컨텐츠 바로가기

(75) 'LTE-A 프로' 4G 최종장…기가비트 시대 열다 [김문기의 아이씨테크]

댓글 첫 댓글을 작성해보세요
주소복사가 완료되었습니다

[다시 쓰는 이동통신 연대기] 13부. 4G LTE 성숙기

우리나라가 정보통신강국으로 성장하기 위한 첫발인 한국전기통신공사(KT), 한국데이터통신(LGU+), 한국이동통신서비스(SKT)가 설립된 지 꼬박 40여년이 흘렀습니다. 그간 이동통신 역시 비약적으로 성장해 슬로우 무버에서 패스트 팔로우로, 다시 글로벌 퍼스트 무버로 도약했습니다. 5G 시대 정보통신 주도권 싸움은 더 격렬해졌고, 다시 도전에 나서야할 절체절명의 시기를 맞이했습니다. 과거는 미래를 비추는 거울입니다. 부족하지만 더 쉽게 다가갈 수 있는 이동통신 연대기를 다시 시작합니다. 재밌는 에피소드가 담긴 독자의 제보도 받습니다 [편집자주]
아이뉴스24

SK텔레콤 LTE-A 프로 테스트 성공 [사진=SK텔레콤]

<이미지를 클릭하시면 크게 보실 수 있습니다>



[아이뉴스24 김문기 기자] 4세대통신(4G) 롱텀에볼루션(LTE)에서의 주요 과제 중 하나는 파편화된 주파수를 얼마나 효율적으로 활용할 수 있는가였다. 이미 할당된 주파수의 용도와 대역폭이 천차만별이었기 때문에 수평적으로는 이동통신에서 어떻게 결합시킬 수 있는지, 수직적으로는 제한된 대역폭에서 속도와 용량을 늘릴 수 있는지가 관건이었다.

2016년 이통3사는 이러한 LTE의 주요 과제 마지막 관문으로 'LTE-A 프로'를 상용화했다. 그간 수평적인 주파수를 엮는 캐리어애그리게이션(CA) 방식에서 더 나아가 수직적인 효율성 달성에 집중했다.

우선 수평적으로는 다운로드 속도뿐만 아니라 업로드 속도를 높일 수 있는 '업링크CA'를 도입했다. 기존 콘텐츠의 경우 사용자가 소비하는 경우가 많았으나 소셜네트워크서비스(SNS)의 활성화와 1인 미디어 MCN 등 개인 사용자가 네크워크를 점유하면서 업로드 속도도 다운로드만큼 중요해졌다.

'업링크 CA'는 다운로드와 마찬가지로 두개 이상의 주파수를 엮어 최대 속도를 높이는 기술이다. LTE 주파수 10MHz 대역폭에서 낼 수 있는 업로드 속도는 25Mbps다. 광대역으로 지칭되는 20MHz 대역폭에서는 50Mbps로 2배 향상된다. 업링크 CA는 10MHz 대역폭을 엮어 마치 광대역을 사용하는 듯 속도를 높여준다.

SK텔레콤은 지난 2016년 2월 수도권과 광역시를 시작으로 업링크CA를 확대 적용했다. 기지국 소프트웨어 업그레이드 기술을 통해 전국망까지 빠르게 전이시켜나갔다. LG유플러스도 비슷한 시기에 업링크 CA 기술 개발을 완료해 도입했다. KT는 같은해 2월 상용망 시험을 마치고 본격적인 망 구축에 돌입했다.

수직적으로는 변/복조 기술을 통해 속도를 높일 수도 있다. 동일 주파수 대역별 전송속도를 개선하는 업링크 64쾀(QAM)이 도입됐다. 단순하게는 한번에 보낼 수 있는 데이터 사용량을 늘림으로서 속도를 높인다고 표현할 수 있다. 기존 전송속도 대비 약 50% 속도가 향상된다.

동일 주파수 대역 내 비연속 대역을 동시에 활용할 수 있는 MC-PUSCH 기술도 도입됐다. 이를 통해 업로드 속도는 더 올라갔다.

변/복조 기술은 다운로드에도 적용된다. 6비트에서 8비트로 전송되는 데이터량을 늘려주는 다운링크 256쾀이 도입됐다. 이 기술을 통해 다운로드 속도를 약 33% 더 올릴 수 있다.

