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LTE – WiFi Aggregation 기술 분석
Analysis of LTE – WiFi Aggregation Technologies
March 11, 2016 | By Netmanias (tech@netmanias.com)
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2014년 말, LTE in Unlicensed (LTE-U)를 둘러싼 LTE 진영과 WiFi 진영의 debate와 통신사업자들의 시각에 대해 포스팅한 이후, 통신사업자들의 비면허 대역 활용은 많은 진전이 있어 왔다. 본 리포트에서는 대표적인 LTE-WiFi 결합 기술인 LTE-U/LAA, LWA, MPTCP Proxy를 대상으로 현재 기술동향을 분석하고 향후 발전방향을 파악해본다. 

 

 

 

 

목차

1    INTRODUCTION
2    CURRENT TRENDS IN LTE - WIFI AGGREGATION
      2.1    3GPP-BASED LTE - WIFI AGGREGATION
              2.1.1    LTE in Unlicensed/LTE Assisted Access (LTE-U/LAA)

              2.1.2    LTE - WiFi Link Aggregation (LWA)
      2.2    IETF-BASED LTE - WIFI AGGREGATIONG

              2.2.1    MPTCP Proxy
3    SUMMARY AND FUTURE TRENDS

 

 

1. INTRODUCTION
 

2014년 말, Netmanias는 한국에서 LTE in Unlicensed (LTE-U)를 둘러싼 LTE 진영과 WiFi 진영의 debate와 통신사업자들의 시각에 대해 포스팅한 적이 있다. 이후 일 년여 시간이 지나면서 통신사업자들의 비면허 대역 활용은 많은 진전이 있어 왔다. 작년에는 LTE-U Forum이 LTE-U 규격을 release하였고, 올해에는 3GPP에서 Licensed Assisted Access (LAA)와 LTE-WiFi Link Aggregation (LWA) 규격이 release 될 예정이며 LTE-U/LAA/LWA 상용 서비스가 개시될 전망이다.


대부분의 스마트폰이 cellular와 WiFi 모뎀을 동시에 탑재하면서, 스마트폰의 확산과 모바일 트래픽의 급증은 한편으로는 WiFi 사용자의 확산과 WiFi 트래픽의 급증을 의미한다. 고화질 비디오 컨텐츠를 즐기려는 사용자들의 강한 욕구로 모바일 사업자뿐 아니라 WiFi 서비스 제공자도 사용자 속도 증가와 사용자 체감품질 (QoE) 향상이라는 공동 목표를 갖게 된다.
모바일 사업자들이 가용 주파수 부족과 과도한 면허 사용료 (license fee) 부담을 겪으면서 스몰 셀을 이용한 용량 증가를 꾀하고 있으나 이 또한 간섭 제어와 이동성 제어라는 비싼 비용이 요구된다. 이에 모바일 사업자들에게 보다 경제적으로 가용 주파수 폭을 넓힐 수 있는 기술이 절실하다.


WiFi 트래픽 증가와 더불어 WiFi AP 확산도 가속화되어 도심에서는 손쉽게 WiFi 이용이 가능해졌다. 최근 WiFi AP들은 Gbps급 고용량을 제공하지만, 채널을 공유하는 WiFi 채널 액세스 특성상 비디오 스트리밍의 품질을 보장하기 어렵고 short coverage로 인해 저속 이동에서도 품질 열화나 서비스 단절을 겪을 수 있다. 이에 WiFi 서비스 제공자들은 혼잡 및 이동 상황에서도 최소 품질과 서비스가 유지될 수 있는 방법이 필요하다.


3GPP는 LTE 단말이 WiFi로 접속하더라도 IP 이동성을 제공하기 위한 IP 레벨의 LTE-WLAN 통합 구조를 규정해왔는데, LTE 단말이 WiFi AP로 접속하더라도 LTE core 망으로 접속할 수 있도록 IP 연결성을 제공하는 것으로, 단말은 별도의 액세스 GW (ePDG, TWAG 등)로 접속하여 P-GW로 연결된다. 이러한 IP 연결성은 별도의 보안과 인증이 필요하므로 LTE core 망에 시그널링 부하를 증가시키고, 액세스 GW 도입 비용이 투자되어야 한다.


