수년 동안의 기대 뒤에 마침내 차세대 셀룰러 데이터 서비스가 전세계적으로 배치되고 있다. 미국에서는 AT&T 와이어리스, 싱귤러 와이어리스(Cingular Wireless) 및 T-모바일(구 보이스스트림) 등이 GPRS (General Packet Radio Service) 데이터 기술을 자신들의 GSM(Global System for Mobile Communications) 네트워크에 배치하고 있으며, 올텔(Alltel), 스프린트 PCS(Sprint PCS), U.S. 셀룰러(U.S. Cellular) 및 버라이존 와이어리스(Verizon Wireless)는 CDMA2000 1XRTT를 배치하고 있다. 이런 신규 서비스들은 원격 액세스 솔루션들을 위한 네트워킹의 선택범위를 크게 넓혀준다.
이 두 가지 IP 패킷 네트워킹 기술들은 모두 CDPD나 회선교환 데이터 서비스보다 막대한 속도 향상을 제공한다. 이것이 무선의 천국일까? 그렇기도 하고 아니기도 하다. GPRS와 1XRTT(one carrier radio-transmission technology)는 큰 진전이며, 방대한 범위의 신규 무선 애플리케이션을 지원하지만 성능 면에서는 광대역보다 다이얼업에 가까우며 능력을 충분히 발휘하는 데는 얼마간의 주의를 요한다. 특히, 작업처리속도, 대기시간, 보안, 이용요금, 서비스 지원범위, IP 주소 및 데이터 세션 관리, 그리고 인트라넷 상호접속을 고려할 필요가 있을 것이다.
라디오 채널만 이용
다른 모든 세부 사항에서는 차이가 나지만, GPRS와 1XRTT는 모두 패킷 교환식이며, 이것이야말로 앞선 기술들보다 가장 중요하게 개선된 점이다. GSM과 CDMA에서의 데이터 서비스는 회선 교환식이며, 모뎀 접속을 모방했었다. 패킷 교환식에서는 사용자의 모뎀(데이터 지원 모바일 전화나 PC 카드 모뎀, 혹은 모뎀이 통합된 PDA)이 패킷을 송수신할 때 라디오 채널만을 이용한다. 따라서, 패킷 교환식은 GSM이나 CDMA 회선 교환식의 데이터 서비스보다도 효율적으로 부족한 라디오 자원을 사용하며, 이론상으로는 사용자에게 언제나 켜져 있고 사실상 언제나 접속돼 있는 경험을 제공한다. 셀룰러 네트워크는 디지털이라고 하더라도 회선 교환식 음성 통신용으로 고안되었기 때문에, 패킷 교환식에서는 데이터 서비스용 인증, IP 어드레스 관리 및 네트워크 상호접속을 처리할 수 있는 새로운 인프라가 필요하다.
사용자나 IT 관리자에게, GPRS와 1XRTT는 매우 유사한 서비스, 다시 말해 모바일 단말기로 IP 패킷을 송수신하는 전송 수단을 제공한다. 패킷 데이터 서비스로의 연결은 기능적으로 ISP로의 연결과 동등하다. 연결은 노트북 컴퓨터와 같은 모바일 단말기에서 시작된다. 모바일 애플리케이션은 TCP/IP 프로토콜 스택과 인터페이싱하며, 이것은 또 무선 모뎀과 인터페이싱하고, 무선 모뎀은 컴퓨터나 데이터 지원 휴대폰 케이스안에 삽입되며, 시리얼 케이블, USB 케이블, 적외선 혹은 블루투스로 연결된다. 모뎀은 PPP 인터페이스나 NDIS 인터페이스를 제시해준다.
보통 마이크로소프트 윈도 환경에서 이더넷 장비에 의해 사용되는 NDIS는 보다 나은 플러그 앤 플레이 기능을 제공하며 보통 PC 카드 장비용으로 사용되고, PPP는 모바일 전화기와 같은 연결 장비용으로 적합하다. GPRS의 경우 PPP 접속은 장비에서 종료되며 1XRTT에서는 네트워크에서 종료된다. 이런 차이점은 자신의 인프라 내에서 CDMA가 IP 프로토콜을 더 많이 사용한다는 것을 보여주지만, 사용자에게는 거의 문제가 되지 않는다.