송신과 수신부의 안테나 수를 늘려서도 속도를 높일 수 있다. 4x4 MIMO가 대표적이다. 안테나는 통상적으로 하나의 주파수 대역에 대응하기 때문에 지원 가능한 주파수에서 속도를 2배로 올려준다.

이러한 LTE-A 프로 기술의 도입으로 업링크의 경우 이론상 최대 150Mpbs 속도까지 올라갔다. 다운로드의 경우에는 1.2Gbps까지 오른다. 이 때부터 업계는 기가 속도를 달성했다는 의미로 '기가비트 LTE'라 부르기도 했다.

네트워크가 준비됐다고 해서 곧바로 혜택을 보는 것은 아니다. 단말이 이를 지원해야 한다. 삼성전자의 엑시노스9810과 퀄컴 스냅드래곤845가 이를 지원했다. 즉, LTE-A 프로를 온전히 지원하는 단말은 삼성전자 갤럭시S9과 LG전자 G7 등부터 쓸 수 있었다.

국내는 주파수 제한으로 인해 다운로드의 경우 최대 900Mbps 속도 달성이 가능했다. 광대역 LTE 2곳에서 각각 낼 수 있는 기본 속도는 150Mbps로 다운링크 256쾀을 도입하면 200Mbps로, 여기에 4x4MIMO가 적용되면 2배인 400Mbps까지 가능하다. 하지만 국내 이통사는 광대역은 2곳을, 나머지는 협대역을 운영하고 있었기 때문에 한계가 있었다.

아이뉴스24

이동통신3사 갤럭시S9 출시 행사

<이미지를 클릭하시면 크게 보실 수 있습니다>



◆ LTE 비전 이뤘다…꿈의 기가비트 4G 현실화

2008년 국제전기통신연합(ITU)은 4G 비전에 따른 목표 속도를 1Gbps라 선언했다. 이후 우리나라는 2011년 7월 LTE를 상용화했다. 당시 속도는 이론상 다운로드 최대 75Mbps. 비전 목표와 그 차이가 상당했다.

4G 기술표준 중 결과적으로 승자가 된 기술은 롱텀에볼루션(LTE, Long Term Evolution)이다. 그대로 직역하면 ‘오랜 기간동안의 진화’. 그 의미에 걸맞게 LTE를 초기 부족했던 속도와 품질을 갖고 태어났으나 매년 진화를 멈추지 않았다. 주파수가 늘어나면 늘어날수록 속도는 배가됐고, 안테나와 변복조 기술의 발전으로 품질은 지속적으로 향상됐다.

그리고 2018년 2월 스페인 바르셀로나. 모바일월드콩글레스(MWC) 2018을 통해 마침내 4G 비전 속도를 달성할 수 있는 열쇠가 공개됐다. 삼성전자가 발표한 ‘갤럭시S9’은 국내 최초로 기가비트 LTE 속도를 달성할 수 있는 기반을 갖고 제작됐다.

당시 박진효 SK텔레콤 ICT기술원장은 현장에서 “갤럭시S9은 SK텔레콤을 통해 1Gbps LTE 속도를 달성할 수 있다”고 선언하기도 했다.

1Gbps 속도는 1GB 용량의 영화 한편을 8초 만에 내려받을 수 있는 속도다. 일반적인 LTE보다 13.3배 빠른 속도다. 일반 LTE 속도로는 1분50초가 걸린다. SK텔레콤은 자신만만했다. 이통3사 중 가장 넓은 주파수 대역을 확보하고 있었다. 1.8GHz과 2.6GHz 광대역 LTE 주파수 2개와 800MHz, 2.6GHz 일반대역 주파수 4개를 엮어 속도를 낼 수 있다.

보통 일반 LTE 하향 속도는 75Mbps다. 다운링크256쾀으로 속도를 33%, 4x4 MIMO 도입으로 각 주파수 속도를 2배 늘릴 수 있다. 일반대역 LTE 하향 속도는 100Mbps, 광대역에서는 200Mbps 속도가 가능하다. 4X4 MIMO가 적용된 광대역LTE와 일반대역 2개를 더하면 총 1Gbps 속도가 계산된다. 이 기술은 현장에서 직접 시연되기도 했다.

