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밀리미터파 상용화는 언제쯤...아직 도달 못한 ‘리얼 5G’

발행일시 : 2020-04-22 00:00

28Ghz 이상 밀리미터파(mmWave) 이용해야 제 속도
미 이통사 밀리미터파 통신, 기존 Sub-6 대비 최대 15배나 빨라

고속도로는 설이나 추석 연휴가 되면 일부 구간에서 교통정체가 이어지며 저속도로라는 오명을 뒤집어쓰기도 한다. 아무리 빠른 길이라도 이용량이 급증하면 소용이 없다.

최근 국내 5G 환경은 마치 저속도로와 비슷하다. 분명 이전 4세대 이동통신(4G)인 롱텀에볼루션(LTE)보다 더 빠르게 사용하도록 개발한 초고속 기술인데, 좁은 주파수 대역에서 혼잡하게 이용하다보니, ‘5세대(5G) 이동통신’이란 말이 무색할 정도로 기대이하의 품질을 경험하고 있는 것이다.

24GHz~100GHz 대역의 밀리미터파는 3GPP에서 5G 사용을 위해 국제적으로 협의한 새로운 주파수 대역폭이다. [사진=퀄컴] <24GHz~100GHz 대역의 밀리미터파는 3GPP에서 5G 사용을 위해 국제적으로 협의한 새로운 주파수 대역폭이다. [사진=퀄컴]>

무선 이동통신은 전파(Radio Wave)라는 한정된 자원을 사용한다. 트래픽이 몰리는 상황처럼 특정 시간대에 여러 사람이 동시에 사용한다면, 이 한정된 자원을 개인마다 잘게 나눠 써야 하는 것이다. 주파수 폭이 넓어야 이동통신 속도와 용량이 늘어나는 건 이런 이유에서다.

현재는 6GHz 이하 저주파 대역(Sub-6)의 한정된 자원을 4G와 5G가 나눠 쓰고 있고, 업계에서는 이를 두고 비단독모드(NSA)라고 부르고 있다. NSA 환경에서는 5G 이용 도중 사용할 주파수 자원이 부족해지면 그 즉시 LTE로 전환한다. 이런 상황은 특히 사용자들이 몰리는 공연장이나 대형 쇼핑몰 등 특정 실내 핫스팟에서 많이 발생한다. 사람이 적은 교외 일부 지역에서는 꾸준한 5G 사용이 가능하지만, 데이터가 몰리는 혼잡 상황에서는 LTE 의존도가 그만큼 높아지게 된다.

지금의 5G 혼잡도를 벗어나려면 아직 미사용중인 28GHz 이상의 밀리미터파를 활용하는 방안이 가장 효과적이라고 거론되고 있지만, 이를 위해서는 5G 기지국과 함께 기존 와이파이 망 설계만큼이나 촘촘한 밀리미터파 중계기를 곳곳에 구축하는 투자가 이뤄져야 한다.

퀄컴은 미국 샌디에이고에 위치한 본사 건물의 한 층에서 와이파이 액세스 포인트가 있는 지점에 5G 밀리미터파 용 스몰셀을 설치해 커버리지와 성능을 실험했고, 그 결과 다운링크 커버리지는 98%, 업링크는 99%, 평균 처리량은 5 Gbps까지 달성했다고 밝혔다. [사진=퀄컴] <퀄컴은 미국 샌디에이고에 위치한 본사 건물의 한 층에서 와이파이 액세스 포인트가 있는 지점에 5G 밀리미터파 용 스몰셀을 설치해 커버리지와 성능을 실험했고, 그 결과 다운링크 커버리지는 98%, 업링크는 99%, 평균 처리량은 5 Gbps까지 달성했다고 밝혔다. [사진=퀄컴]>

본래 밀리미터파는 인체나 사물에도 쉽게 반사되던 탓에 특히 실내에서의 이동통신에 부적합하다고 여겼던 자원이다. 그러나, 현대 통신기술은 이 같은 문제를 다수의 중계기를 실내 곳곳에 갖춰 사용자에게 전파를 정확히 유도하는 방식으로 해결했고, 이를 통해 이전까지 활용하지 못했던 방대한 대역폭의 전파 자원을 활용할 수 있게 됐다.

