5G보다 '기가비트LTE'가 먼저다…'갤S9·G7' 준비끝
2017.12.12 오후 2:03
국내 이통3사 인프라 대응 단말통신모뎀 상용화 목전
[아이뉴스24 김문기기자] 내년 평창올림픽을 시작으로 5G 시범서비스가 운영되는 가운데, 이를 뒷받침할 LTE 기술 고도화에도 관심이 모아지고 있다. 5G 초기에는 5G와 4G LTE가 동시에 사용돼야 한다. 특히 LTE가 끊김없는 네트워크를 지원하기 위한 필수 인프라로 쓰인다. 내년에는 이통사들의 주파수 효용성을 최대로 끌어올릴 수 있는 단말이 준비됨에 따라 기가비트LTE 경쟁이 본격화될 전망이다.

퀄컴은 지난 6일(현지시간) 미국 마우이에서 열린 퀄컴 스냅드래곤 테크서밋 2017을 통해 차세대 모바일AP인 스냅드래곤845를 공개했다. 내년 상반기 플래그십 스마트폰을 중심으로 상용화될 전망이다. 국내의 경우 삼성전자와 LG전자가 각각 차세대 퀄컴칩을 플래그십폰에 탑재해오고 있다.

퀄컴 스냅드래곤845에는 2세대 기가비트LTE 통신모뎀인 스냅드래곤 X20 LTE가 장착됐다. 이론상 다운로드 속도 최대 1.2Gbps를 낼 수 있다. 2시간 HD급 영화를 약 10초만에 내려받을 수 있는 수준이다.

12개의 데이터통로(Stream)를 지원한다. 5개의 주파수를 엮어 더 빠른 속도를 낼 수 있는 5캐리어애그리게이션(CA)을 활용할 수 있다. 이동통신 전송용량을 높이기 위한 멀티안테나 기술인 4x4 MIMO, 독립된 2개의 반송파의 진폭과 위상을 동시에 변조해 더 많은 데이터를 전송하는 방식인 다운링크 256쾀(QAM), 업링크 64쾀을 쓸 수 있다.



◆ 이통사 기가비트LTE 인프라, 준비된 모바일 통신모뎀

올해까지만 해도 이통사는 스마트폰의 하드웨어 및 소프트웨어 제약으로 인해 기가비트 LTE구현이 어려웠다. 기가비트 LTE란 말 그대로 1Gbps 이상의 속도를 구현하는 LTE를 의미한다. 이통사는 4.5G, LTE-A 프로라는 용어를 통해 기가비트 LTE라는 용어를 대신하기도 한다.


갤럭시S8 시리즈와 갤럭시노트8, LG전자 V30 등은 모두 기가비트 LTE를 지원하는 통신모뎀이 적용돼 있으나, 국내 파편화된 주파수 상황에 딱 맞아 떨어지지 않았다. 스마트폰이 더 많은 주파수 조합을 지원하거나 이통사가 이에 맞는 인프라를 구축해야 한다는 과제를 안고 있다.

예를 들어, 가장 많은 LTE 주파수를 보유한 SK텔레콤의 이론상 다운로드 최대 속도는 900Mbps다. 기가비트 LTE 속도에 미치지 못한다. 두 개의 광대역 LTE 주파수에 256쾀, 4x4 MIMO를 적용하고, 일반대역 주파수 1구역을 엮어 만든 속도다.

올해 이통3사는 기가비트 LTE 실현을 위한 인프라 구축에 힘을 쏟았다. 지난해 경매를 통해 얻은 주파수 대역의 기지국 구축 및 정비에 이어 광대역 주파수를 중심으로 4x4 MIMO를 적용해오고 있다. 트래픽 밀집 지역으로부터 퍼져 나간 커버리지는 인구대비 높은 밀도를 갖출 만큼 커진 상태다.

SK텔레콤의 경우 보유하고 있는 LTE 주파수 대역에서 낼 수 있는 최대 속도로 1.4Gbps 구현에 성공했다. 노키아와 시범테스트를 진행한 SK텔레콤은 5밴드CA와 4x4 MIMO 등을 통해 기가비트 LTE 구현의 가능성을 엿봤다. 다만 이 대역을 지원하는 단말이 없어 시험용 단말을 사용했다. 당시 SK텔레콤은 향후 단말기 칩셋의 성능 개선에 따라 최대 1Gbps 속도를 달성할 것이라 자신한 바 있다.