당시 공개된 갤럭시S9은 삼성전자의 차세대 모바일 플랫폼(AP) 엑시노스9810이 장착됐다. 이 AP에는 6개의 주파수를 엮을 수 있는 통신모뎀이 장착됐다. 총 12개의 데이터 스트림을 쓰는 모뎀으로 업링크64쾀과 다운링크256쾀, 4x4 MIMO 등을 지원해 LTE 카테고리18에 해당하는 이론상 다운로드 최대 1.2Gbps 속도를 낼 수 있다.

SK텔레콤은 갤럭시S9 출시와 함께 보다 공격적인 커버리지 구축에 나섰다. 서울,인천, 부산, 광주 등 주요 광역시 트래픽 밀집 지역부터 서비스를 제공하기로 했다. 강남역, 가로수길, 명동, 종로, 신촌, 홍대, 이태원, 인천 부평, 부산 서면, 대구 동성로, 광주 충장로, 대전 시청을 꼽았다. 2018년말에 85개시, 28개군까지 커버리지를 구축하겠다는 것.

뿐만 아니라 '외곽지역 LTE 품질 향상 3개년 계획'을 수립, 지난해부터 외곽지역 통화 품질을 향상시켰다. 오는 2019년까지 3년 간 전국 약 1천400개의 읍면 단위의 행정구역, 100대 주요 명산 등산로, 유인 도서지역, 군부대 등에 기지국 추가 설치, 용량 증설 등에 나서기로 했다.

에릭슨이 지난 2021년 2분기 발표한 ‘에릭슨 모빌리티 보고서’에 따르면 1.2Gbps 속도에 해당하는 LTE 카테고리.19(Cat.19)를 실현할 수 있는 곳은 단 6곳이었다. 이 중 국내 이통사가 당당히 이름을 올린 셈이다.

▶ 다시쓰는 이동통신 연대기 목차

1편. 삐삐·카폰 이동통신을 깨우다

① '삐삐' 무선호출기(上)…청약 가입했던 시절

② '삐삐' 무선호출기(中)…‘삐삐인생' 그래도 좋다

③ '삐삐' 무선호출기(下)…’012 vs 015’ 경합과 몰락

④ '카폰' 자동차다이얼전화(上)…"나, 이런 사람이야!"

⑤ ‘카폰’ 자동차다이얼전화(下)…’쌍안테나' 역사 속으로

2편. 1세대 통신(1G)

⑥ 삼통사 비긴즈

⑦ 삼통사 경쟁의 서막

⑧ 이동전화 첫 상용화, ‘호돌이’의 추억

➈ 이동통신 100만 가입자 시대 열렸다

⑩ 100년 통신독점 깨지다…'한국통신 vs 데이콤’

3편. 제2이동통신사 大戰

⑪ 제2이통사 大戰 발발…시련의 연속 체신부

⑫ 제2이통사 경쟁율 6:1…겨울부터 뜨거웠다

⑭ ‘선경·포철·코오롱’ 각축전…제2이통사 확정

⑮ 제2이통사 7일만에 ‘불발’…정치, 경제를 압도했다

⑯ 2차 제2이통사 선정 발표…판 흔든 정부·춤추는 기업

⑰ 최종현 선경회장 뚝심 통했다…’제1이통사’ 민간 탄생

⑱ 신세기통신 출범…1·2 이통사 민간 ‘경합’

4편. CDMA 세계 최초 상용화

⑲ ‘라붐’ 속 한 장면…2G CDMA 첫 항해 시작

⑳ 2G CDMA "가보자 vs 안된다"…해결사 등판

㉑ CDMA 예비시험 통과했지만…상용시험 무거운 ‘첫걸음’

㉒ 한국통신·데이콤 ‘TDMA’ vs 한국이통·신세기 ‘CDMA’

㉓ 한국이동통신 도박 통했다…PCS 표준 CDMA 확정

㉔ ‘디지털·스피드 011’ 탄생…세계 최초 CDMA 쾌거

㉕ ‘파워 디지털 017’ 탄생…신세기통신 CDMA 상용화

5편. 이동통신 춘추전국시대 개막

㉖ 제3 이동통신사 찾아라…新 PCS 선정 개막

㉗ ‘LG텔레콤 vs 에버넷’…‘한솔PCS vs 글로텔 vs 그린텔’

㉘ PCS 사업자 확정…‘한국통신·LG·한솔’

