5G는 이제 시작…2차 표준으로 본 기술 진화는?

[아이뉴스24 김문기 기자] 5세대 통신(5G)이 상용화 초기 단계를 넘어 산업계 전반으로 확산이 기대된다. 이에 필요한 관련 표준 작업에 속도가 붙고 있다.

4일 업계에 따르면 세계이동통신표준화기구인 3GPP는 5G 2차 표준인 릴리즈16을 완성하고, 시스템 성능과 효율성을 앞세워 기업거래시장(B2B)으로 확대를 꾀하고 나섰다.

지난 2018년 12월 5G 1차 표준 확정 이후 5G 2차 표준이 완성되면서 본격 적인 5G시대를 맞게 될 것이라는 기대다.

3GPP는 지난 2017년 3월 크로아티아에서 열린 RAN총회를 통해 글로벌 5G 표준이 포함된 릴리즈15 일부 중 하나인 5G NR 규격 개발 계획안을 승인한 바 있다. 당초 5G 상용화 시기는 2020년으로 설계됐으나 이를 앞당겨 2019년 가능하게끔 조절한 바 있다.

이후 2018년 12월 릴리즈 15를 통한 5G 표준이 최종 승인되면서 상용화를 위한 최종 준비가 마무리됐다. 국내는 과학기술정보통신부가 발 빠르게 5G 주파수를 경매를 통해 할당하는 한편, SK텔레콤과 KT, LG유플러스가 5G 전파를 쏘아올리는데 성공했다.

LTE망을 활용한 5G 비독립모드(NSA)를 우선으로 5G 상용단말과 장비, 네트워크 구축에 속도를 내 결과다. 덕분에 우리나라는 지난해 4월 세계 첫 5G 상용화 타이틀을 거머쥐게 됐다.

뒤 이어 3GPP가 지난 7월 초 승인한 릴리즈16은 기존 릴리즈15를 계승해 시스템 성능과 효율성을 끌어올리는 한편, 산업 전반에 확대될 수 있는 다양한 기술 표준을 정립한 게 골자.

이주호 삼성전자 펠로우는 최근 '5G 기술 세미나'에서 "릴리즈16은 릴리즈15에서 승인된 기술을들 발전시키는 표준으로 다양한 버티컬 서비스를 지원하기 위한 기술들로 꾸려졌다"며, "표준화되는 기술들로 자연스럽게 진화가 이어질 것"이라고 설명한 바 있다.

이와 관련 우선 다중 안테나 기술이 진일보하게 될 것으로 예상됐다. 대용량의 MIMO 기술은 다중 송수신 지점 및 강화된 멀티빔 관리 지원, 피트 전력 대 평균 전력비를 줄이기 위한 레퍼런스 시그널 개선 등을 이루게 된다.

이주호 펠로우는 "단말이 다운링크 채널 상황을 모니터링, 간섭까지 고려해 최적의 성능을 내주고 업링크로 신호를 쏠 때는 빔을 효과적으로 결정하게 해준다"고 설명했다.

산업분야에 특히 중요한 초저지연 통신(eURLLC)과 전력절감 기능도 개선된다. 재송신 횟수를 높이는 것뿐만 아니라 엄격한 지연시간을 지키기 위해 여러 통신경로를 제공할 수 있게 된다. 저전력 모드 유지를 위한 매거니즘도 포함됐다.

보다 촘촘한 커버리지 구축을 위해 통합 엑세스 및 백홀(IAB)도 도입된다. 무선 기지국이 받은 신호는 코어망까지 도달하기 위해 유선 인프라와 연결돼야 한다. IAB는 액세스망과 백홀망에 유선 연결된 부분을 주파수, 즉 무선으로 전달할 수 있게 해준다. 이 기술은 고주파 대역의 짧은 신호 도달거리에 따른 효율성을 높일 수 있고 이통사의 투자 비용도 절감할 수 있다는 강점을 보유하고 있다.

부족한 주파수 문제를 해결하기 위해 비면허대역 활용도도 높아진다. NR-U는 비면허대역에서 5G 신호를 쏘아올릴 수 있는 표준으로 활용폭이 보다 넓어졌다.

이 펠로우는 "LTE에서는 비면허 주파수를 데이터 파이프 용도로만 사용했으나 NR-U는 비면허 대역만으로 5G를 활용할 수 있게 해준다"고 말했다.

산업용IoT(IIOT)와 셀룰러 기반 차량-사물통신(C-V2X)도 고도화된다. 자율주행을 위해서는 많은 데이터와 초저지연 속도가 필요한데 이를 해결하기 위한 표준이다. 물리 계층에서도 단말과 단말간 통신이 가능한 수준으로 진화됐다.

이 펠로우는 "IIOT의 경우 LTE 때는 개별 가입자들을 위한 데이터 서비스였다면 5G부터는 사회 인프라로 사용할 수 있는 서비스에 주안을 두고 표준이 완성됐다"라며, "예를 들어 공장 내 많은 기기들이 동기화된다던지, 여러 주파수를 활용해 다양한 경로로 전송되는 방식이다"라고 설명했다.

내년 완성을 목표로 하는 릴리즈17은 이보다 한단계 더 진화한다. 5G를 정부 및 공공기관, 이를테면 소방관과 경찰들도 긴급 업무 수행이 가능한 5G 퍼블릭 세이프티 표준화가 이뤄진다. 현재보다 더 높은 주파수 대역인 52.6GHz에서 71GHz에 대한 활용도 모색한다. 특히 인공위성을 이용한 통신기술이 보다 고도화된다.

이 펠로우는 "LTE가 데이터 위주였다면 5G는 초기 단계부터 데이터 서비스뿐만 아니라 인프라로 다양한 서비스를 구현할 목적으로 표준 기술발전이 이뤄지고 있다"라며, "릴리즈17의 경우 혼합현실(XR)같은 진화된 서비스를 얼마나 더 고객에게 잘 전달할 수 있을지에 대한 고민도 이뤄질 것"이라고 강조했다.

한편 3GPP의 표준화 작업은 한국정보통신기술협회(TTA)뿐만 아니라 SK텔레콤과 KT, LG유플러스, 삼성전자, LG전자 등 국내기업과 정부 소관기관이 참여해 주도적 역할을 하고 있다.