[IT돋보기] ① 그럼에도 '5G 28GHz 주파수' 필요하다

[아이뉴스24 김문기 기자] 5G 주파수 대역으로 각광받고 있는 28GHz 주파수에 대한 국내 상용화가 더디게 진행되고 있으나, 향후 퍼스트무버로서의 지위를 획득하기 위해 필수적으로 개발해야 할 영역이라는 지적이 따른다.

그간 초고주파(mmWave) 특성과 신규 비즈니스모델(BM) 부재로 인해 서비스 도입에 어려움이 있기는 했으나 관련 생태계를 확장하고, 그에 따른 운영비 절감과 이익 창출을 위해서라도 가야만 하는 길이라는 것.

특히, 한국은 초고주파를 활용한 5G에 대해 높은 목소리를 낸 만큼 성과를 내야 한다는 게 일각의 주장이다.

과학기술정보통신부(장관 최기영)은 지난 12일 '28GHz 5세대 이동통신(5G) 구축 활성화 전담반(TF)을 발족했다. SK텔레콤과 KT, LG유플러스뿐만 아니라 삼성전자 등 장비업체, 한국전자통신연구원(ETRI), 한국정보통신기술협회(TTA), 한국통신사업자연합회(KTOA) 등 협회 역시 힘을 보태기로 했다.

이같은 움직임은 지난 2018년 정부가 28GHz 주파수 내 5G 활성화를 위해 선제적으로 주파수 경매를 실시하고, 그에 따른 생태계 조성에 나선 점을 감안하면 늦은 감이 있기는 하나 전세계적으로 28GHz에 대한 5G 비즈니스 모델이 명확치 않다는 점에서는 신속하게 전개해 나갈 수 있는 구심점을 구축했다는 데 의미가 크다.

5G 주파수로 배분된 28GHz 대역은 우리나라가 주도적으로 표준에 나선 대역이기도 하다. 세계전파통신회의(WRC-19)에서 첫 논의된 이후 지난 2019년 11월 26~37GHz 대역 등에서 역대 최대 규모인 총 14.75GHz폭을 국제 조화 주파수로 분배된 전례가 있다.

이같은 결정에 국내에서는 우리나라의 경쟁력이 전파 분야에서도 큰 영향을 끼쳤다고 자평했다. 국내 기업의 글로벌 진출 확대 및 시장 주도권 선점 효과도 기대된다는 장밋빛 전망을 내놓기도 했다.

실제 우리나라는 평창동계올림픽을 5G 올림픽으로 구현하겠다는 목표로 28GHz 대역에서 5G 시범운영을 실시한 바 있다. 국내 이통사와 제조사, 장비업체들이 초고주파에서 다양한 서비스가 가능함을 경험케 했다.

당장 주파수를 배분받은 이통3사는 올해까지 망구축의무에 의해 15%에 해당되는 1만5천대의 기지국을 구축해야만 한다.

◆ '단점을 극복하는 장점'…초고주파에 대한 관심은 지속

초고주파는 주파수 특성상 이동통신용으로 구현하기가 까다롭다. 저주파수 대역보다 이동거리가 상대적으로 짧고 장애물에 취약하기 때문이다. 특히 실내에서는 효율성을 담보하기 어렵다.

다만, 장기적인 관점에서 초고주파는 5G 확산을 위해서 반드시 필요한 대역이라는 분석이 잇따르고 있다.

GSMA가 지난 1월 발간한 'mmWave(초고주파) 5G의 경제학 - 2025년까지 총소유비용 평가'에 따르면 5G 환경이 완벽하게 구현되기 위해서는 충분한 주파수를 확보해야 한다는 설명이다.

GSMA는 전세계 이동통신사업자의 이익을 대변하는 기관이다. 750여개 운영사와 모바일 생태계에 속한 약 400개 기업을 연계하는 임무를 맡고 있다. 매년 바르셀로나와 로스엔젤레스, 상하이에서 MWC 행사를 주관하는 한편, 모바일 360 시리즈 지역 컨퍼런스도 개최하고 있는 단체로 공신력이 있다.

GSMA에 따르면 전세계 5G 가입자는 지난해말 2억명에서 오는 2023년 10억명, 2025년말에는 20억명에 이를 전망이다. 산업현장, 자동차, 로봇, 의료 등 기업의 디지털전환에도 다양하게 적용할 수 있어 확산 속도가 빠르다. 영상 스트리밍, 화상회의, 고정형무선망(FWA)를 통한 가정용 광대역 서비스, 엣지 컴퓨팅과 가상 및 증강현실(VR, AR) 등 고품질 서비스가 가능하기 때문.

