⑥LTE-A로 이동통신 더 빨라진다

2012년, IT 업계에서도 굵직한 이야기가 많았다. 쿼드코어 모바일 프로세서를 탑재한 스마트폰이 출시됐고, 4세대 이동통신 기술 LTE가 국내외에서 빠르게 퍼졌다. LTE 네트워크를 이용할 수 있는 새 제품도 쏟아져 나왔다. 그뿐인가. 마이크로소프트(MS)는 새 운영체제(OS)를 내놨고, 인텔은 아이비 브릿지 프로세서를 통해 데스크톱과 노트북의 심장을 꿰찼다.

2013년엔 어떤 놀라움이 사용자를 기다리고 있을까. IT 변화는 사용자들의 지갑을 노리는 기업이 주도한다. 하지만 사람은 꿈꾸고, 기술은 이룬다고 했다. 좋은 기술이 나오고 널리 보급되면, 사용자는 편리하게 쓰면 그만이다. 2013년, IT 업계와 사용자들은 어떤 새 기술을 기대하고 있을까. 6가지 분야에서 2013년을 주도할 기술을 꼽아봤다. 마지막은 LTE 통신망이다. 지금도 이렇게 빠른데 올해말쯤에는 더 빨라지고 안정성도 좋아질 전망이다. 이른바 ‘LTE어드밴스드’가 도입되기 떄문이다.

올해 하반기부터 LTE가 더 빨라진다. 이른바 ‘LTE 어드밴스드’라고 부르는 기술 덕분이다. 이론상 내려받기 속도가 최대 1Gbps까지 빨라질 수 있는 초고속 통신망이다. 인터넷에 유선과 무선의 구분이 무의미해질 수도 있다.

지난해에서야 상용화를 시작한 LTE가 벌써 서비스를 접고 세대가 바뀌는 것일까? 그럴 수도, 아닐 수도 있다. 다른 세대라는 관점에서 먼저 보자. 통신 업계에서는 현재 우리가 쓰는 LTE를 정확히 분류하면 4G가 아니라 3.9G 정도로 본다. 현재 상용화된 LTE 기술은 IMT어드밴스드 4세대 규격 기준에 미치지 못한다. 최대로 낼 수 있는 속도가 낮을 뿐더러 몇 가지 핵심 기술도 빠져 있다. 이 때문에 현재 LTE는 4세대 직전 기술, 즉 3.9세대로 보는 시각이 많다.

본격적인 4세대 통신망은 현재 LTE와 차별화하기 위해 LTE어드밴스드라고 이름붙였다. 하지만 기존 WCDMA에서 LTE로 넘어갈 때처럼 단말기부터 통신 방식 등이 통째로 바뀌는 것은 아니다. 이용자가 따로 뭔가를 바꾸지 않아도 통신망 자체가 진화하는 것이기 때문에 완전한 세대교체라고 보기도 어렵다. 말 그대로 LTE가 더 나은 방향으로 진화하는 서비스라고 보면 된다. 단번에 바뀌는 게 아니라 서서히 바뀌는 것이 LTE에서 LTE어드밴스드로의 진화다.

그렇다면 현재 LTE와 LTE어드밴스드를 구분하는 기술은 어떤 게 있을까? 눈에 띄는 주요 기술들을 꼽아보자. 첫번째는 CoMP(Coordination Multi Point)다. 안테나를 가상화하는 기술이다. 그간 통신사들은 클라우드 기지국 기술로 기지국을 가상화해 왔다. 기지국 하나로 2개 이상인 것처럼 역할을 해 통신망 데이터 수용량을 늘리는 기술이다. CoMP는 이 안테나가 각각 2개 채널 신호를 다루는 기술이다.

현재 기지국은 여러 개의 안테나를 함께 써서 데이터 수용량을 늘리는 MIMO(multi input, multi output)가 일반화되어 있다. CoMP는 다운로드 혹은 업로드용 안테나를 가상화해서 안테나 하나가 마치 2개처럼 신호를 주고받을 수 있는 기술이다. 기지국에 접속한 단말기는 한 지역에 기지국을 2개 세운 것처럼 인지하게 된다. 실제 성능은 2배까지 오르진 않고 약 1.3~1.5배 정도 높아진다고 통신사들은 전했다.

