정부가 이달 중으로 5G 특화망 주파수 공급방안을 발표한다. 5G 특화망 사업이 킬러서비스 미발굴로 성장동력을 잃은 5G 통신 시장에 생기를 줄 수 있을지 관심이 쏠리고 있다. 정부는 28㎓ 대역을 우선 할당하며 해당 주파수 활용을 독려하고 있지만, 수요 기업들은 안정적인 중저대역을 원하고 있어, 이달 발표에 귀추가 주목된다.

 

■5G 특화망이란

5G 특화망이란 건물, 공장 등 특정 지역에 한해 사용 가능한 5G망으로서, 해당 지역에서 도입하고자 하는 서비스에 특화된 네트워크를 말한다. 각 특화망 산업에 맞춤형 통신 성능을 제공하며, 관리자가 허용한 지역 및 사용자에 한해 데이터 통신 서비스를 제공하는, 공용망으로부터 분리된 네트워크다.

프라이빗 5G, 5G 자가망, 로컬 5G, 5G 버티컬 전용망, 5G NPN(Non-Public Network) 등 여러 이름으로 불려왔다.

5G 특화망 구축 방법은 이동통신망과 네트워크 자원 공유 정도에 따라 4가지로 구분된다. △독립형(SA) △무선접속망(RAN) 공유 △RAN 및 제어기능 공유 △이동통신망 활용 모델이 그것이다.

SA모델은 모든 데이터 흐름과 사용자영역(user plane), 제어 영역(control plane)의 네트워크 기능이 이용자의 사업장 내에서만 이뤄진다.

RAN 공유모델은 네트워크 자원 중 기지국, 주파수 등 무선접속망을 이동통신망과 공유하는 방식이다. 코어망 등은 개별적으로 구축하므로 모든 데이터 흐름은 사업장 내에서만 이뤄지고 운영도 독립적으로 가능하지만, 이동통신사업자와의 협약이 필요하다.

무선접속망과 네트워크 기능 중 제어영역을 이동통신망과 공유하는 모델은 사용자 데이터는 사업장 내에만 존재하지만, 네트워크 제어 기능은 이동통신사업자가 수행한다.

이 모델은 논리적으로 독립된 망을 구현하는 네트워크 슬라이싱 또는 트래픽 전달을 특정 네트워크로 제한하는 APN으로 구현할 수 있다.

이동통신망 활용 모델은 무선접속망과 네트워크 기능을 모두 이동통신사와 공유하는 방식이다. 따라서 특화망 이용자는 이동통신망 가입자가 되며, 이용자의 데이터 흐름은 이동통신망에서 이뤄지므로 이통망과의 연동이 쉽다. 네트워크 슬라이싱이나 APN 기능을 사용할 수 있다.

 

■단독·비면허·통신사 활용 등 방법 ‘다양’

주파수 이용 방식에 따라서도 네 가지로 나뉜다.

자가(지역) 면허의 경우 시설자가 개별적으로 면허를 받아 이용하는 방식으로, 대부분 국가에서 선착순 방식으로 공급되고 기관이 정한 주파수 이용 대가를 지불해야 한다.

이 경우 타 이용자로 인한 혼간섭 발생 가능성이 낮고 복수 이용자가 주파수를 공유함에 따라 발생할 수 있는 성능 저하 우려가 없다.

사업자 면허 부분 임대 방식도 있다.

이통사의 전국 면허 주파수 대역에서 일부 주파수 또는 일부 지역에 대한 이용 권리를 일정 기간 동안 임대하는 방식이다. 이용자는 별도의 주파수 면허 없이 생태계가 잘 구축된 주파수 대역에서 자가망을 구축할 수 있고, 사업자도 매출 방생이 저조한 지역에서 수익을 발생시킬 수 있다는 장점이 있다.

비면허 대역만을 이용하는 방식도 있다. 이 경우 비면허 5G 기술(NR-U)이 활용되는데, 비면허로 이용하므로 면허 취득을 위한 경제적 부담이 없다는 장점이 있다.

그러나 다른 이용자와 공평하게 주파수를 공유해야 하는 특성으로 인해, 경우에 따라 주파수 이용이 제한될 수 있고 이에 따라 서비스를 질을 확보하기 어려울 수 있다.

또한 비면허 기술은 간섭 보호를 위해 대부분 출력을 낮은 수준으로 제한하기 때문에, 넓은 커버리지 확보가 어렵다는 단점도 있다.

면허-비면허 연계(LAA) 방식의 경우 면허 이용자가 트래픽 용량 확대를 목적으로 비면허 대역을 연계해 사용하는 방식이다. 배타적 이용 권리가 보장되는 면허 주파수는 제어 용도로, 대역폭 확장이 자유로운 비면허 대역은 트래픽 전송 용도로 활용한다.

이 때는 면허 대역과 비면허 대역을 동시에 처리할 수 있는 장비를 사용해야 하므로 망 구축 비용이 다소 증가할 수있다.

