“5G가 궁금해?” 5세대 이동통신 A부터 Z까지

[한국금융신문 김승한 기자] 4차 산업혁명 시대의 핵심 인프라로 꼽히는 5세대 이동통신 즉 ‘5G’ 시대가 내년 3월 본격 열린다.

그러나 5G가 정작 무엇인지, 구체적으로 언제 시행되고 어떻게 진행되는지 모르는 사람이 많다. 이 같은 현실을 여실히 보여주는 통계 결과도 있다.

지난 4월 컨슈머인사이트가 실시한 조사결과에 따르면, 5G 서비스를 구체적으로 알고 있는 사람은 전체 7명 중 1명(14%)에 불과했다. 나머지 86%는 잘 모르거나 처음 들어 본다는 대답이었다. 5G는 단순 빠른 통신서비스를 제공하는 것뿐만 아니라 경제적으로도 수십조원의 가치를 창출할 것으로 기대돼 사회에 미칠 파급력은 아주 클 것으로 보인다.
최근 KT경제연구소가 발표한 보고서에 따르면, 5G가 제공하는 사회경제적 가치는 2025년에 최소 30조 3235억원인 것으로 집계됐다. 이어 2030년에는 최소 47조 7527억원에 이를 것이라는 분석이다. 이는 해당연도의 예상 국내총생산(GDP)의 약 2% 수준이다.

◇ 5G, 도대체 무엇일까

5G(5Generation)는 ‘5세대 이동통신’이라는 사전적 의미를 갖는다. 즉, 과거부터 통신기술발전에 따라 ‘세대’로 구분지어 5G로 명명된 것이다.

첫 이동통신 서비스인 1세대(1G)는 아날로그 기반의 음성만 지원한다. 2세대(2G)부터는 디지털 기술이 활용돼 음성통화에 문자 메시지 전송이 가능하게 됐다. 3세대(3G) 이동통신은 동영상 및 멀티미디어 콘텐츠를 주고받을 수 있게 됐으며, 이때부터 유심(USIM)이 사용됐다.

지금 우리가 쓰고 있는 4세대(4G) 이동통신은 LTE(롱텀에볼루션) 기술을 기반으로 하며 음성과 문자, 영상 데이터를 3G보다 10배 빠르게 전송할 수 있다.
5세대(5G) 이동통신은 △초고속 △초저지연 △초연결을 가장 큰 특징으로 한다. 쉽게 말해 1Gbps(초당 기가비트) 속도 기준인 4G보다 20배 빠른 속도인 20Gbps(초고속), 10배 이상 빠른 반응(초저지연), 10배 더 많은 사람과 기기의 접속(초연결)이 가능하다는 것이다.

흔히들 5G 시대에는 2시간짜리 영화 한편을 1초 만에 다운받을 수 있다고 하는 이유가 여기가 있다. 비단 속도뿐만 아니다. 5G가 상용화되면 방대한 데이터의 일괄처리도 가능해진다. 스마트폰 버벅거림을 최대한 줄이는 것은 물론 인터넷을 통해 기기를 움직이는 IoT(사물인터넷)의 경우 명령 입력자가 멀리 떨어져있어도 시간 오차 없이 작동이 가능해진다.

5G는 실시간 전송을 필수로 하는 미래 기술인 AI(인공지능), VR(가상현실), AR(증강현실) 등 다양한 분야에서 핵심 인프라로 사용될 것으로 보인다.

주로 스마트폰을 통해 느낄 수 있었던 4G와 달리 5G는 스마트폰뿐만 아니라 자율주행차, 로봇, 스마트시티 등 다방면 분야에 서로 연결돼 서비스가 제공될 전망이다.


◇ 5G 어디까지 진행됐나

국내 5G 서비스는 SK텔레콤, KT, LG유플러스 이통 3사를 주축으로 내년 3월 동시 상용화된다. 5G 글로벌 기술 표준은 이미 완성된 상태며, 이를 기반으로 이통 3사들은 장비선정과 망 구축 작업을 진행하고 있다.

5G 상용 서비스를 위한 글로벌 표준은 지난달 14일 미국 캘리포니아주 샌디에고에서 열린 세계이동통신표준화기구(3GPP) 기술총회에서 확정됐다. 3GPP는 무선통신 관련 국제 표준을 제정하기 위해 1998년 창설된 이동통신 표준화 기술 협력 기구다.

