현재의 5G는 왜 빠르게 느껴지지 않을까요? 5G 산업과 기술 정리!

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산업의 변화에는 해당 산업의 기반이 되는 인프라의 변화가 함께 존재하는 경우가 많습니다. 이전 글에서 다루었듯이, 도로의 확장은 자동차 산업을 성장시켰고, 3G와 4G의 통신 네트워크는 스마트폰과 콘텐츠 산업의 성장을 이끌어냈죠. 그래서 새로운 네트워크 인프라인 5G는 더욱 많은 관심을 끌었습니다.

 

그러나 현재까지 5G가 만든 변화의 영향력은 미미하게 느껴집니다. 오늘은 5G 산업과 기술에 대해 살펴보며, 왜 5G산업이 중요하고, 왜 현재 그 변화를 체감하고 있지 못하는지 알아보겠습니다!

 

#5G 산업과 중요성

 

5G는 5세대 이동통신을 가리키는 단어로 4세대 이동통신인 LTE(Long-Term Evolution)에 비해 엄청난 양의 데이터 빠르게(초고속) 전송하고 실시간으로(초저지연) 모든 것을 연결(초연결)하는 4차 산업혁명의 핵심 기반입니다. 이론적으로 4G보다 20배 빠르고(전송속도 20Gbps vs 1Gbps), 지연속도가 1/10이며(1000분의 1초 vs 100분의 1초), 10배 더 많은 기기를 연결할 수 있습니다.(백만개/km^2 vs 십만개/km^2)

 

5G를 단순히 조금 빨라진 통신 기술 정도로 생각할수도 있지만, 5G는 4차 산업혁명이나 차세대 산업에 필요한 매우 중요한 기술입니다. 예를 들어, 지속적으로 주목받고 있는 자율주행차 시장을 생각해 봅시다. 자동차가 자율주행이 가능하기 위해서는 실시간으로 주변 차량과 사물의 위치를 파악할 수 있어야 합니다. 그러기 위해서는 매우 빠르게 낮은 지연성으로 통신이 가능해야 합니다. 그리고 주변의 데이터를 전부 처리하기 때문에, 통신해야하는 데이터의 양도 매우 방대해집니다. 이렇듯 5G 기술은 자율주행 산업에서 필수적입니다. 이외에도 스마트시티나 인공지능 등의 여러 분야에도 꼭 필요한 기술이죠.

 

5G가 매우 중요한 기술인 만큼, 관련 시장규모도 가파르게 성장할 것으로 전망됩니다. 시장조사 전문기관 얼라이드 마켓리서치에 따르면 5G 기술 시장은 2020년 55억 달러 규모에서 2026년 약 668억 달러 규모로 약 120배 성장할 것으로 예상됩니다.

 

 

#5G가 우리에게 와닿지 않는 이유

 

이렇게 성장성이 뛰어나고 중요한 5G 시장에서, 우리나라는 미국보다 약 2시간 앞선 2019년 4월 3일에 세계 최초로 상용화에 성공하였습니다. 하지만 영광의 순간은 잠깐이고, 아직까지도 5G가 주는 변화를 체감했다고 하는 사람은 많지 않습니다.

 

변화가 체감되지 않는 것에는 몇 가지 이유가 있는데요, 첫 번째로 아직 5G망이 충분히 구축되지 않았고 속도도 이론적으로 가능한 만큼 빨라지지 않았습니다. 실제로 작년 중순 기준으로 5G속도는 4G에 비해 20배가 아니라 3~4배 정도의 차이가 있었고 5G 가용률(원활한 신호 세기가 나오는 비율)은 약 68%에 그쳤다고 합니다. (속도에 대한 것은 아래의 기술 부분에서 다시 얘기할게요!)

 

그리고 5G 기술을 활용한 킬러콘텐츠가 나오지 않았습니다. 우리는 3G 덕분에 빠르게 인터넷을 사용했고, 4G 덕분에 넷플릭스나 유투브같은 영상 콘텐츠를 즐길 수 있었습니다. 그러나 5G 이후에는 그러한 변화를 느끼게 할만한 콘텐츠가 나오지 못했습니다. 아마도 AR이나 VR 콘텐츠가 그러한 역할을 할 수 있겠지만, 아직까지 실생활에 가까이 다가온 것은 없는 상황입니다.

 

출처. 유투브 채널 가젯서울

#5G 기술: 지금의 5G가 20배 빠르지 못한 이유

 

글의 앞부분에서 5G에 대해 설명할 때는 4G보다 속도가 20배 빠른 기술이라고 했는데, 실제로는 3~4배밖에 빠르지 않다고해서 혼란스러우셨을 것입니다. 이론과 실제가 차이가 나는 이유는 바로 사용하는 주파수 대역에 있습니다. 5G는 원래 28GHz 근처의 주파수를 활용한 통신(mmWave)을 뜻하는데요, 현재 상용되고 있는 5G는 sub-6로 6GHz미만의 약 3~4GHz 대역의 주파수입니다.

