I-4. 셀룰러 이동통신 시스템의 구성

I-4. 셀룰러 이동통신 시스템의 구성

 

이동전화를 통한 음성 및 데이터 통신을 위해서는 많은 장비들이 관여하게 된다. 현재 주로 사용되고 있는 2세대 이동전화 시스템을 기준으로 셀룰러 이동통신 시스템의 구성에 대해 알아보기로 한다.

 

이동전화 시스템은 크게 세 부분으로 나눠 볼 수 있다. 첫 번째가 교환기이고 두 번째가 기지국, 세 번째가 단말기이다. 이동전화 시스템은 다른 네트워크(Network)들과 마찬가지로 계층적인 형태를 띄고 있으며 네트워크 내의 각 장비들이 수행하는 역할도 약간씩 다르다.

 

 
 
이동전화 시스템에는 네트워크 전체를 관할하는 OMC(Operation and Management Center, 망관리 센터)가 있고 서비스 지역내의 호 교환을 담당하는 MSC(Mobile Switching Center, 교환기)가 있다. MSC에는 여러 대의 BSC(Base Station Controller, 기지국 제어기)가 연결되어, 각 BSC에 연결된 다수의 BTS(Base Transceiver System, 기지국)를 관리하는 역할을 하게 된다. MSC는 우리가 통상 얘기하는 교환기이며 통화를 위한 모든 신호의 전송과 연결을 담당하는 장비이다. 또한 과금 시스템과 연결되어 과금 정보를 수집하는 역할도 하고 통화량을 관리하는 역할도 수행한다. BSC는 다수의 BTS를 관리하는 장비로, 핸드오프와 전력 제어 등을 수행한다. BTS가 바로 셀 하나를 커버하는 장비이다. 이동전화 시스템에서 실제 가입자의 단말기와 무선으로 통신하는 장비가 BTS이다.

 

BTS 한대는 다수 가입자의 통화를 처리할 수 있는데, BTS는 무선 송수신 장치와 안테나 등으로 구성된다. 우리가 거리에서 간혹 볼 수 있는 건물 위의 이동통신용 안테나들이 바로 이 BTS에 연결된다. 가입자가 상대방의 전화번호와 통화버튼을 누르게 되면, 호 설정을 요청하는 정보가 무선 채널을 통해 BTS로 전송된다. 이렇게 전송된 정보는 다시 BSC를 거쳐 MSC로 전달되고, MSC는 전화받을 사람을 찾아 채널을 설정하는 역할을 수행한다.

 

 

 

위 그림에서 HLR(Home Location Register)이란 것이 있는데, 이것은 가입자의 정보를 보관하는 DB(Data Base)이며 MSC와 연결된다. HLR은 가입자가 통화를 시도할 때 이 가입자가 유효한 가입자인지 아닌지, 어떤 서비스를 이용하고 있는지 또는 현재 어디에 위치하고 있는지 등의 정보를 제공하는 역할을 한다. 방문 가입자의 정보를 처리하기 위해 VLR(Visitor Location Register)이란 것이 있는데 통상 MSC내에 구현된다.

 

예를 들어 서울에 사는 A라는 가입자가 부산으로 출장가서 이동전화를 사용하는 경우를 가정하자. 만약 VLR이 없다면 A 가입자가 부산에 가서 이동전화 사용을 시도할 경우, 부산에 있는 MSC가 이 가입자가 유효한 가입자인지 아닌지를 통화를 시도할 때마다 서울에 있는 HLR로 계속 문의해야 할 것이다. VLR은 이러한 번거로움을 없애기 위해 서울에 있는 HLR의 정보를 부산 MSC내의 VLR로 잠시 옮겨 온다. 이제부터는 부산에서 A 가입자가 통화를 시도하면 서울로 문의할 필요없이 부산에 있는 MSC내에서 처리가 가능하게 된다. 그렇다면 A 가입자가 다시 부산에서 서울로 돌아오게 되면 어떻게 될까? 물론 서울에서 통화를 하게 되면 서울 HLR에 본인의 정보가 영구히 보관되어 있으므로 별 문제없이 통화는 가능하게 된다. 다만 A 가입자가 서울에 있다는 것을 부산의 VLR에게 통보하여 부산 VLR에 남아있던 A 가입자의 정보를 삭제하게 된다. 다시 한번 정리하면 HLR은 가입자의 정보를 영구히 보관하는 데이터베이스이고 VLR은 방문 가입자의 정보를 일시적으로 보관하는 데이터베이스이다.

 

위에서 설명한 네 가지 장비, 즉 MSC, BSC, BTS, HLR만 있으면 일단 기본적인 이동통신 시스템이 구성된다. 그렇다면 위의 그림에서 나머지 장비들(VMS, SMSC, CCBS, IWF 등)은 어떤 역할을 할까? VMS는 Voice Mailing System의 약자로 음성사서함 서비스를 위한 장비이며, SMS(Short Message Service Center)는 최근에 사용량이 폭발적으로 증가하고 있는 문자메시지 전송을 위한 장비이다.

IWF(Inter-Working Function)는 인터넷망과 연결되어 무선인터넷 서비스를 가능케 하는 장비이고, CCBS(Customer Care and Billing System)는 고객 관리와 과금(통화 요금을 부과하는 것)을 위한 장비이다.