총회에는 SK텔레콤, KT, LG유플러스 등 국내 및 글로벌 통신사, 네트워크 장비 제조사, 스마트폰 제조사 등 50여개 업체가 참가했다.

이날 승인된 표준에는 이동통신 데이터 송·수신 모든 영역을 5G 단독 처리하는 SA(Standalone) 규격이 포함됐다. 5G와 LTE 복합 방식인 NSA(Non-Standalone) 규격은 지난해 12월 이미 승인된 상태다.

SA 규격은 LTE네트워크와 연동 없이 5G 네트워크 만으로 데이터를 전송하는 데 특화돼 있는 반면, NSA는 5G, LTE 양쪽의 기술을 융합해 최상의 성능을 발휘하는 데 초점을 뒀다.

SA, NSA 등 5G 글로벌 표준이 완성되면서 국내 이통사들은 5G 상용 단말·장비 및 네트워크 구축에도 속도가 붙을 전망이다. 전세계 ICT 기업들도 3GPP에서 합의한 글로벌 표준에 따라 기지국·단말 등의 상용 장비를 개발하고 있다.

SK텔레콤은 5G 글로벌 표준이 완성된 지 닷새 만에 글로벌 네트워크 장비업체 노키아와 SA를 활용한 전송 시연에 성공했다.

KT는 평창동계올림픽에서 선보인 세계 최초 5G 서비스를 준비하는 과정에서 NSA와 SA 기술을 모두 포함하는 ‘평창 5G 규격’을 개발하고 이를 바탕으로 한 5G 서비스를 구현하기도 했다.

LG유플러스 측도 5G 국제표준 확정을 계기로 NSA와 SA 표준을 적극 활용해 5G 상용망 구축 및 상용서비스 준비를 더욱 가속화한다는 방침이다. 5G 상용화 초기에는 NSA를 기반으로 수도권과 핵심 지역을 중심으로 서비스가 우선적으로 이뤄질 것으로 보인다.

현재 국내 이통 3사는 올해 초 글로벌 장비업체들에 입찰제안요청서(RFP)를 발송한 상태며, NSA 규격 기반의 5G 장비에 대한 기술 검증을 진행하고 있다. NSA 규격 장비 최종 선정은 올해 3분기 결정될 것으로 보이며 망 구축 작업은 9월부터 진행될 예정이다.

◇ 미국 5G가 세계 최초 상용화?

미국에서도 ‘최초’라는 타이틀로 5G 상용화를 빠르게 진행하고 있다. 내년 3월 우리 나라에서 세계 최초로 5G가 상용화될 예정인데 어떤 연유에서일까.

미국 주요 이동통신사인 버라이즌 등은 5G FWA(고정형초고속인터넷) 서비스로 세계 최초 상용화를 목표로 한다.

5G FWA는 유선망 대신 5G 무선망으로 각 가정에 기가급 속도의 초고속 통신서비스를 제공하는 서비스를 말한다.

버라이즌은 지난해 7월부터 미국 11개 도시에서 5G FWA 시범 서비스를 제공하고 있으며, 이 서비스는 올 하반기 상용화가 이뤄진다.

그러나 휴대전화에 적용하는 이동형이 아닌 필요한 지역에만 제공한다는 점에서 진정한 5G 상용화가 아니라는 지적이 있다.

버라이즌에 5G FWA 통신장비 공급을 맡게 된 삼성전자는 최근 장비와 단말을 공개하기도 했다. 삼성전자는 해당 통신장비와 가정용 단말(CPE)을 버라이즌에 공급하고 연내 상용서비스를 시작한다.

국내 시장 반응은 어떨까. 오성목 KT 네트워크부문장(사장)은 최근 기자간담회에서 “FWA는 기존에도 가능한 서비스였기 때문에 이 형태로 상용화하는 것은 기술을 다시 후퇴시키는 셈이다”며 “FWA와 같은 기술은 지금 네트워크망으로도 충분히 서비스 할 수 있다고 판단해 표준 5G기술에 집중할 계획이다”고 말했다.

