넷

표준위원회 구성주요파라미터

확정표준초안

완료 표준안 완료 표준확정

주요파라미터확정

3개월 지연

표준안완료 ?

Service & Network 실무반

- 서비스 및 네트워크 요구사항 기술보고서 작성중

- Network Reference Model 에서 VoIP/착신서비스 규격 포함 여부 논란

무선접속 실무반

- 무선접속 목표 요구사항 및 주요 파라미터 기술보고서 작성중

- Duplex 방식은 TDD로 확정, Multiple Access방식/채널대역폭은 미정

국제협력 실무반

- IEEE 802.16e에 보낼 Liason Statement 작성

IPR 실무반

- 합리적인 IPR Licensing 방안 협의

1313

2.3GHz 휴대인터넷 Project Group (TTA PG05) 2.3GHz 휴대인터넷 Project Group (TTA PG05) 무선접속 주요 Parameter 기 합의사항

− 다중화방식 : TDD

− 가입자당 전송속도

최대전송속도 상향 : 1Mbps 이상, 하향 : 3Mbps 이상

최소전송속도 상향 : 128Kbps 이상, 하향 : 512Kbps 이상

− 이동성 : 최대 이동속도 60km/h

− Coverage: picocell(100m), microcell(400m),macrocell(1km)

무선접속 주요 Parameter 미조정사항

− 채널 대역폭

안 대역폭 회사

1안 5MHz 배수데이콤,우리별,LGT,위모,LGE,쏠리테크,텔슨전자,텔레시스,한국Qualcomm,어레이콤(10개사)

2안 10MHz OnlyKTF,삼성,ETRI,SKT,이노에이스,포스데이타,SK텔레시스,이트로닉스,하나로,KT(10개사)

안 대역폭 회사

1안 OFDMASKT,삼성,ETRI,KTF,포스데이타,쏠리테크,하나로통신,KT,이노에이스,이트로닉스,SK텔레시스(11개사)

2안ALL-MA (OFDMA,MC-TDMA, MS-SCDMA포함)

우리별,LGT,데이콤,위모,텔슨전자,어레이콤,텔레시스,LGE,한국Qualcomm,에어텍시스템(10개사)

− 다중접속방식

1414

Evolution of IEEE 802.16Evolution of IEEE 802.16

1515

Key Issues of MBWA (IEEE 802.20)Key Issues of MBWA (IEEE 802.20)

Air interface

- Higher data rate : more than 10 times faster

- Robust transmission in higher frequencies

- Multiple access and duplex for asymmetry

- MAC for throughput and QoS

Network protocol

- Horizontal/Vertical handoff/Fast IP handoff

- Micro-mobility

- Quality of Service

- Security

Other issues

- Multiple Antenna

- RF for Multi-mode and Multi-band

1616

Desired Characteristics of IEEE 802.20 Air InterfaceDesired Characteristics of IEEE 802.20 Air Interface

1717

802.16/ 802.20/ 3G802.16/ 802.20/ 3G

1818

802.16/ 802.20/ 3G802.16/ 802.20/ 3G

1919

IP Network

HA

AAA Servers

Router

PDSN

PAR

H-Iub (new)

HPi-APHPi-AP

RouterHA

AAA

IP Network

Internet

IP Phone

PAR

H-Iub (new)

HPi-APHPi-AP

1 2 3 460D#

*

1B1C

A7 895 HPi-AT

1 2 3 460D#

*1

B1CA7 89

5

1 2 3 460D#

*

1B1C

A7 89 5 HPi-AT

1 2 3 460D#

*

1B1C A7 8

95

1 2 3 460

D#

*

1B1CA7 89

5 HPi-AT

1 2 3 460D#

*1 B1C A7 8

95

1 2 3 460D#

*

1B1CA7 8

95 HPi-AT

1 2 3 460

D#

*1B1CA7 89

5

H-Uu (new) H-Uu (new)

Mobile IP

Inter AP H/O

Inter PAR H/O

개요

- 무선LAN보다 셀크기가 크고(1Km 정도), 중저속(60km/h 이하)의 이동성을 지원하면서 3G 시스템과

연동되어 Seamless한 서비스를 제공할 수 있는 공중 초고속휴대인터넷 시스템

- 과제 향후 low-tier 4G 시스템으로 positioning하여 발전시킬 예정 (ITU-R Vision 그룹)- 출연금: 총 360억원(’03~’05, 매년 120억원씩 사업자/개발자로 구성된 ‘연구개발협의체’에서 출연)

