초록 ▼

□ 핵심기술
LTE 소형 중계장치와 IEEE802.11b/g/n 및 5GHz IEEE802.11n/ac 기가급 무선랜 서비스를 동시에 지원하는 스마트 홈 게이트웨이 시스템 개발

□ 최종목표
◯ 10Gbps OLT 백본 시스템의 인터넷 트래픽과 LTE 기지국 트래픽을 Optical Overlay 기술로 통합한 신호를 기 구축된 광 전달망을 적용하여 가입자 단까지 전송하고, 인빌딩 및 댁내에 설치되는 본 “스마트홈 G/W 시스템”을 통해 기가비트 유무선 인터넷 데이터와 LTE 중계 트래픽을 융합 서비스하는 기술을

□ 핵심기술
LTE 소형 중계장치와 IEEE802.11b/g/n 및 5GHz IEEE802.11n/ac 기가급 무선랜 서비스를 동시에 지원하는 스마트 홈 게이트웨이 시스템 개발

□ 최종목표
◯ 10Gbps OLT 백본 시스템의 인터넷 트래픽과 LTE 기지국 트래픽을 Optical Overlay 기술로 통합한 신호를 기 구축된 광 전달망을 적용하여 가입자 단까지 전송하고, 인빌딩 및 댁내에 설치되는 본 “스마트홈 G/W 시스템”을 통해 기가비트 유무선 인터넷 데이터와 LTE 중계 트래픽을 융합 서비스하는 기술을 개발하고자 함
◯ 댁내형 및 인빌딩 내 LTE 음영지역을 해결하고 무선통신 성능을 확보하기 위해 가격 경쟁력 있는 LTE 중계장치 개발이 요구되며, 업링크와 연동을 위해 광 신호로 접속하는 기가급 EPON 기반 ONT 모듈을 연동하고자 함
◯ 무선 데이터 통신을 위해 2.4GHz IEEE802.11b/g/n 및 5GHz IEEE802.11n/ac 기가급 무선랜 서비스를 동시에 지원하는 최종 LTE 중계장치 융합형 기가급 스마트 홈 게이트웨이 시스템 개발하는 것이 최종 목표임

□ 개발내용 및 결과
가. 1차년도
◯ 광 전달망 기반 LTE 중계기 융합형 스마트 홈 G/W 시스템 시제품 개발
• 2.4G IEEE802.11b/g/n 무선랜 모듈 시제품 개발
• 5G IEEE802.11ac/n 기가비트 무선랜 모듈 시제품 개발(2X2 MIMO)
• Giga급 EPON 기반 광 인터페이스 ONT 모듈 시제품 연동 구현
◯ 4G LTE 저가형 광 중계 모듈 시제품 개발
• 1.8G & 900MHz 멀티 대역 RF 연동 블록 개발
• 멀티밴드 디지털 로직 연동 블록 설계 및 개발
• 기본 기능 검증
◯ LTE 중계기 트래픽 송수신용 디지털 로직 FPGA 구현
• LTE 중계 트래픽 Framer VHDL 개발
• Framer Function 시뮬레이션 개발

나. 2차년도
◯ 광 전달망 기반 LTE 중계기 융합형 스마트 홈 G/W 시스템 실용제품 개발
• 2.4G IEEE802.11b/g/n 무선랜 모듈 실용화제품 개발
• 5G IEEE802.11ac/n 기가비트 무선랜 모듈 실용화제품 개발(4X4 MIMO)
• Giga급 EPON 기반 광 인터페이스 ONT 모듈 실상화제품 개발
◯ 4G LTE 저가형 광 중계 모듈 실용화제품 개발 및 상용망 연동 검증
• 1.8G & 900MHz 멀티 대역 RF 연동 성능 확보 및 상용망 연동 검증
• 상용망 검증 시험 결과 피드백 및 고도화 개발
◯ 개발제품 성능 공인인증기관 시험성적서 확보