그는 이어 “클라우드와 인공지능을 기반으로 전국망과 모바일 기기에 적용한 진정한 5G 서비스를 제공하고 이를 상용화할 것이다”고 말했다.

◇ 5G 주파수 경매에 대한 모든 것

지난달 이통 3사들이 벌였던 5G 주파수 경매도 큰 화두였다. 5G 시대에는 기존 LTE보다 훨씬 많은 주파수 폭을 필요로 하며 이를 위해서는 특정 주파수 사용을 위한 권한이 필요하다. 이에 따라 주파수 할당을 위한 경매가 지난달 15일부터 시작된 것이다.

주파수는 무선 통신의 매개인 전자기파의 초당 진동 횟수에 따라 대역을 숫자로 구분한 것이다. 주파수는 고속도로와 자주 비교되는데 차선이 많을수록 많은 차량이 빠르게 달릴 수 있듯 주파수도 대역폭이 넓어야 많은 데이터를 빠르게 전송할 수 있다.

지난달 국내 이통 3사를 대상으로 진행된 5G 주파수 경매에서는 3.5기가헤르츠(㎓) 대역 280메가헤르츠(㎒) 폭(대역폭)과 28㎓ 대역 2400㎒ 폭 등 2개 대역의 총 2680㎒폭이 매물로 나왔다.

5G 주파수 경매에 나온 대역 중에서는 3.5㎓가 황금주파수로 꼽힌다. 3.5㎓ 대역이 초고주파 대역인 28㎓보다 전파 도달 거리가 길어 전국망 구축에 용이하고 회절성(꺾임)이 좋아 망 구축 부담이 최소화되기 때문이다.

반면, 28㎓ 대역은 직진성이 강하고 꺾임이 약해 건물 밀집 단지에서는 음영지역이 생기기 쉬워 중계기를 촘촘히 설치해야하는 부담이 있다.

즉, 주파수는 낮은 대역일수록 전파가 막히는 지점에서 꺾임 현상이 좋으며 높은 대역일수록 회절성은 떨어지지만 직진성이 높아 빠른 속도를 낼 수 있다. 경매 당시 28㎓ 대역은 첫날인 하루만에 경매를 마쳤지만 3.5㎓ 대역에서 3사가 치열한 눈치싸움을 벌이며 10㎒라도 더 가져가려했던 이유가 여기에 있다.

경매 결과는 최대 격전지였던 3.5㎓ 대역에서 SK텔레콤과 KT가 100㎒ 폭을, LG유플러스가 80㎒폭을 낙찰 받았다. 28㎓ 대역에서는 3사가 모두 800㎒ 폭을 균등하게 가져갔다.

최종 낙찰가는 시작가(3조 2760억원)보다 3423억원 오른 3조 6183억원이 되면서 큰 과열 양상은 보이지 않았다. 3.5㎓ 대역과 28㎓ 대역을 합친 각 사의 낙찰금액은 SK텔레콤 1조 4258억원, KT 1조 1758억원, LG유플러스 1조 167억원이었다.

한편, 지금 국내 이동통신사들은 5G 서비스를 알리기 위한 마케팅 경쟁에도 활발한 움직임을 보이고 있다.

SK텔레콤은 지난 3월 5G 캠페인 ‘디스 이즈 5G(This is 5G)’를 공개하고 주파수 할당 경매가 끝난 이후 5G 브랜드인 ‘5GX’도 론칭했다. 이통사 가운데 5G 서비스 관련 별도 브랜드를 론칭한 것은 SK텔레콤이 처음이었다.

KT는 5G를 소개하는 캠페인 ‘하이 파이브! KT 5G’를 진행 중이며, 국내외 전시 및 다양한 홍보에 ‘KT 5G’ 마크를 사용하고 있다. KT는 새로운 5G 캠페인을 통해 KT 5G 성과를 다시 한번 알리고, 국내외에서의 5G 리더 이미지 강화를 목표로 하고 있다.

최근 수장이 바뀌면서 대내외적으로 어수선한 LG유플러스도 조직이 안정화에 접어들면 5G 캠페인 및 브랜드 론칭에 동참할 것으로 보인다.

김승한 기자 shkim@fntimes.com