내년은 이통사의 인프라뿐만 아니라 스마트폰의 통신모뎀도 기가비트 LTE 구현이 가능한 수준으로 오른다. 진정한 의미의 기가비트 LTE 실현을 목전에 두고 있다. 5G로 이행하기 위해서는 교두보 역할을 담당하는 LTE의 고도화가 절실하다.

피터 카슨 퀄컴 제품 마케팅 전무는 스냅드래곤845 발표 현장에서 "기가비트 LTE는 5G로 가기 위한 필수 업그레이드 사항이다"라고 강조한 바 있다.



◆ 진정한 첫 기가비트 LTE폰 타이틀 경쟁

내년 국내 진정한 의미의 첫 기가비트LTE 스마트폰은 삼성전자 갤럭시S9과 LG전자 G7이 유력하다.

삼성전자는 갤럭시S의 국내 모델의 경우 퀄컴 스냅드래곤 대신 자체 모바일AP인 엑시노스를 장착한다. 내년 탑재될 엑시노스9810에 결합된 통신모뎀은 이미 공개된 상태다. 6개의 주파수를 엮을 수 있는 6CA와 256쾀, 4x4 MIMO 등을 지원해 LTE 카테고리18에 해당하는 이론상 다운로드 최대 1.2Gbps 속도를 낼 수 있는 통신모뎀이 엑시노스9810에 적용된다.

엑시노스9810의 통신모뎀은 퀄컴 스냅드래곤845에 장착된 스냅드래곤X20 LTE와 비슷한 수준이다. LG전자는 G7에 스냅드래곤 845를 장착할 가능성이 높다.

스마트폰의 주파수 지원폭이 늘어난다는 것은 주파수 효용성이 증대된다는 의미다. 즉, 이통3사의 주파수 보유 현황 및 설비 증설 로드맵에 따라 속도차가 발생할 수 있다.

LTE 주파수는 보통 10MHz 대역폭에서 다운로드 75Mbps 속도를 낸다. 광대역인 20MHz 대역폭에서는 2배인 150Mbps 속도가 가능하다. 대역폭이 늘수록 속도는 배가된다. 데이터 전송량을 늘리는 다운링크 256쾀은 6비트에서 8비트로 늘려주기에 약 25%의 속도 향상을 기대할 수 있다. 4x4 MIMO는 적용된 주파수에서 LTE 속도를 2배로 높여준다.

내년 적용될 모바일AP의 통신모뎀은 총 12개의 데이터통로를 이용할 수 있다. 가령 3개의 광대역 LTE 주파수에 256쾀이 적용되고 4x4 MIMO를 지원한다면 속도는 '400+400+400'으로 1.2Gbps 속도를 낼 수 있게 된다.

깔끔하게 주파수가 정돈돼 있으면 계산이 용이하나 실제 이통사가 보유한 주파수는 파편화된 상황이다. 수많은 주파수 조합을 통해 속도를 올려야 한다.

예를 들어 SK텔레콤이 보유한 다운로드 LTE 주파수는 800MHz 주파수 10MHz 대역폭, 1.8GHz 주파수 20MHz 대역폭, 2.1GHz 주파수 10MHz 대역폭, 2.6GHz 주파수 20MHz 대역폭과 10MHz 대역폭이다. 광대역 주파수 2개와 일반대역 주파수 3개를 보유하고 있다.

광대역 주파수 2곳과 일반대역 1곳을 조합해 이론상 다운로드 1Gbps 속도를 낼 수 있다. 또는 광대역 주파수 1곳과 일반대역 3곳을 더해서도 1Gbps 구현이 가능하다. 5개의 주파수가 일반대역으로 쓰인다하더라도 1Gbps 속도를 달성할 수 있다.

LG유플러스의 경우 2.1GHz, 2.6GHz 광대역 주파수 2개와 800MHz 일반 대역을 보유하고 있다. 3개의 주파수 대역 모두 256쾀과 4x4 MIMO 인프라가 구비된다면 SK텔레콤과 비슷한 1Gbps 속도를 구현할 수는 있다.

KT는 1.8GHz 주파수에서 30MHz 대역폭 초광대역을 보유하고 있다. 주파수 이격이 있어 인트라밴드CA로 묶인다. 일반대역은 900MHz와 2.1GHz 주파수를 갖고 있다. 800MHz 주파수 대역은 투자가 이뤄지지 않고 있다.

/김문기기자 moon@inews24.com
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