[ET단상]5G, 이제부터 시작이다

이동규 한국내쇼날인스트루먼트 지사장
이동규 한국내쇼날인스트루먼트 지사장

5G세대(5G) 이동통신에 쏠린 관심이 뜨겁다. 5G는 무선 통신 속도의 엄청난 향상을 의미할 뿐만 아니라 사물인터넷(IoT), 자율주행자동차, 빅데이터, 인공지능(AI), 가상현실(VR), 증강현실(AR) 등 모든 미래 기술의 융합 서비스 제공 기반이 된다.

올해 2월 스페인 바르셀로나에서 열린 '모바일월드콩그레스(MWC) 2017'에서는 글로벌 기업들이 5G 시대 미래상과 핵심 기술을 적극 제시했다. 세계 이동 통신 표준화기술협력기구 3GPP는 올해 3월 크로아티아 두브로브니크에서 열린 총회에서 글로벌 사업자와 제조사가 5G의 조기 상용화를 위해 제안한 비독립형(NSA) 표준 계획안을 승인했다. 각국 정부와 기업은 3GPP 국제 표준 일정에 따라 당초 2020년으로 예상된 5G 상용화를 2019년으로 앞당겨 달성하기 위해 전력을 다하고 있다.

한·중·일 주요 통신사의 상용화 경쟁도 치열하다. 각각 2018년 평창 동계올림픽, 2022년 베이징 동계올림픽, 2020년 도쿄 올림픽을 대비해 자국 정보통신기술(ICT) 역량을 결집시키고 있다. 한국은 5G 시장 선점과 관련해 최근 과학기술정보통신부가 5G 표준 제출의향서를 국제전기통신연합(ITU)에 제출한다고 밝혔다. 3GPP 5G 표준이 완성되기 전에 세계 최초로 5G 상용화를 이루기 위한 노력이다.

[게티이미지뱅크]
[게티이미지뱅크]

그러나 아직 5G 시대가 시작된 것은 아니다. 지난해부터 세계 무선통신 커뮤니티는 5G와 관련해 표준화 절차 진행 상황, 규제 기관 관련 내용 업데이트, 새로운 밀리미터파 주파수용 채널 이해, 5G 본격 상용화를 위해 개발하고 있는 기술까지 급격하게 변화하는 흐름을 따라잡거나 주도하기 위해 분주한 시간을 보냈다.

그렇다면 지금까지 5G와 관련된 성과가 뜻하는 바는 무엇이며, 5G 시대는 언제 열리는 것일까. 우선 확실한 점은 Sub-6㎓ 스펙트럼이 여전히 매우 중요하고, 밀리미터파 주파수가 Sub-6㎓ 기술 보완에 활용된다는 것이다.

밀리미터파 주파수는 이미 3GPP와 미국 연방통신위원회(FCC), 기타 표준화 기관에서 5G 모바일 네트워크 표준으로 선정됐다. 앞으로 5G 분야에서 핵심 역할을 담당할 것으로 전망된다.

5G는 eMBB(강화 무선 광대역) 애플리케이션(앱)을 위한 신뢰성 높은 고대역폭 통신부터 IoT 앱을 위한 저대역폭 사물통신(M2M) 유형까지 다양한 요건이 필요하다. 단일 스펙트럼 대역으로 이러한 요건을 충족하기는 어렵지만 2개 대역을 결합하면 커버리지를 보완할 수 있다.

Sub-6㎓ 스펙트럼은 협대역 앱을 위한 좀 더 나은 전파 성능과 하위 호환성을 제공한다. 밀리미터파 주파수에서 연속 대역폭은 5G 시대에 사용될 주요 모바일 브로드밴드(MBB) 앱 구현에 적합하다.

미국 최대 이통사 버라이즌은 이러한 밀리미터파 기술의 사전 표준화를 추진할 것으로 전망된다. 올해 3월에 열린 3GPP 총회에서는 5G NR(New Radio) 출시를 위한 단축 일정이 제시됐다. 앞에서 언급했듯 5G 조기 상용화를 위해 제안된 NSA의 5G NR는 새로운 5G 주파수를 확보하는 동안 롱텀에벌루션(LTE)과 5G 네트워크를 융합, 하나의 망처럼 활용하는 기술이다.

NR는 ITU가 5G의 세 가지 주요 성능 지표인 강화 무선 광대역(eMBB), 초신뢰성 머신타입통신(URLLC), 대규모 머신타입통신(MMTC)를 포함한 모든 앱과 주파수 대역 커버를 위해 제시한 개념이다. NR는 협대역 사물인터넷(NB-IoT)의 경우 물리층이 훨씬 더 많은 데이터를 처리하면서 수백 배 많은 디바이스의 네트워크 연결을 허용할 정도로 유연해야 한다. 지연 시간이 짧고 신뢰성이 충분해야 한다. 이는 결코 쉬운 일이 아니지만 NR는 빠르고 느린 빔 관리를 모두 통합할 수 있고, LTE를 최대한 활용하면서도 상이한 샘플과 서브캐리어 속도를 사용한다.

3GPP 계획에 따르면 NR 물리층은 2017년 말까지 확정될 것으로 보인다. 주파수 선택 기한은 촉박하지 않아도 통신사는 2017년 현장 테스트에서 28㎓ 하드웨어(HW) 배포 기술 개발을 추진하고 있다. 한국은 2018년 2분기에 5G 기술 프리뷰를 진행할 예정이다. 더 명확한 5G 그림은 이때 나오기 시작할 것이다.

5G 정의는 마무리되고 있지만 5G 기술의 실제 설계나 배포 과정은 이제 시작하는 단계로, 5G 활성화 방안 기술 논의가 더욱 필요한 시점이다.

이동규 한국내쇼날인스트루먼트 지사장 donald.lee@ni.com