㉙ ‘016’ 한국통신프리텔·‘018’ 한솔PCS·‘019’ LG텔레콤

㉚ ‘PCS 경합’…64세 어르신도 번지점프 했다

㉛ 이동통신 5사 ‘각자도생’…춘추전국시대 개막

6편. 이동통신 혼돈의 세기말

㉜ 3G IMT-2000 향한 첫 항해 시작

㉝ 이동통신 1천만 돌파했으나 ‘풍요속 빈곤’…新 브랜드 ‘SKY’ 탄생

㉞ 스무살의 011 TTL·사랑은 움직이는 거야·묻지마 다쳐

㉟ ‘SK텔레콤+신세기통신’ 인수합병…사상 첫 점유율 낮추기

㊱ '한국통신프리텔+한솔PCS' 인수합병…춘추전국→삼국정립

7편. 3세대 이동통신(IMT-2000)

㊲ ‘SK·한통·LG·하나로’ IMT-2000 도전…춤추는 정부

㊳ 하나로통신 007 작전…’정부·재벌’ 허 찔렸다

㊴ SK텔레콤·한국통신 IMT-2000 입성…LG·하나로 ‘탈락'

㊵ LG텔레콤 vs 하나로통신…동기식 IMT-2000 주인 찾았다

8편. 3G 시대 개막

㊶ IMT-2000 표류…CDMA2000 비상

㊷ 연기 또 연기…3G WCDMA 초라한 등장

㊸ '011·016·019→010 통합' 논란…번호이동 패닉

㊹ 유선망 2위 사업자 ‘파워콤’ 인수전…하나로 vs 데이콤 ‘격돌’

㊺ 휴대인터넷 세상 열겠다…와이브로 출항기

9편. 3G 삼국정립

㊻ SKT ’T 브랜드’ 탄생 vs KTF ”쑈(SHOW)를 하라”

㊼ “악법도 법이다”…LGT IMT-2000 사업권 반납

㊽ SK텔레콤, 하나로 품다…유무선 통합 1위 도전

㊾ KT-KTF 합병…이석채 회장 통합KT 시대 개막

㊿ ‘LG 삼콤사’ 텔레콤·데이콤·파워콤 = LGU+ 통합 출범

10편. 아이폰 쇼크

(51) ‘이통사 중앙집권화’…韓 단일 표준 플랫폼 ‘위피’ 몰락

(52) ‘아이폰’…韓 3년을 못봤다

(53)’아이폰' 스마트폰 깨우다…옴니아·베가·옵티머스, 그리고 갤럭시

(54) 모바일 OS 잡아라, 심비안 하락…안드로이드·iOS 부상

(55) 3G 데이터 무제한 시대…”무적칩을 아시나요”

(56) ‘와이파이·블루투스’ 재조명…3G와 ‘동반성장’

11편. 4G LTE 시대 개막

(57) SKT·LGU+ 국내 최초 LTE 상용화…과도기 ‘설왕설래'

(58) “LTE를 사수하라” 국내 첫 주파수 경매…’승자의 저주’

(59) ‘별정4호’…알뜰폰 비긴즈

(60) KT 2G 종료 ‘삼고초려'

(61) LTE 가입자 100만 돌파…양→질적 성장

(62) "쓸데없이 크다?" 갤럭시노트 '반전'…LTE 대화면 시대 ‘활짝'

12편. 4G LTE 성장기

(63) LTE 제2고속도로 개통…올아이피 시대 도래

(64) '카카오톡'에 무릎 꿇은 이통3사…RCS 참패의 역사

(65) 역대 가장 복잡했던 2차 주파수 경매

(66) LTE 주파수 엮다…광대역 LTE-A 논란

(67) 국내 LTE 시장 '외산폰 무덤'…LTE-A 킬러콘텐츠 찾기

(68) '불법보조금' 이통3사 역대 최장 영업정지…'단통법' 시발점

(69) 메탈은 완벽했지만 팬택은 약했다…아이폰 귀환

(70) '칠전칠패'…제4이통 도전기

13편. 4G LTE 성숙기

(71) LTE 3CA 경쟁…'법정공방' 불사했다

(72) '대구지하철화재·세월호' 잊지 말자 다짐…'국가재난안전통신망' 도전기

(73) 누가 700MHz 대역을 가위질 했을까

/김문기 기자(moon@inews24.com)


[ⓒ 아이뉴스24 무단전재 및 재배포 금지]


기사가 속한 카테고리는 언론사가 분류합니다.
언론사는 한 기사를 두 개 이상의 카테고리로 분류할 수 있습니다.