[5G시대, 4G로 보는 진화史]④ LTE-A 프로 시대 개막

[아이뉴스24 김문기 기자]주파수 3개를 엮어 속도 경쟁을 벌이던 이동통신3사는 다음 LTE 세대를 준비했다. 5세대통신(5G)으로 가기 위한 마지막 관문인 LTE-A 프로가 본격적인 현실화에 돌입했다. 흔히 1Gbps 이상의 속도를 낼 수 있어 기가비트 LTE라고도 통용된다.

◆ '와이파이+LTE' 이종망 묶기

LTE 주파수를 엮어 속도를 배가시키는 캐리어애그리게이션(CA)을 넘어, 서로 다른 기술을 집성할 수 있는 솔루션이 대두됐다. 대표적으로 와이파이와 LTE 주파수를 엮어 최대 속도를 높일 수 있는 이종망동시전송기술(MPTCP)을 도입했다.

MPTCP란 3개의 LTE 주파수를 엮어 하향 최대 300Mbps 속도를 낼 수 있는 LTE와 866.7Mbps 속도의 와이파이를 엮어 최대 1.17Gbps 속도를 낼 수 있도록 해준다. 네트워크 인프라와 각종 기술들의 차이로 이통3사별 약간의 속도차가 발생하기도 한다.

이통3사는 이를 2015년 6월 상용화했다. 이종망동시전송기술이라는 다소 어려운 기술 용어로 인해 좀 더 쉬운 브랜드를 내세웠다. SK텔레콤은 밴드 LTE 와이파이, KT는 기가LTE, LG유플러스는 기가 멀티패스라 불렀다.

무엇보다 1Gbps 속도, 즉 기가비트 속도를 낼 수 있다는 점에 마케팅 초점을 맞췄다. 1Gbps 속도는 1GB 크기 데이터를 8.5초만에 받을 수 있는 수준이다. 3CA LTE의 경우 28초, 광대역 LTE-A의 경우 38초가 걸리는데 비해 꽤 빠른 속도다. 실제로 3GB 무손실 음원 100곡은 약 21초 만에, UHD 해상도 영화 1편은 2분이면 충분히 내려받을 수 있다.

다만 MPTCP가 기술 과시용으로 쓰였다는 지적도 있다. 단말과 서비스 지원 혜택이 크지 않았다. 킬러 콘텐츠도 부재했다. 일부 서비스에서만 통용될 수 있도록 제한했다. 와이파이가 고정형이었기 때문에 언제 어디서나 쓸 수 있는 것도 아니었다.

현재도 모든 서비스에 MPTCP를 사용할 수 없다. 이통3사각 일부 서비스에만 열어 둔 상태다. 지원단말은 삼성전자 갤럭시S6과 LG전자 G4 이후 출시된 안드로이드 기반 플래그십 모델만 활용할 수 있다.

◆ 모바일 사용자 패턴 변화에 대응

4G LTE의 시작부터 5G로 가는 길목에서 중요한 핵심 사항은 제한된 주파수 자원을 얼마나 효과적으로 사용할지 여부다. 앞서 도입된 주파수묶음기술이 대표적이다. MPTPC또한 면허대역뿐만 아니라 비면허대역까지도 활용할 수 있는 다양한 방법 중 하나다.

또 다른 핵심은 모바일 사용 환경의 변화다. 빠른 속도의 네트워크와 점차 고도화되는 스마트폰을 기반으로 사용자는 과거 수동적인 콘텐츠 소비에서 능동적인 콘텐츠 생산자로 바뀌었다. 단순하게는 다운로드뿐만 아니라 업로드되는 길까지 닦아야 하는 때가 도래했다고 볼 수 있다.

LTE-A 프로라 명명된 LTE 진화의 최종단계가 이러한 상황을 십분 고려한 조치다. 주파수의 효율적 사용과 소비자 패턴 변화에 대응할 수 있는 기반을 닦아줬다.