안테나 하나로 2가지 신호를 동시에 쓸 수 있게 되면서 두 기지국 사이 경계면에서 신호 간섭 현상도 줄어든다. 기존에는 두 기지국 사이에 서 있으면 같은 채널의 신호를 양쪽에서 보내와 스마트폰이 혼란스러워했다. 양쪽 기지국에서 완전히 다른 채널의 신호를 보내 각 스마트폰 단말기들이 어떤 신호를 잡아야 할지 혼선을 빚으면서 자꾸 기지국을 바꾸는 일이 있었는데, 각 단말기에 도달되는 기지국 신호가 서로 다른 채널로 분리되기 때문에 2개 이상의 다른 전파에 동시 접속할 수 있는 LTE 단말기에서는 간섭을 덜고 오히려 증폭 효과를 얻을 수 있다. 이를 응용하면 다운로드는 A기지국에서, 업로드는 B기지국에서 처리하는 것도 가능하다. 통신사들은 벌써 CoMP 기술을 도입하고 기지국에 적용하는 중이다.

LTE 어드밴스드에 비슷한 안테나 관련 기술은 또 있다. 4×4 MIMO다. 현재 안테나는 업로드와 다운로드에 각각 2개씩 안테나를 쓰고 있는데 4×4 MIMO로 업그레이드되면 각각 4개씩 안테나를 써 각 주파수대에서 처리할 수 있는 대역폭이 넓어진다. CoMP가 가상으로 안테나를 2배로 늘린 것이라면, MIMO는 물리적으로 늘린 것이기 때문에 실질적으로 2배 가까운 속도를 낸다. MIMO와 CoMP 기술이 더해지면 기지국 하나가 처리할 수 있는 통신 대역폭과 속도는 매우 높아질 전망이다.

또 한가지 기술은 SON(Self-Optimizing Network)이다. 자가운용기지국 기술로 불리는 것으로, 기지국 장비가 스스로 장애를 파악하고 복구까지 자동으로 처리한다. 결과적으로 트래픽 증감에 실시간으로 대응할 수 있는 기술이다. 이 기술은 이미 국내 LTE 통신망에 초기부터 적용돼 있다. 지금은 계속 업그레이드하는 중인데, 각 셀간의 간섭을 스스로 조정하고 이웃셀끼리 전력을 조절해 전력 효율도 높이는 등 계속해서 진화하고 있다.

마지막으로 캐리어 어그리케이션이다. LTE 어드밴스드의 핵심 기술로 꼽힌다. LTE 주파수 2개를 묶는 기술이다. 현재 통신사들은 모두 LTE용 주파수를 2개씩 갖고 있다. 각각의 LTE 주파수는 10MHz의 대역폭을 써 75Mbps 가량 속도를 내는데, 2개 주파수를 함께 잡으면 총 20MHz의 주파수 대역폭을 쓰는 효과를 낸다. 이론적으로 속도가 150Mbps까지 올라가는 것이다. 국내 통신사들은 세 번째 주파수를 할당받아 총 3개 주파수로 30MHz 대역폭, 225Mbps까지 속도를 끌어올리는 것을 목표로 삼고 있다. 여기에 4×4 MIMO, CoMP 등으로 각 채널당 속도를 끌어올리면 지금보다 몇 배 빠른 통신망을 곧 만날 수 있게 된다.

통신사들은 LTE 신호를 묶는 것 뿐 아니라 무선랜과 LTE를 묶거나 LTE와 3G를 묶는 이종 캐리어 어그리게이션 기술을 개발하는 등 다양한 방법으로 캐리어 어그리게이션을 적용할 방법을 찾고 있다.

이 외에도 우리에게 잘 알려지지 않은 LTE어드밴스드 기술들은 많다. 이 기술들 중 상당수는 벌써부터 적용돼 있다. 이미 우리는 LTE어드밴스드의 기술들을 쓰고 있다는 얘기다. CoMP는 현재 일부 지역부터 기지국 설비가 시작됐고 SON은 LTE 시작부터 벌써 적용했다. LTE 주파수 2개를 오가며 더 빠른 주파수망에 접속하는 멀티캐리어도 사실은 LTE어드밴스드의 기술이다. LTE 어드밴스드는 선을 긋고 넘어간다기보다 조금씩 망이 개선되는 세대 교체라고 보면 된다.

그럼 언제쯤 LTE어드밴스드라는 이름으로 부르게 될까. 하반기라는 것 외에 아직 정확한 일정은 공개되지 않았다. 그 시기는 캐리어 어그리게이션이 시작되는 시기가 될 가능성이 높다. 본격적으로 LTE의 속도가 눈에 띄게 빨라지는 시기이기도 하고, 이를 위한 새로운 단말기들이 공급되면서 세대교체와 비슷한 분위기를 만들어낼 것으로 보인다.