□ 기술개발배경
가. 개발제품의 중요성
◯ 각 가정 및 사무실 등 실내 공간에서의 고정통신 서비스는 종류가 증가하면서 수요와 품질은 이동하면서 사용하는 이동통신 대비 더욱 빠르고 안정적인 속도를 요구하고 있으며 데이터 트래픽의 사용량 또한 전체 통신의 80% 이상을 차지하고 있음
◯ 특히 실내 방송까지도 IPTV와 같은 통신을 이용한 서비스가 공중파를 통한 직접 방송 서비스 대비 지속적으로 수요가 증가하고 있기 때문에 실내에서의 통신 서비스 품질은 더욱 안정적인 공급을 필요로 하고 있음
◯ 또한 WCDMA, LTE와 같은 이동통신 시스템은 이동하면서 사용하는 통신시스템 수준을 넘어 이동통신과 고정통신을 동시에 제공하는 종합 통신시스템으로 급부상하고 있으며, 일례로 가정에서도 대부분 이동통신을 이용한 통화가 증가하면서 유선전화의 수요가 급감하고 있고 PC를 이용한 인터넷 사용보다 휴대용단말기(스마트폰)를 이용한 인터넷 사용이 급증하고 있지만 기존 유선을 이용한 초고속 인터넷 서비스는 IPTV가 제공하는 초고화질(UHDTV) 서비스를 위해 더욱 빠르고 많은 데이터를 사용하고 있음
◯ 또한 다수의 장비들은 장비 수의 문제점, 장비 수의 증가에 따르는 다수의 배선으로 인한 문제점, 설치를 위한 건물의 손상 등 많은 문제점들이 발생하고 통신사업자들은 우수하고 안정적인 서비스 품질을 제공하면서 여러 가지 문제점들을 동시에 해결할 수 있는 새로운 기술과 제품을 요구하게 되었음
◯ 상기한 문제점들은 국내 일부 통신사업자 및 사용자뿐만 아니라 전세계 대부분 통신사업자 및 사용자가 고민하는 사항으로 통신서비스의 종류가 증가할수록 서비스를 제공하는 장비는 증가되고 문제점들 또한 더욱 증가하리라 예상됨
◯ 본 사업을 통해 개발되는 기술과 제품은 전 세계적으로 통신이 발전하면서 동시에 증가되는 문제점을 해결 가능한 해결책으로 파급효과 또한 급격하게 증가하리라 예상됨

나. 개발제품의 필요성
○ 통신 사업자 및 가입자 동시 만족할 수 있는 최적의 솔루션
• 댁내 가입자 입장 :
① 단일 플랫폼으로 기가비트 이더넷, 기가급 무선랜 및 LTE중계 기능을 동시에 지원하게 됨으로 스마트 기기 무선 데이터 성능 향상 및 LTE 음영지역 해결
② 댁내 통신 기기의 과다 설치로 인한 문제점 해결(무선랜AP, IP Settop Box, LTE 소형 중계기 등)
• 통신사업자 입장 :
① 기존 구축된 광 전달망 인프라를 최대한 활용하는 기술(시설비 최대 절감효과)
② 고객의 불만(VoC)는 통신사업자의 최우선 해결 과제인 바댁내 통신 기기들의 과다 설치로 인한 문제점 지속적 제기에 대한 해결 방안 제시
③ 데이터 요금제 출시로 가입자의 LTE 망 적용한 데이터 사용량 증대로 인해 수익성 확대 가능