그동안 미개척영역이었던 밀리미터파의 방대한 대역폭은 실제 통신 속도 향상에도 큰 도움이 된다. 유력 통신 리서치 기관 중 하나인 시그널스리서치그룹(SRG)에서 진행한 연구 결과에 따르면, 밀리미터파가 Sub-6 보다 약 47% 정도 빠르다고 평가했다. 또, 최근 모바일 시장 분석 업체 오픈시그널에서 발표한 미국 내 이동통신사들의 밀리미터파와 Sub-6 속도를 비교한 자료에서는 그 차이가 최대 15배가량 벌어지기도 했다.

밀리미터파 대역을 사용하는 미국 버라이즌 망과 Sub-6 대역을 사용하는 티모바일은 평균 5G 내려받기 속도가 최대 15배가량 차이 났다. [자료=오픈시그널] <밀리미터파 대역을 사용하는 미국 버라이즌 망과 Sub-6 대역을 사용하는 티모바일은 평균 5G 내려받기 속도가 최대 15배가량 차이 났다. [자료=오픈시그널]>

이렇듯 빠른 속도향상을 볼 때 밀리미터파 상용화는 지금의 5G 품질 논란을 쉽게 잠재울 수 있을 것으로 기대된다. 하지만, 그보다 더 기대되는 것은 이를 통해 실현될 수 있는 다양한 서비스와 혁신적인 통신단말의 등장이다.

우선, 대형 경기장과 공연장 등에서 진행하는 생방송을 멀티뷰 화면으로 지연 없는 실시간 시청이 가능해지며, 원격 VR/AR 등 실감형 감상 콘텐츠를 즐길 수 있는 장소 또한 늘어나게 된다. 클라우드 기반 서비스 역시 지금 상상하는 것 이상의 다양한 형태로 발전할 가능성이 높다. 어쩌면, 현재 진행 중인 사회적 거리두기도 5G를 통한 가상의 만남과 원격제어가 대체할 수도 있다. 세계최초로 5G를 상용화한 국내에서 밀리미터파 상용화가 기다려지는 이유다.

개인이 이 같은 혁신 서비스를 누릴 수 있으려면 개인이 소지한 통신 단말의 역할 또한 중요하다. 사실 지금까지 개발된 수많은 5G 단말들은 밀리미터파 안테나를 이미 탑재하고 있다. 여기에는 최근 출시된 갤럭시 S20를 비롯해, 아직 미출시 상태의 세계 최초 5G 노트북 ‘레노버 요가 5G’도 포함되며, 앞으로는 더 현실적인 가상 만남을 위해 기존에 없던 웨어러블과 다양한 이기종 단말도 등장할 것으로 기대된다. 물론, 이러한 초고속 단말들이 제 성능을 발휘할 수 있으려면 우선 밀리미터파가 제공돼야 가능한 일이다.

한편, 국내에서는 28GHz 초고주파 대역을 올해 하반기 또는 내년 상반기 중에 제공할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 국내 통신업계는 최선을 다하고 있다고 호소하지만 밀리미터파 상용화를 선도하고 있는 미국에 비해서는 상대적으로 뒤처진 모습이다.

지난달 24일부터 30일까지 5G 관련 네이버 뉴스에 달린 댓글에서 가장 공감수를 많이 받은 댓글목록 [제공=비플라이소프트] <지난달 24일부터 30일까지 5G 관련 네이버 뉴스에 달린 댓글에서 가장 공감수를 많이 받은 댓글목록 [제공=비플라이소프트]>

지금도 국내 5G 서비스에 실망한 소비자들의 불만은 곳곳에서 들리고 있다. 부족한 대역폭과 커버리지, 특히 실내에서의 불안정성은 기대 이하라는 평가다. 하지만, 실망과 불만이 많다는 건 그만큼 기대가 높다는 의미도 된다.

전 국민이 5G를 주시하고 있고 LTE 이용자들은 밀리미터파가 개방되는 시기만 기다리고 있다. 국내 통신업계가 5G 밀리미터파 도입을 위한 투자에도 더 박차를 가해야 한다는 목소리는 더욱 커지고 있다.

김광회 기자 elian118@nextdaily.co.kr

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