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IT정보,컬럼

완전한 5G를 위해 필요한 mmWave(밀리미터파) 이해하기

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아이폰12가 처음으로 5G 지원 모델로 발표되면서 많은 사람들이 mmWave (밀리미터파)를 지원하는 Verizon과 함께 5G 속도가 얼마나 빠른지에 대해 이야기 했습니다. 하지만 국내 소비자들은 이를 쉽게 이해하지 못한 것이 사실입니다. 왜? Verizon이 상용화한 mmWave(밀리미터파) 5G가 국내에는 서비스 되고 있지 않기 때문입니다. 그럼 진짜 5G를 위한 mmWave(밀리미터파)는 뭘까요? 오늘은 그 이야기를 쉽게 알려 드리도록 하겠습니다.

 

완전한 5G를 위한 mmWave(밀리미터파)

데이터 속도를 측정하는 Opensignal에서 측정한 5G 다운로드 속도 차이입니다. 같은 미국 통신망이지만 어떤 5G를 도입했는지에 따라서 이렇게 큰 속도 차이를 보여주고 있습니다. 

 

5G 네트워크는 크게 두가지 대역폭으로 구분되어 있습니다. Sub-6GHz (6GHz 이하)의 저주파수 대역이 있고 28GHz 이상의 고주파수 대역이 있습니다. 여기서 고주파수 대역을 mmWave(밀리미터파)라고 부릅니다. 

 

이 둘의 큰 차이는 mmWave(밀리미터파) 대역폭이 Sub-6GHz 대역 대비 약 8배나 넓은 대역폭을 가지고 있다는 것입니다. 대역폭이 넓으니 당연히 훨씬 빠른 속도로 데이터를 주고 받게 되는 것입니다. 

 

국내 5G 상황!

그럼 국내 5G는 어떤 상황일까요? 국내 이통사는 현재 Sub-6GHz 만 상용화한 상황입니다. 5G 상용화 당시 주파수 경매로 3.5GHz 100MHz 폭과 28GHz 800MHz 밀리미터파 두 대역 모두 할당을 받았지만 국내는 3.5GHz 대역에만 집중했습니다. 

 

그 이유 중 하나는 mmWave (밀리미터파) 도입 시 더 많은 기지국을 설치해야 하기 때문입니다. mmWave(밀리미터파)는 속도가 빠르지만 회절성이 떨어진다는 특징을 가지고 있습니다. 통신에 있어 회절성은 벽, 건물, 장애물이 있으면 전파가 잘 통과하지 못한다는 의미입니다. 고주파수일 수록 직진성은 강해 속도는 빠르지만, 회절성이 낮기 때문에 기지국이 더 촘촘해야 안정적인 5G 네트워크를 이용할 수 있습니다. 

mmWave 도입 시급하다!

우리나라는 2019년 4월 3일 세계 최초로 5G 상용화에 성공했지만 완전한 5G라 할 수는 없습니다.  Sub-6GHz의 저주파수 대역만 상용화 한 것으로, 앞서 말씀드린 것처럼 속도 차이로도 mmWave(밀리미터파)가 얼마나 중요한지 그 차이를 느낄 수 있었고 소비자들이 완전한 5G의 혜택을 느끼려면 mmWave가 도입되어야 한다는 것은 이제 많은 사람들이 알고 있는 사실입니다. 

 

그리고 미국이나 일본의 경우는 이미 밀리미터파 망과 스마트폰 상용화가 이루어졌다는 점에서 우리는 현재 5G 망에 대해 다시 한 번 돌아 볼 필요가 있습니다. 

 

그래도 희망인 점은 최근 LG 유플러스가 정부 과제의 일환으로 국내 한 대학교와 함께 28GHz 밀리미터파를 기반으로 한 멀티 기가비트 속도와 강력한 보안을 갖춘 5G 인프라를 교내에 구축했다는 것입니다. 

 

또한 이를 위해 밀리미터파를 지원하는 퀄컴 스냅드래곤 5G 모바일 플랫폼 탑재 전용 스마트폰을 사용하여, 국내에서도 밀리미터파 상용화를 향한 긍정적인 움직임이 생겨나고 있습니다. 