엔드유저는 결코 그 차이를 알지 못하겠지만 GPRS와 1XRTT는 무선에서 서로 다른 접근 방식을 이용하고 있다. GPRS는 GSM 시분할(time-division) 방안을 택하고 있으며, 여기서는 각각의 200KHz 라디오 채널이 8개의 시간 슬롯으로 나누어진다. 보통 하나의 타임 슬롯이 한 사람의 음성 사용자를 지원하지만, 패킷 데이터의 경우 GPRS는 최고 네 개의 시간 슬롯을 합쳐 약 40Kbps의 효과적인 작업처리량을 낼 수 있다.
이에 비해 1XRTT는 DSSS(Direct-Sequence Spread-Spectrum) 시스템으로 훨씬 넓은 1.25MHz 라디오 채널과 채널 지정을 위한 서로 다른 코드를 사용하고 있다. 이전의 CDMA 버전에 비해 1XRTT에서는 기본적인 음성 통화 채널 속도의 16배로 작동하는 고속 추가 채널을 도입시켰다. 이 기술은 144Kbps의 버스트 속도를 허용하며, 단 일반 사용자의 속도는 40~60Kbps 정도가 될 것이다. GPRS와 1XRTT 모두에서 매개 액세스 프로토콜은 어떤 사용자가 어떤 시간에 패킷을 보내게 되는지를 제어하며, 데이터 사용자는 다른 데이터 사용자 및 음성 사용자와 라디오 자원을 놓고 경쟁해야 한다.
운영자들은 데이터와 음성에 얼마만큼의 시스템 용량을 할당할지를 지정할 수 있다. 두 기술은 모두 데이터 용량 향상을 위해 유휴 음성 용량을 이용할 수 있으며, 그 역으로도 가능하다(음성 트래픽으로 바쁜 셀에서는 소량의 용량만이 데이터용으로 남겨진다).
대기시간 길어져
네트워크 활동을 직접 모니터링할 수 있고 즉각적으로 충돌을 감지할 수 있는 이더넷 네트워크 노드와 달리, 셀룰러 네트워크의 모바일 단말기는 서로는 안되고 기지국으로부터만, 그리고 기지국과만 소통한다. 이것은 네트워크가 모든 통신을 조정해야 하기 때문에 유선 네트워크에 비해 대기시간을 길어지게 하는 원인이 된다.
패킷 통신의 경우 데이터 패킷을 전송하는 메커니즘은 두 단계로 이루어진다. 첫째, 모바일 단말기가 제어 채널을 이용해 트래픽 채널을 요청한다. 제어 채널은 랜덤 액세스 채널이며, 다른 단말기들로부터 충돌이 발생할 수 있는데, 이런 경우 단말기는 요청을 반복해야 한다. 네트워크는 데이터 전송을 위한 트래픽 채널(GPRS의 경우 지정된 타임 슬롯이며 1XRTT의 경우 지정된 코드)을 할당함으로써 여기에 응답한다.
라디오 액세스 관리의 복잡성은 결과적으로 무선 네트워크의 대기시간을 유선 네트워크보다도 더 길게 만든다(0.5~1.5초의 왕복 시간이 보통). 특히 애플리케이션이 많은 메시지를 운반하는 경우처럼, 일부 애플리케이션들의 경우 대기시간은 작업처리속도보다도 더 느려질 수 있다. 지연은 또한 사용하기 좋은 애플리케이션의 종류를 제한할 수도 있다. 패킷화된 음성과 같은 일부 애플리케이션들은 지연에 매우 민감하다. 반면, 상호작동을 하지 않는 스트리밍 애플리케이션에서는 대기시간이 문제되지 않을 것이다.
GPRS와 1XRTT 모두에서, 네트워크는 기지국 컨트롤러에서 패킷 데이터를 회선 데이터에서 분리해서 이것을 별도의 패킷 인프라로 연결한다. GPRS에 있는 코어 패킷 노드는 사용자의 위치를 추적하는 SGSN(Serving GPRS Support Node)과, IP 어드레스 관리와 인터넷과 같은 외부 네트워크로의 게이트웨이를 처리하는 GGSN(Gateway GPRS Support Node)이다. 1XRTT의 경우, 코어 패킷 노드는 SGSN과 GGSN이 하는 것과 상당 부분 같은 기능을 수행하는 PDSN(Packet Data Serving Node)이다. 이 내부 아키텍처는 서버 측 접속이 전화 네트워크가 아니라 패킷 네트워크를 통해 이루어진다는 사실 외에 사용자에게 아무런 의미가 없다.