비교적 최근에는 다른 방식의 LTE-WiFi 결합 기술이 나타났다. 첫 번째는 radio link 레벨에서의 결합으로, 3GPP에서는 LAA와 LWA를 표준화 하고 있다. LTE 트래픽을 LTE 대역과 WiFi 대역으로 동시에 전달할 수 있으며, LTE-WiFi 통합 기능은 단말과 기지국에서 처리되므로 WiFi를 위한 별도의 액세스 GW가 필요하지 않다. 두 번째는 TCP 레벨에서의 결합으로, IETF에서는 MPTCP (Multipath TCP) Proxy 기반의 LTE-WiFi 통합에 대해 논의 중이다. 데이터를 나누어 LTE 망과 WiFi 망으로 동시에 전달할 수 있으며, LTE-WiFi 통합 기능은 단말과 MPTCP Proxy에서 처리되므로 별도의 망 장비가 필요하지 않다.


다양한 LTE-WiFi 결합 기술의 등장은 LTE와 WiFi가 이제 더 이상 단순한 보완 관계가 아니라 긴밀히 협력하는 관계로 전환해야 함을 의미한다. LTE 트래픽과 WiFi 트래픽이 동시에 증가하고 있으며, LTE는 용량과 속도 향상을 WiFi는 안정적인 서비스 품질을 얻을 수 있기 때문이다.


이 문서에서는 대표적인 LTE-WiFi 결합 기술인 LTE-U/LAA, LWA, MPTCP Proxy를 대상으로 현재 기술동향을 분석하고 향후 발전방향을 파악해본다.

 

 

 

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이상근 2016-03-17 16:09:50

상세하면서도 쉬운 설명에, 시기 적절한 분석 자료입니다. LTE-A Pro 이후 Sub 6 5G까지 진화의 과정에서 Unlicensed(WiFi) 대역의 활용이 중요한 열쇠가 될 것으로 생각합니다. 잘 보겠습니다.

김남훈 2018-07-12 14:15:46

좋은 자료네요 :)

김준호 2016-06-24 11:34:49

Fully agreed. This article is very helpful to understand the concepts. 

이동재 2016-03-23 08:26:28

다운로드가 안되네요.

넷매니아즈 2016-03-23 09:45:29

로그인 후 페이지 우측에 PDF 아이콘을 클릭하시면 다운로드가 됩니다. 크롬에서 확인해 본 바로는 정상적으로 다운로드가 되고 있습니다. 다른 브라우저 혹은 다른 장소에 PC를 이용해서 해 보시기 바랍니다.

Jys 2016-11-03 17:40:54

Aggreegation이 굉장히 중요한 역할을 하나요?

 

버너 2016-11-08 08:19:55

LTE, WiFi 와 같은 이종 형태의 무선을 결합하거나 Carrier Aggregation과 같은 서로 다른 LTE 대역을 Aggregation 하는 목적은

단말의 전송 대역폭을 올리는 것이기 때문에 서비스 품질 및 전송 성능을 높이는 데 있어서 중요하다고 할 수 있습니다. 

마이콜 2016-12-17 15:42:35

LWA 와 LWIP 에 대해서 사용자들의 집에 있는 Wi-Fi AP를 사용가능한지 궁금합니다.

 

LWA - eNB와 AP 사이에 Xw interface가 정의 되어있고, signaling messgae들이 있는 것으로 보아 일반 가정용 Wi-Fi AP는 사용불가

LWIP - eNB와 AP 사이에 정의된 interface 및 signaling message가 없는 것으로 보아, IPsec으로 eNB와 가정용 Wi-Fi AP 연결을 가능

 

저는 이렇게 생각을 해봤는데 맞을까요 ?

 

명세창 2018-06-18 11:59:19

FBE-based LBT에서 fixed frame period의 길이는 얼마정도인가요?

추가) Spec.을 확인해보니 제조사에서 해당 device의 fixed frame period가 얼마인지 알려주게끔 되어 있는 것 같군요..

그럼에도 불구하고 typical하게 혹은 특정 device의 fixed frame period가 얼마정도 되는지 궁금하네요 ㅎㅎ

 

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