이통3사는 지난 2016년 다운로드뿐만 아니라 업로드 속도를 높이기 위한 주파수묶음기술을 도입했다. '업링크CA'는 주파수 2개를 엮어 상향 속도를 높이는 기술이다. 일반적으로 LTE 주파수 대역 10MHz폭에서 이론상 상향 최대 25Mbps 속도를 낸다. 20MHz 광대역폭에서는 속도가 2배로 상승한다.

SK텔레콤의 경우 지난 2016년 2월부터 수도권과 광역시를 시작으로 전국 업링크CA를 확대 적용했다. 기지국 소프트웨어 업그레이드를 통해 지원 가능해 전국망까지 빠르게 나아갔다. LG유플러스도 비슷한 시기에 업링크CA 기술 개발을 완료해 도입했다. KT도 2월 상용망 시험을 마치고 본격적인 구축에 돌입했다.

변/복조 방식 개선으로도 속도를 높일 수 있다. 동일 주파수 대역별 전송속도를 개선하는 업링크 64쾀(QAM)이 도입됐다. 기존 전송속도 대비 약 50% 상승한 속도를 구현한다. 전송되는 데이터량을 4비트에서 6비트로 늘려 전송해주기 때문이다. 한번에 전달하는 양이 많으니 속도가 더 올라가는 셈이다.

동일 주파수 대역 내 비연속 대역을 동시에 활용할 수 있는 MC-PUSCH 기술도 도입되면서 속도는 더 향상됐다.

변복조 방식 개선은 다운로드 대역에도 적용됐다. 6비트에서 8비트로 전송되는 데이터량을 늘려주는 다운링크256쾀이 도입됐다. LTE 하향 속도를 약 33% 더 올려줄 수 있다.

이러한 방식은 단말의 도움 없이는 현실화될 수 없다. 이용 가능 모델은 삼성전자 갤럭시S7과 LG전자 G5 이후부터 하이엔드 스마트폰 대부분이다.

◆ 파편화된 주파수 대역 추가 배치로 효율성 상승

지난 2016년 4월 29일 국내 3번째 주파수 경매가 실시됐다. 앞서 열린 경매 때와는 달리 과열양상이 없어 같은해 5월 2일 종료됐다. 이를 통해 이통3사는 부족한 주파수 자원 확보, 광대역 주파수 활용 기반을 마련하게 됐다.

SK텔레콤은 경매를 통해 가장 많은 LTE 주파수 대역을 확보했다. LG유플러스가 LTE 서비스를 운영하고 있는 2.6GHz 주파수 60MHz 대역폭을 확보했다. 가장 치열한 경매가 진행된 구간이기도 하다. SK텔레콤은 40MHz폭 9천500억원, 20MHz폭 3천277억원에 낙찰 받았다.

기존에 사용했던 2.1GHz 주파수 20MHz 대역폭은 지난 2016년 반납했다. 이 대역은 SK텔레콤이 3G를 운용하던 곳. 이후 남은 2.1GHz 주파수 10MHz 대역폭에서는 3G를 운용하고, 나머지 30MHz는 LTE로 전환, 보조망으로 활용하고 있다.

KT는 1.8GHz 주파수 20MHz 대역폭을 4천513억원에 확보했다. 이 주파수 대역은 KT가 광대역LTE를 서비스하고 있는 지역이다. 주력 광대역망의 인접대역을 확보해 초광대역LTE를 실현할 수 있을 것이라 자신하기도 했다. 특히, 기구축된 지역으로써 도입 시기를 크게 앞당길 수 있었다.

LG유플러스는 가장 경쟁이 치열할 것으로 예상됐던 2.1GHz 주파수 20MHz 대역폭에 도전했다. 뚜껑을 열었을 때는 경쟁이 덜했다. LG유플러스는 3천816억원에 이 주파수 대역을 확보했다. 이로써 광대역LTE 주파수를 하나 더 챙길 수 있게 됐다.

한편, 오는 6월에는 국내 첫 5G 주파수 경매가 진행된다. 3.5GHz 주파수 300MHz 대역폭과 28GHz 1GHz 대역폭이 경매 매물로 확정됐다. 현재 추가 주파수 매물 여부, 할당 방식 등에 대한 연구가 진행 중이다.

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