추진현황

- 참여업체들의 의견 수렴, 시스템 규격을 정한 후 지속적인 시험검증 작업 통해 2005년 내 국산화 완료 방침

- TTA에서 6월 내로 2.3Ghz 휴대인터넷 프로젝트 그룹 결성, 표준화 작업 추진

HPi (Highspeed Portable internet)HPi (Highspeed Portable internet)

2020

10MHz10MHz

~ 1 Km, Link budget : ~ 150dB~ 1 Km, Link budget : ~ 150dB

34Mbps, 50Mbps( MIMO/Smart Antenna)34Mbps, 50Mbps( MIMO/Smart Antenna)

1Mbps1Mbps

OFDM / TDD/ OFDMAOFDM / TDD/ OFDMA

60km/h60km/h

~1~1

Channel BandwidthChannel Bandwidth

Cell CoverageCell Coverage

Max Data rateMax Data rate

Data rate per UserData rate per User

Duplex/Multiple AccessDuplex/Multiple Access

MobilityMobility

Frequency ReuseFrequency Reuse

Service Traffic TypeService Traffic Type Real time (MPEG), Non-real time (FTP)Best Effort(WWW) Packet ServiceReal time (MPEG), Non-real time (FTP)Best Effort(WWW) Packet Service

HPi Key ParametersHPi Key Parameters

2121

분당사옥

분당2

정자시험

수내시험

서현시험

1150m

1280m

1150m

1360m

810m

830m

FlarionBroadstormNaviniIPWireless

시험 기지국소시험 기지국소

시험망은 분당 연구원을 중심으로 총 5개 국소 13개 기지국으로 구성

Media Gateway를 통해 SKT MSC와 연동하여 CDMA/PSTN망과 Voice 서비스 연동

각종 Application 서버 및 각 시스템 운용/관리를 위한 AAA, DHCP, EMS 서버 연결

2222

대항목

Throughput시스템이 제공하는 최대 성능

소항목

Maximum Cell Throughput

설명

Average Cell Throughput 일반적 환경에서 평균적인 시스템 성능 및 효율

Data Rates

단말에게 제공 가능한 최대 속도Maximum User Data Rate

Average User Data Rate 단말에게 평균적으로 제공되는 속도

단말에게 보장될 수 있는 성능Minimum User Data Rate

End to End User Data Rate PI 단말 대 단말 통신 시 제공되는 속도

Mobility

Handoff 지역에서의 간섭(OFDM의 FA 재사용 율)Handoff Area Interference

Handoff Break Time Hard Handoff Delay 측정(RT* 데이터 적합성 여부)

이동 속도 별 시스템 성능 및 최고 지원 속도Supportable Speed

Coverage 시스템 지원 커버리지

다수 단말이 동시에 Handoff 시 시스템 성능Simultaneous Handoff Capability

ServiceSuitability

우선순위 설정, 서비스 차별화 설정 기능 제공 여부/성능Quality of Service, Grade of Service

VoIP* VoIP호 품질, 최대 가능 호, QoS 보장 여부

무선구간 데이터 전송 DelayLatency

다양한 인터넷 어플리케이션 적합성Internet Applications(Game, VoD*, Web)

System 기타 시스템 성능 및 특정 요소 기술 시험.Recovery, Battery, Smart Antenna, etc.

* RT : Real Time, VoIP : Voice over IP, VoD : Video on Demand

Test Items Test Items

2323

o 주파수효율 산식

용량 = 상향 용량 + 하향 용량

FDD: 용량 / (대역폭 * 2), TDD: 용량 / 대역폭

Duplex 방식Duplex 방식

Access 방식Access 방식

채널대역폭채널대역폭

용량/섹터(하향)용량/섹터(하향)

Access 특징Access 특징

용량/섹터(상향)용량/섹터(상향)

용량/섹터용량/섹터

주파수효율(bit/hz)

주파수효율(bit/hz)