통신사업자 면허를 활용하는 경우는 이동통신사가 할당받은 주파수를 사용하는 방식으로 네트워크 슬라이싱을 통해 이용자가 원하는 수준의 서비스를 보장받게 된다. 자가망으로 서비스를 제공하고자 하는 지역이 광범위하거나 이동통신망 가입자와의 연동이 필요하다면 이 경우가 비용 효율적이다.

하지만 망 운영을 전적으로 이통사에 의존하기 때문에 요구사항 반영이 어려울 수 있고 이통망에 장애가 발생할 경우 영향을 받을 수 있다는 단점이 있다.

5G 포럼은 최근 보고서를 통해 “산업별 서비스도 응용별로 서비스·네트워크·단말 요구사항이 달라 특화망 서비스 및 응용별로 면허·비면허 주파수 필요가 다르다”며 “할당 대가, 면허료 등 주파수 비용과 기지국, 단말·디바이스·모듈, 코어망 등 망 구축, 운용, 이용기간 종료·연장·면허 중지(회수) 등도 중요 고려 사항”이라고 파악했다.

5G 포럼은 이어 “현재까지 5G 주파수 대역에서 별도의 면허를 부여한 국가는 현재까지는 일부이며, 면허를 받은 업체·기관 수는 아직 많지 않은 수준”이라며 “이용 희망 업체의 니즈에 기반해 주파수 할당 방식 결정이 필요하다”고 덧붙였다.

■주요국, 고-중저대역 동시 공급

해외 주요국은 2019년부터 5G 특화망 구축을 위한 주파수 면허를 28㎓ 대역과 6㎓ 이하 대역으로 이원화해 기업 및 공급하고 있다.

독일의 경우 3.7~3.8㎓와 24.25~27.5㎓를 공급하고 있으며 1㎢에서 1년간 100㎒폭 이용 시 각각 4000유로, 1378유로를 대가로 책정했다.

고대역 주파수가 저대역보다 2.5배 넓음에도 이용대가는 3분의 1 수준이다. 고대역 밀리미터파의 경우 도달거리는 100m 정도로 짧고, 장애물에 취약한 전파 특성 때문에 활용에 어려움이 있기 때문이다.

독일은 1월 현재 보쉬·폭스바겐 등에 102개 면허를 발급한 상황이다.

일본의 경우 4.6~4.8㎓와 28.2~29.1㎓를 공급했고, 지난해 12월까지 NTT동일본·NEC·도쿄대학 등 23개 기관이 면허를 취득했다.

영국은 3.8~4.2㎓와 24.25~26.5㎓를 공급, BT 등 13개 면허권자에 794개 면허를 발급했다.

일본과 영국 역시 고대역 대비 저대역에 3~4배 높은 대가를 부과하고 있다.

 

■28.9~29.5㎓ 대역 공급…서브6 대역 ‘검토’

우리 정부도 지난 1월 ‘5G 특화망 정책방안’을 수립, 발표했다.

사업자 간 경쟁을 촉진하고 투자를 활성화하기 위해 망 구축 주체를 기존 이동통신사 외 수요기업과 제3자 등 ‘지역 5G 사업자’로 확대한다.

수요기업이 기업에 한정해 서비스를 제공할 경우 ‘자가망 설치자’로 신고하고, 협력사나 방문객 등에도 서비스를 제공하는 경우 기간통신사업자로 등록해야 한다. 제3자 역시 기간통신사업자로 등록된다.

자가망 설치자는 현행 무선국 개설절차에 따라 간섭 분석을 거쳐 주파수 지정 및 무선국 개설이 가능하게 된다.

기간통신사업자로 등록한 경우 지역 단위 주파수 공급을 위해 할당대상 지역 획정 및 할당방식, 대가산정, 간섭해소 방안 등을 검토해 주파수를 할당받아야 한다.

공급 대역은 28㎓ 대역 이동통신 주파수와 인접한 28.9~29.5㎓ 대역(600㎒폭)에서 공급하고, 6㎓ 이하 대역은 지역적 공동사용 등을 통한 주파수 추가 확보방안을 검토키로 했다.

정부에 따르면, 현재 5G 특화망 구축 의향이 있는 기업은 전자·인터넷 분야 20개 기업이다. 인텔과 자율로봇을 개발하며 5G 특화망에 가장 적극적인 것으로 알려진 네이버는 운용이 안정적인 3.7㎓~4.0㎓ 대역 할당을 정부에 건의했으나, 정부가 거절한 것으로 알려졌다.

한편, 다수 기업들은 5G 특화망, 이통사와의 협업, WiFi 구축 중 서비스 요구사항을 충족시킬 수 있는 최적의 통신방식에 대해 검토 중이다.

세종텔레콤의 경우도 도입을 적극 검토하고 있다.

과기정통부는 이달 안으로 5G 특화망 주파수 공급방안을 발표하고 상반기 안으로 제도 정비를 거쳐 수요기업 선정과 함께 주파수를 시행할 계획이다.