이같은 확산을 위해서는 막대한 트래픽을 감당할 수 있는 대역폭 확보가 절실하다. 에릭슨에 따르면 지난 2019년부터 2025년까지 모바일 데이터 트래픽이 매년 30%씩 성장할 전망이다.

이 때문에 전세계적으로 5G 네트워크에 막대한 비용을 투자하고 있다. GSMA에 따르면 지난해부터 오는 2025년까지 전세계 통신사업자의 투자액은 1조1천억달러(약 1244조원)에 이를 것으로 보이며, 이중 80% 정도가 5G 집중될 것으로 보인다.

국내 역시 이통3사가 오는 2022년까지 5G에 약 25조원 가량을 투자하기로 했다. 5G 관련 유무선 투자를 통해 네트워크를 보다 강화하겠다는 복안이다.

현재 전세계에서 5G 주요 대역으로 활용되고 있는 곳은 소위 3.5GHz라 불리는 서브6(sub-6) 대역이다. 우리나라 역시 3.5GHz 주파수 대역을 5G로 활용하고 있다. 일부 국가에서는 1GHz 이하인 저대역을 5G 주파수로 고려하기도 한다.

이 중 28GHz 주파수를 포함한 초고주파도 잠재력이 높은 대역으로 꼽힌다. 이동거리가 짧고 장애물에 취약하다는 단점에 비해 쓸 수 있는 대역이 넓고 비교적 청정지역이기 때문이다. 막대한 트래픽을 감당하고 성능과 품질 요건을 유지하기 위해서 필요한 대역이라는 것.

이에 대해 업계에서는 빔포밍 문제를 해결해 커버리지와 주파수 효율을 높일 수 있으며, 전파 특성상 셀간 간섭이 없어 실내에서도 단점을 장점으로 바꿀 수 있다는 설명이다.

◆ 2세대 5G 초고주파 장비…규모의 경제를 향해

지난해 10월 기준 5G 용도로 초고주파를 배정한 국가는 한국을 포함해 미국과 핀란드, 홍콩, 이탈리아, 일본, 대만, 싱가포르, 러시아, 태국이다. 이 중에서도 실제 초고주파를 활용해 5G를 상용화한 국가는 손에 꼽을 정도로 적다.

그럼에도 불구하고 초고주파에 대한 전세계적인 관심은 크다. 아이폰12 시리즈로 촉발된 올해 초고주파 5G 단말기는 100여종, FWA CPE는 50여종에 이를 전망이다.

선봉장에 선 국가는 미국이다. 연방통신위원회(FCC)가 발빠르게 초고주파를 배분하고 이에 이통사들이 적극 나서면서 가능했다. 중국은 아직까지 상용 배정은 안됐으나 중국 산업정보기술부(MIIT)가 5G 초고주파로 26GHz를 검토하고 있는 것으로 알려졌다.

특히, 중국 차이나모바일과 차이나유니콤, 차이나텔레콤이 오는 2022년 베이징 동계 올림픽을 필두로 초고주파 5G 시연에 본격 나설 것으로 분석된다.

상대적으로 느린 유럽의 경우에도 배정 건수가 크지 않으나 관심도는 지속되고 있다. 현재 2개 국가가 초고주파를 배분한 상태고 5G 상용화도 이뤄지지 않았다. 다만, 지난 2019년 5월 유럽집행위원회가 26GHz 대역에 대한 주파수 정비를 내용으로 하는 시행령을 도입했으며 이를 통해 활성화될 것으로 예상된다.

이런 전세계적 동향에 따라 GSMA는 1세대를 넘어서는 2세대 초고주파 장비에 대한 원가가 낮아지고 기술과 작동 측면에서 눈에 띄는 개선이 이뤄질 것으로 분석하고 있다.

GSMA는 지난해 완료된 세계이동통신표준화기구 3GPP 릴리즈16 규격을 통해 초고주파 운영을 위한 여러가지 개선 사항을 포함하고 있으며, 무선접속네트워크(RAN) 분할 옵션도 다양하게 선보일 것으로 전망되면서 규모의 경제가 실현될 것으로 보고 있다.

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