TDDFDD

OFDMA OFDMA

flash-OFDM HPi BroadAir

OFDMA

i-BURST

TDD TDD

TDMA+SDMA

1.25 Mhz 10 Mhz 5 Mhz 5 Mhz

3.2 Mbps 24.8 Mbps 8 Mbps 13.4 Mbps

Freq Hopping MIMO Smart Antenna

HSDPA

FDD

TDM/CDM

5 Mhz

14 Mbps

950 Kbps 5.2 Mbps 512 Kbps 6.6 Mbps2Mbps

802.11a

TDD

CSMA/CA

20 Mhz

54 Mbps

Contention

16 Mbps

1.7 3 1.7 41.6 2.7

4.2 Mbps 30 Mbps 8.5 Mbps 20.0 Mbps 54 Mbps

1x EV-DO

FDD

TDMA/CDMA

1.25 Mhz

2.4 Mbps

192 Kbps

2.6 Mbps

1.0

802.11b

TDD

CSMA/CA

22 Mhz

11 Mbps

Contention

0.5

11 Mbps

Cellular PI WLAN

Ripwave

TDD

MC-SCDMA

5 Mhz

12 Mbps

Smart Antenna

4 Mbps

3.2

16.0 Mbps

주요 기술 비교주요 기술 비교

2424

EV-Do

SKT PI Service DemonstrationSKT PI Service Demonstration

f-OFDM 1BroadAir 1

Ripwave1 f-OFDM 2 BroadAir 2 Ripwave 2f-OFDM 3 Ripwave 3

분당사옥 기지국 분당 2 기지국 수내 기지국

BroadAir 3

HPi

AAA DHCP 서버

PI NetworkPI Network

※ HA : Home Agent(가입자 관리), AAA : Authentication Authorization Accounting(인증), DHCP : Dynamic Host Configuration Protocol(IP관리)FTP : File Transfer Protocol(파일 전송 프로토콜)

InternetSKT IP based Network

FTP서버 VoD서버CISCOSYSTEMS

HA 게임서버

WCDMA

WLAN

EV-Do

PI 시험망은 휴대인터넷 주요 후보 기술들의 시험기지국을 분당 R&D Center 주위에 개설하고,

셀룰러망(WDCMA,EV-DO)/WLAN과 연동하여 구성

2525

서비스제공

CP 서버

인터넷

휴대인터넷

기지국

이동전화

연동

CellPlanning시스템

핸드오프

Home

Network

Multicast

WebBrowsing

/VoD

전송속도

HPi시스템

WLAN

연동

온라인

게임

차량으로 이동하여 기지국간

핸드오프 시연

시연회장 내에서 EV-DO망과

연동 시연

시연회장 내에서 WLAN망과

연동 시연

장비 전시 및 설명

당사 독자 개발 시스템

FTP로 파일 다운로드

인터넷 접속/검색 및

VOD/MOD 시연

실시간 Network Game 시연

4대의 노트북으로 동일한

컨텐츠 동시 전송 시연

댁내 영상정보로 감시 및

제어서비스,방문자 응대

SKT PI Service DemonstrationSKT PI Service Demonstration

2626

이동루트

기지국

핸드오프지역

커버리지디지털온도조절기

Home Server

에어컨

가스밸브

조명조절기도어폰

Mobile Internet관리서버

IP InternetSK Telecom

IP Based Network

휴대인터넷기지국

가입자 등록기AP

감시카메라

EV-DO기지국

Home Network 시연

이동전화 연동 시연WLAN 연동 시연

가입자가 한 기지국 서비스권에서 다른 기지국으로 이동할 경우,

서비스를 유지한 채 전환함으로서 지속적인 데이터 서비스 이용

Home Network / Home Network / 연동연동 시연시연 Handoff Handoff 시연시연

SKT PI Service DemonstrationSKT PI Service Demonstration

2727

ConclusionConclusion

Pi 는 유선과 무선, IP와 Cellular, 인터넷과 이동통신의 Convergence 기술로새로운 가치 창출 가능Pi 는 유선과 무선, IP와 Cellular, 인터넷과 이동통신의 Convergence 기술로새로운 가치 창출 가능

Convergence에 따라 각 산업의 가치사슬 간의 융합화와 복합화를 발생시키고이에 따라 새로운 가치사슬 구조가 구축됨

Convergence에 따라 각 산업의 가치사슬 간의 융합화와 복합화를 발생시키고이에 따라 새로운 가치사슬 구조가 구축됨

2222

Industry B

Industry B

Industry C

Industry C

Industry A

Industry A

Industry A’

Industry A’