100배 빠른 1Gbps 데이터 전송

사람·사물·정보 실시간 연결 가능

스마트폰 하나로 주변기기 소통에

홀로그램 체험 등 실감서비스 제공

정부, 글로벌 특허 선점경쟁 돌입

스마트폰이 대중화되면서 이를 이용한 영상 서비스와 초고속 데이터 서비스 등이 빠르게 증가하고 있다. 이동통신업계의 예측에 따르면 내년까진 현재의 12배, 2020년에는 현재의 500배에 달하는 데이터 트래픽이 발생할 것으로 보인다. 현재 이용하고 있는 4세대(4G) 이동통신 시스템으론 폭발적으로 증가하는 트래픽을 감당하기가 어렵다는 판단이다.

이를 해결하기 위한 방안으로 다음 세대 이동통신인 5G에 대한 논의가 활발하다. 미국과 유럽 등 선진국에서도 5G 관련 특허출원에 박차를 가하는 등 5G 시장에서 주도권을 확보하는 치열한 경쟁의 서막이 열렸다. 우리나라도 올 초 2020년 5G 상용화를 골자로 한 ‘미래 이동통신 산업발전전략’을 확정하며 정보통신기술(ICT) 산업의 혁신을 꾀하고 있다.

◆4G보다 1000배 빠른 5G
5G는 4G인 LTE(롱텀에볼루션)보다 1000배 빠른 미래 이동통신 기술이다. 초고속 네트워크를 기반으로 한 실감 서비스를 제공하는 등 앞으로의 정보통신사업과 타산업 전반을 혁신하는 핵심 인프라가 될 것이다. 사람과 사물, 정보가 언제 어디서나 연결될 수 있으며 수많은 주변 기기와 소통할 수 있도록 해준다. 모바일 이용자들은 개인당 1Gbps급 전송속도, 1msec(1000분의 1초)의 빠른 접속속도를 체감할 수 있다.

800MB의 영화를 다운로드할 경우 현재 가장 앞선 기술인 4G LTE-A(어드밴스드)가 약 40초의 시간이 소요되는 반면 5G는 단 1초면 완료된다. 특히 사람과 사람, 사람과 사물, 사물과 사물이 연결돼 다양한 생활정보가 활용될 뿐만 아니라 모바일을 통해 초다시점, 홀로그램 등의 서비스 체험도 가능해진다.

◆5G 후보기술
최근 유럽과 중국, 미국 등은 5G 관련 기술개발에 적극적으로 나서고 있다. 기업들도 앞다퉈 5G 관련 특허를 출원하며 주도권 싸움을 벌이고 있다. 특허청에 따르면 제출된 4G 관련 특허가 1만 1000여 건에 달한다. 이를 감안하면 5G가 상용화될 2020년경에는 관련 특허가 1만 건을 훌쩍 넘을 것으로 예측된다.

현재 5G 기술로 거론되는 후보들론 캐리어 묶음(CA), 밀리미터파, 대규모 다중안테나, 소형셀 기술 등이다.

CA(carrier aggregation)은 여러 개의 LTE 주파수를 결합해 하나의 주파수 대역처럼 사용하는 기술이다. 최대 5개까지 주파수를 묶을 수 있기 때문에 100㎒ 대역폭까지 사용해 전송용량을 획기적으로 늘릴 수 있다.

밀리미터파는 30~300㎓ 대역 주파수에서 1㎓ 이상의 넓은 대역폭을 확보하고 짧은 파장을 제어해 데이터 전송용량을 증대한다. 1차선에서 달리는 차들을 100차선으로 넓혀 동시에 달리게 하는 것처럼 넓은 주파수 대역을 통해 정보를 대량 전송하는 것이다.

대규모 다중안테나는 기지국에 수백 내지 수천 개의 안테나를 장착해 높은 전송속도와 에너지 효율을 내는 기술이다. 수많은 안테나를 사용하기 때문에 많은 양의 정보를 동시에 전송하는 것이 가능하다.
소형셀 기술은 정보를 전달하는 작은 셀의 밀도를 증가시켜 정보전송량을 극대화하는 기술이다.

◆5G MASTER 전략
우리나라도 이 같은 흐름에서 뒤처지지 않고 세계 시장을 선점하기 위한 발 빠른 대처에 나섰다. 정부는 지난해 5월 SK텔레콤·KT·LG유플러스 등 이동통신사와 삼성·LG·에릭슨-LG 등 휴대전화 제조사, 중소기업 등이 참여하는 5G 포럼을 창립해 ‘5G 마스터(MASTER) 전략’을 수립했다.

우선 미래 SNS(소셜네트워크서비스), 모바일 입체영상, 지능 서비스, 초고속 서비스, 초고화질·홀로그램 등 5대 핵심서비스를 발굴하고 상용화를 추진한다. 단계별 연구개발 사업을 추진하고 2018년 평창 동계올림픽 등에서 5G 기술을 시연할 방침이다.

표준화를 위한 글로벌 협력도 강화한다. 표준화 이전 단계부터 유럽, 중국 등과 기술교류를 추진하고 공동 비전을 선도적으로 제시할 방침이다. 또 ‘모바일 광개토플랜’을 통해 2023년까지 1㎓폭 이상 이동통신 주파수를 확보하고 6㎓ 이상 대역에서 신규 5G 후보대역을 발굴할 계획이다.

2020년까지 선도형, 글로벌 시장지향형 기술을 개발해 국제 표준특허 경쟁력 1위를 차지한다는 복안이다. 해외 연구기관과의 공동 연구를 추진하는 한편 장비, 단말, 서비스를 위한 전주기 기술사업화를 진행한다. 진입장벽이 높은 통신칩 개발을 위해 우수 중소기업을 중심으로 중장기적 연구개발도 지원한다.

정부는 2020년까지 단말시장 1위, 장비시장 점유율 20%, 국제 표준특허 경쟁력 1위, 일자리 1만 6000개 창출을 목표로 정부·민간 공동으로 약 1조 6000억 원을 투자할 계획이다. 이를 통해 2020년부터 2026년까지 5G 기기·장비 수출·내수를 통해 331조 원의 매출을 달성하는 한편 국내 통신서비스부문에서 68조 원의 시장 창출이 가능할 것으로 내다봤다.

유주경 기자 willowind@ggilbo.com

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