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이통사, 5G 주파수 '저대역·고대역' 확보 셈법은…

  • 2017.04.09(일) 08:00

고주파 28GHz·저주파 3.5GHz 확보 필수적

5세대(5G) 이동통신, 사물인터넷(IoT), 자율주행차 등 4차 산업혁명 기술을 상용화하기 위해서는 고대역 주파수인 26.5~29.5GHz 보다 저대역 주파수인 3.4~3.7GHz 확보도 필수적이라는 지적이 나왔다. 각 기술마다 필요한 주파수 대역이 다르기 때문이다.

서울대학교 공익산업법센터 주최로 지난 7일 열린 '4차산업혁명 시대의 주파수 정책' 세미나에서는 미래 기술 상용화를 위해 안정적인 주파수 대역에 대한 논의가 진행됐다.


그동안 5G 상용화를 위한 주파수 대역에서 가장 많이 언급된 건 28GHz 고주파 대역이다. 대용량 데이터와 빠른 처리속도를 필요로 하는 5G의 특성상 고주파 대역은 필수다. 현재 2GHz 이하의 주파수를 사용하는 4G(LTE)보다 최소 20배에서 최대 1000배까지도 빠른 만큼 이를 수용할 수 있는 제반환경이 필요하다는 것이다. 

고주파 대역은 지금까지 산업현장에서는 사용되지 않았다. 밀리미터웨이브(mmWave·밀리파)라고도 불리는 30~300GHz 대역은 주로 인공위성과의 교신에 쓰여 왔다.

황영주 삼성전자 네트워크 사업부 박사는 "그동안 고주파 대역의 도달거리나 파장 등의 한계로 산업용 주파수로는 사용되지 않았다"며 "하지만 5G와 IoT 등 데이터양이 폭발적으로 늘어나는 상황에서는 이를 수용할 수 있는 고주파 대역도 고려해야 한다"고 설명했다.

 

▲ 7일 서울 프라자호텔에서 열린 '4차 산업혁명시대의 주파수 정책' 세미나


고주파 대역과 함께 저주파 대역에 대한 요구도 나왔다. 5G를 수용할 수 있는 상대적으로 낮은 주파수 범위인 3.4~3.7GHz 대역도 필요하다는 주장이다.

4차산업혁명 기술 상용화를 위한 환경 마련에 저주파와 고주파 모두를 고려하는 이유는 기술별로 적합한 주파수가 있기 때문이다. 저주파 대역은 서비스 범위가 넓으며 먼 거리까지 안정적으로 도달한다는 장점을 가진다. 다만 데이터 수용폭이 적다. 반면 고대역 주파수는 데이터 수용 폭이 넓지만 주파수 파장이 짧으며 도달거리가 길지 않다. 

3.4~3.7GHz 대역은 26.5~29.5GHz대역보다 속도가 낮지만 넓은 지역을 이동하면서 안정적인 데이터 전송을 가능하게 한다.

또 고대역보다 기지국 구축에 들어가는 비용도 절감된다. 주파수 대역이 넓을수록 촘촘하게 기지국을 구축해야 하는데 저주파 대역은 상대적으로 부담이 덜하다. 인공지능 스피커 등 각종 사물인터넷 사업에 뛰어드는 이동통신사들이 상대적으로 저주파 대역인 3.4~3.7GHz 주파수를 요구하는 이유다.

임형도 SK텔레콤 상무는 "28GHz 대역 준비를 위한 시험을 하고 있는데 고주파 대역 기지국 구축을 위한 비용이 상당히 많이 든다"며 "상대적으로 저주파인 3.5GHz 대역 확보를 통해 고주파 대역 구축에 들어가는 부담을 절감할 필요가 있다"고 말했다. 

현재 미래창조과학부는 5G, IoT, 자율주행차 등 서비스 활용을 위해 저주파 대역과 고주파 대역 모두를 고려중이다. 미래부가 밀고 있는 가장 유력한 대역은 각각 3.4~3.7GHz 대역의 3.5GHz(저주파)와 26.5~29.5GHz대역에서도 밀리파에 가까운 28GHz(고주파)다.

저주파와 고주파 모두가 도입될 경우 각각 특성에 맞는 4차산업 기술에 활용될 것으로 보인다. 가령 고용량 데이터와 빠른 처리 속도를 원하는 5G기반에는 고대역 주파수가, 자율주행차처럼 지속적으로 안정적인 데이터처리를 원하는 경우 저대역 주파수가 적용된다. 

자율주행차량은 핵심기술인 '차량사물통신(V2X)'을 활용하는데 상대적으로 저주파인 5.855~5.926GHz 대역이 필요하다. V2X는 운전 중 도로 주변과 다른 차량과의 통신을 통해 교통상황 등 정보를 공유하는 기술이다. 자율주행차의 안정적인 운행을 위해서는 V2X가 막힘없이 활용될 수 있는 28GHz보다 낮은 저주파 영역 확보도 필수다. 

사물인터넷 사업에 뛰어들고 있는 이통사들도 저주파 대역 기술 연구를 진행 중이다. 사물인터넷 전용망인 '저전력 광역 무선통신 기술(LPWAN)', '로라(LoRa) 기술(900MHz)' 개발 중이다. 두 기술 모두 낮은 전력으로 넓은 거리까지 전파를 보낼 수 있는 저주파 대역을 필요로 한다.

고주파 대역 확대를 강조한 황영주 박사도 "저주파는 전파 도달률이 좋기 때문에 안정성을 많이 요구하는 자율주행 기술에는 저주파가 적합하다"고 강조했다.

실제 해외 각국의 주파수 확대는 저주파와 고주파 대역을 모두 포괄하는 폭넓은 움직임을 보이고 있다. 한국은 3.4~3.7GHz(3.5GHz)와 26.5~29.5GHz(28GHz)를 제시하고 있고, 일본도 3.6~3.7GHz와 27.5~29.5GHz를 고려중이다. 중국은 3.3~4.999GHz 영역을 5G주파수 대역으로 고려하고 있다. 반면 미국은 27.5~40GHz까지 올라가는 고대역 주파수 확보에 나서고 있다. 

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