 

mmWave (밀리미터파) 이점 및 혜택!

mmWave(밀리미터파)는 5G의 투자수익률(ROI)를 높일 수 있습니다. mmWave에 소극적인 이유가 투자비가 많이 든다는 것이었는데요. GSMA 인텔리전스(GSMA Intelligence)에서 실시한 최근 경제 연구에서는 여러 지역, 밀집한 야외 도시 네트워크, 실내 기업 환경, 그리고 고전무선망(FWA) 등 다양한 5G 밀리미터파 구축 시나리오를 검토한 결과 밀리미터파가 비용 효율적인 구축 전략이라는 결과가 나왔습니다. 

 

대규모 사무실 환경에서 실내 5G 밀리미터파 구축 시나리오를 살펴본 결과 비용 효율성이 높고 실내 5G 서비스가 데이터 트래픽의 상당 부분을 지원하는 경우 5~20% 정도 비용 절감이 가능한 것으로 나타났습니다. 

 

무엇보다 사용자 만족도가 올라 간다는 것입니다. 현재 국내에서는 5G가 왜 필요해 라는 소리가 나올 정도로 5G 네트워크에 대한 만족도가 떨어져 있습니다. "기존보다 뭐가 빠른지 모르겠다"라는 것이 소비자의 반응입니다. 

 

우클라(Ookla) 테스트에서 5G 밀리미터파의 평균 처리량을 Sub-6Ghz 및 LTE와 비교한 결과, 5G 밀리미터파의 경우는 3Gbps의 최고속도를 기록하기도 하고, 평균 처리량이 국내 상용화된 5G Sub-6GHz 대비 6배, LTE 대비 20배나 빠른 속도를 보여줬습니다. 퀄컴은 최근 시그널스 리서치 그룹과 함께 시카고 시내에서 5G 밀리미터파 망의 종합 필드 테스트를 실시했는데요. 하향링크 대역폭이 800MHz로 확대된 덕분에 최종 사용자의 데이터 속도가 최대 3.2Gbps 까지 증가하는 결과를 보여줬습니다. 

 

mmWave 새로운 구축 사례!

해외의 경우 본격적으로 다양한 곳에 밀리미터파 구축 사례가 나오고 있습니다. 예를 들면, 지난 2월 개최된 슈퍼볼을 위해 퀄컴은 경기장 및 통신사와 협업하여 행사장 전체를 커버할 수 있도록 5G 밀리미터파 망을 구축하고자 설계 및 테스트를 진행했습니다. 

 

경기장 98%를 커버하려면 LTE의 경우 100개 이상의 섹터가 필요하지만, 5G 밀리미터파의 경우 단 8개만 설치하면 가능했습니다. 좌석에서도 5G 밀리미터파의 평균 하향링크 처리량이 LTE 대비 10배 증가했습니다. 즉, 다운로드, 스트리밍을 원활하게 할 수 있고 고화질 영상이나 콘텐츠를 공유를 원활하게 할 수 있습니다. 

 

현재 북미에서는 대형 경기장 40개 이상에 이미 밀리미터파 망이 구축되어 있고 이는 계속 확대될 예정입니다. 그리고 중국에서는 2022년 베이징 동계올림픽에서 망을 구축해 선보일 계획입니다. 

산업 현장에서도 5G 밀리미터파가 사용되고 있습니다. 퀄컴은 미래의 공장을 위해 밀리미터파 대역을 활용한 IIoT(산업용 사물인터넷) 사용사례 지원을 강화해, 5G 밀리미터파가 산업 환경에서도 우수한 실내 커버리지를 제공할 수 있게 지원합니다. 그리고 이를 통해 산업 현장에서 증강현실(AR), 가상현실(VR), 고화질 영상 스트리밍 같이 넓은 대역폭이 필요한 사용 사례를 충족할 수 있다는 것을 보여줬습니다. 산업현장에서 초기 구축을 위해 주요 이동통신사와 협력한 결과 1.5Gbps 이상의 하향 링크, 120Mbps의 상향링크 성능을 구현할 수 있었습니다. 

 

5G가 활성화 되려면!

이제는 5G가 진짜 무엇이 다른지, 그리고 왜 5G를 사용해야 하는지 보여줄 필요가 있습니다. 그래야 더 많은 사용자들이 5G 서비스로 자연스럽게 넘어가고 진짜 5G 상용화 국가가 되는게 아닐까 합니다. 국내에서도 고대역 밀리미터파가 제공하는 진정한 5G 서비스를 더욱 많은 사람들이 경험할 수 있는 날이 빨리 왔으면 좋겠습니다. 

 

소정의 고료를 받아 작성된 글입니다. 

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