중대역 커버리지 제한 확장·지연 개선
mmWave 커버리지 와이파이 수준
전국망 구축 가능성 저버리기는 시기상조
39기가헤르츠(㎓), 28㎓ 등 고대역 밀리미터웨이브 주파수를 통한 5G 서비스에 관심이 쏠려 있지만, 3㎓ 이하 저대역을 활용한 5G 서비스 역시 5G에서 중요한 역할을 할 것으로 보인다. 전파손실로 인한 커버리지 한계를 보였던 밀리미터웨이브 역시 성능 개선을 통해 커버리지 구현에 유의미한 개선을 보이고 있는 것으로 나타났다.
5G포럼은 23일 서울 양재 엘타워에서 '5G 오픈 심포지엄'을 개최했다.
5G 서비스의 가입자 증가는 4G에 비해 빨라질 것으로 전망된다. 전세계 10억명 가입자가 되는 데 LTE가 6년이 걸렸다면 4년 걸릴 것으로 보여지는 것이다.
5G 출시와 OTT 등 동영상서비스 확대, 증강, 가상현실 상용화로 인해 모바일 트래픽도 기하급수적으로 늘 것으로 보인다.
2019년 33엑사베이트였던 모바일트래픽은 2025년 164엑사바이트로 5배 이상 늘 것으로 점쳐지고 있다.
5G의 속도는 4G 대비 5배 정도로 알려져 있으며, 고대역 5G인 밀리미터웨이브에서는 6㎓) 이하 대역(서브6)에 비해서는 4배, 최대 속도는 2Gbps를 구현하는 것으로 알려졌다.
박병성 에릭슨LG 시니어네트워크컨설턴트는 5G에서 저주파수 대역이 예상보다 중요한 역할을 할 것이라고 봤다.
그는 “현재 3.5㎓ 대역으로 대표되는 5G 중대역이 가장 많은 사업자에 의해 서비스되고 있지만 주파수분할송수신(FDD)을 활용한 저주파수 대역을 활용한 5G 서비스도 확대되고 있다”며 “중대역 대비 우수한 전파특성을 통한 커버리지 확장과 중대역 데이터 분산(오프로드) 등을 통해 5G 서비스에서 역할을 할 수 있을 것”이라고 설명했다.
FDD는 주파수를 나누어 업링크(UL), 다운링크(DL)를 동시에 사용하도록 하고 일정 보호 대역을 둬 두 채널을 구분하는 통신방식이다. 때문에 한 번에 전송할 수 있는 양이 줄지만 UL과 DL 간의 간섭이 방지되고, FDD 대역은 적은 대역폭으로도 중대역 TDD에 비해 커버리지가 우수하다..
시분할송수신(TDD) 방식은 UL과 DL가 돌아가며 사용하도록 하기 때문에 FDD보다 전송효율은 높지만 시간의 동적 할당으로 UL과 DL에 자원이 비대칭적으로 할당되기 때문에 DL의 4분의 1의 자원이 할당되는 UL에 의해 커버리지가 제한될 수밖에 없다.
이에 5G 전국망에 FDD 대역을 활용한 5G를 활용하려는 사업자들이 늘고 있다. 3.5㎓ 대역의 UL 채널을 저대역과 연동, 활용하게 되면 UL보다 넓은 자원이 배분되는 DL 커버리지까지 확대할 수 있게 된다.
같은 논리로 5G 단독모드(SA) 도입 시 저대역에서 5G를 도입해 커버리지를 확보하며 지연 문제를 개선할 수 있다.
기존 LTE와 5G 코어의 연결성을 지원할 때 망복잡도가 늘어날 수밖에 없는데, 이를 최소화하며 SA로 진화하기 위해 5G 자체 커버리지가 중요한 역할을 할 수 있는 것이다.
김동구 5G포럼 집행위원장은 “국내 도서지역에서는 LTE도 잘 터지지 않는다는 의견이 있다”며 “도서지역에는 10킬로미터 이상에서는 지원이 안 되는 TDD보다는 FDD가 맞는 접근이다. 도서지역 5G에는 이런 기술이 고려돼야 하지 않을까”라고 말했다.
박영완 퀄컴 이사는 전파 손실 문제로 커버리지에 약점이 있다고 알려진 밀리미터웨이브 고대역 주파수 성능에 대해 예상보다 높은 커버리지 성능을 보여준다고 실증 결과를 밝혔다.
그는 실증 결과를 통해, 일반 사무실 와이파이 공유기를 밀리미터웨이브로 전환할 경우, 기존 와이파이가 달성하는 커버리지를 만족시킬 뿐만 아니라, 속도에서는 비교 불가능한 성능을 냈다고 밝혔다.
공장 작업장 환경에서도 중간 중간에 거대하고 높은 구조물 들어가 있어 전파환경 열악함에도 불구, 3개의 기지국만으로100%의 커버리지를 달성했다.
개방된 환경에서는 더 놀라운 성능을 달성했다. 10만명을 수용하는 미국 NFL 경기장에 15개 안테나로 모든 공간 다 커버할 수 있는 성능을 보여줬다고 박 이사는 말했다.
밀리미터웨이브의 전국망 불가능 우려에 대해 박 이사는 "전국망이 어렵다는 것은 아니고 서비스 범위를 넓혀가고 있다고 생각하면 될 것"이라며 "땅덩어리가 넓은 미국의 중대역 중심 서비스 발표를 우리가 꼭 참조할 필요는 없다고 본다. 고중저 등 세 가지 대역이 보완적으로 갈 수 있을 것"이라고 말했다.