□ 핵심기술개발의 의의
◯ 다수 4G LTE 펨토셀 구축에 의한 신호간섭문제와 통신품질저하 문제발생 및 경쟁력 있는 해결방안 제시함
• 4G LTE 데이터 및 통화품질 향상을 위해 음영지역을 중심으로 다수 설치한 인빌딩 및 댁내용 소형기지국(펨토셀)로 인해 역으로 펨토셀 간 및 매크로셀과의 신호간섭 문제가 발생함으로 통신서비스 품질저하 발생
• 이와 같은 신호간섭 문제를 해결하기 위해 통신사업자는 펨토셀 전용 교환장치를 설치해서 매크로 셀과 데이터 분리를 통해 신호간섭을 감소하는 방안을 사용하거나 한 개의 펨토셀에 최대 16개의 하위 기지국을 구축하여 한 개의 펨토셀로부터 단일 신호를 수신하는 형태로 신호간섭을 감소하는 방식을 사용하고 있음
• 상기 2가지 방식 공통적으로 대규모 장비 인프라 구축이 필요한 방안으로 가격경쟁력 있는 4G 소형 중계장치 구축 필요성 대두되었으며 이에 대한 해결 방안을 제시함
○ 기 구축된 광 전달망 EPON 및 UTP 망을 통한 가장 경쟁력 있은 LTE 중계기 융합형 스마트 홈 게이트웨이 시스템 제공함
• 홈 및 인빌딩 내 LTE 통신서비스 품질 향상을 위해 가격 경쟁력을 보유한 소형 중계기를 융합한 장치를 개발하여 구축함으로 펨토셀로 인한 신호간섭문제 방지 가능하며 이와 같은 장비를 통신사업자가 필수적으로 요구하고 있음
• Legacy 댁내 망에는 LTE 펨토셀, 무선랜 AP, 이더넷 스위치 등 별도의 장치가 구성되어 있는 바 이를 통합한 단일 플랫폼을 통한 LTE 중계기 융합형 스마트 홈 게이트웨이 시스템(LTE 중계기+ 기가비트 무선랜 AP + 기가비트 이더넷 스위치 + IPTV 연동)개발이 절실하게 필요한 상황이었으며 이에 대한 솔루션을 제공하게 됨

◯ 개발제품 주요 특징
• 광 전달망을 적용한 LTE 및 인터넷 신호 융합 : Optic Overlay
• LTE Down Link RF 단독 구조, RF Chipset을 이용한 저가형 LTE 중계기 RF 구조
• 범용 FPGA를 이용한 Digital 신호처리 기술 적용으로 저가형 LTE 중계기 신호처리 구조
• 3 Port 유선 인터넷 서비스 제공, IPTV Settop Box 연동을 적용하여 댁내 및 인빌딩 Home G/W 기능 제공
• 기존 시스템/기존 서비스 인프라 이용 가능
• 본 개발제품은 광 전달망을 통해 LTE 신호를 수신 후 수신된 데이터를 증폭해서 재 전송하는 소형 중계기를 내장한 제품으로 LTE 스마트 단말기로 수신되는 Macro 셀의 무선통신 데이터와 본 개발제품에서 제공되는 무선통신 데이터가 MIMO 기술을 통해 LTE 데이터 throughput를 증가하게 됨으로 성능을 확보하는 기술임

□ 적용분야
통신사업자 구축 광전달망을 적용한 댁내형 및 인빌딩형 LTE 중계장치 융합 스마트 홈 게이트웨이 장치

(출처 : 요약(초록) - 3. 기술개발 결과요약 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 지역특화(주력)산업육성 기술개발사업 보고서 요약(초록) ... 3
• 연구개발사업 주요 연구 성과 ... 16
• 목차 ... 19
• 제 1 장 서론 ... 20
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 20
• 제 2 절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 26
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 28
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 29
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 29
• 제 2 절 개발 내용 및 개발 범위 ... 33
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 39
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 39
• 1. 연구개발 추진 일정 및 실적 ... 39
• 2. 정량적 목표 개발 실적 ... 41
• 3. 연구개발결과 ... 42
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 78
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 계획 ... 79
• 별첨1 성과활용현황 및 계획 ... 87
• 별첨2 성실이행 서약서 ... 91
• 별첨3 자체보안관리진단표 ... 92
• 끝페이지 ... 93