 

주파수에 대해 잘 모르시는 분들도 있을 수 있어서 간단히 설명드리자면 다음과 같습니다. 빨강부터 보라까지 눈에 보이는 전자기파를 가시광선이라고 하죠. 보라색에 가까울수록 파장이 짧고 고에너지인데요, 가시광선보다 에너지가 큰 파장으로는 자외선, X선, 감마선이 있습니다. 우리가 이동통신에서 사용하는 파장은 그 반대편에 있는 파장으로 에너지가 약해서 인체에 무해합니다. 위의 이미지를 보시면 파장의 상대적 위치에 대해 보다 쉽게 이해하실 수 있을 것입니다.

 

파장은 짧을수록 같은 시간주기에서 진동하는 횟수가 많아지는데, 이때 1초에 전파가 진동하는 횟수를 주파수라고 합니다. (파장이 짧아지면 주파수가 높아지는 역수의 관계인 것이죠.) 그리고 통신의 관점에서 주파수는 바로 보낼 수 있는 정보의 양을 뜻하는데요, 그래서 음성을 전달하는 라디오의 전파보다, 영상 등의 고용량 데이터를 전달하는 이동통신의 전파가 더 파장이 짧은 것입니다. 여기서 파장이 점점 짧아져서 mm단위에 이르게 되는 지점이 mmWave영역(약 28GHz 내외의 파장)입니다.

 

그렇다면 왜 그동안 높은 영역의 주파수를 사용하지 않았는지 의문이 생길수도 있습니다. 그 이유는 파장이 짧을수록 전파의 손실이 발생하기 때문인데요, 특히 mmWave는 수분과 산소에 의한 손실이 크고, 수신할 수 있는 유효수신 면적이 적습니다. 게다가 도심의 장애물까지 고려한다면 안정적인 전국망 구축이 필요한 이동통신 기술로서는 어려움이 있죠.

 

다행히 기술이 발전하면서 5G가 조금씩 현실화되고 있습니다. 우선 높은 주파수 중에서 그나마 전파 손실이 적은 28GHz내외의 주파수 대역을 선정했습니다. 그리고 안테나 개수를 늘리고 소형 기지국을 활용하며 단점을 보완해나가고 있습니다. 그럼에도 아직까지 어려움이 많아서 sub-6라 불리는 3~4GHz 대역의 주파수를 활용하여 5G를 서비스하고 있던 것입니다.

 

 

#5G 기술에 대한 전망과 대응

 

현재의 주된 이동통신 기술인 4G LTE도 처음에는 3.9G로 시작했듯, 아마 5G도 sub-6로 시작했지만 언젠가 mmWave기술이 상용화되겠죠?

 

하지만 현재 한국의 5G 기술에 대한 대응은 조금 우려스럽다는 말도 나오는데요, 한국은 세계 최초로 5G기술을 상용화하였으나, mmWave망 구축은 매우 부진한 상황이라고 합니다. 이미 일본이나 미국은 mmWave망 구축에 들어가서 핵심지역부터 커버해나가고 있는 반면, 우리나라의 통신 3사는 mmWave망 구축 계획은 있으나 투자 금액이 적고 진척이 더딘 편이라는 것이죠.

 

그렇지만, 이동통신사에게 무턱대고 망 구축을 강요한다면, 막대한 비용이 고스란히 소비자에게 전가되는 부작용이 발생할 가능성도 있습니다. 그렇기에 이런 상황을 방지하며 mmWave망을 보다 널리 보급할 효과적인 방안이 고안되어야 하는 것이 아직 숙제로 남아 있습니다. 예를 들어, 정부와 통신 3사가 코어망에 대해서 공동투자하여 비용을 절감하고, 이후 수혜를 보는 기업 및 지자체가 추가적으로 일정 부분을 감당하는 방법 등도 있겠네요. 

 

 

늘 "우리나라는 5G 선도국"이라는 말만 들어왔는데, 이렇게 뒤에 자리잡은 약간의 어려움과 우려가 있다는 사실, 신기하지 않으신가요?

물론 이제까지 이루어낸 결과도 훌륭하다고 할 수 있지만, 부족한 부분에 있어서도 늦지 않게 여러 관련 업체 및 단체들이 효과적인 합의안을 도출해 우리나라가 진정한 5G 선도국으로 거듭날 수 있기를 바라겠습니다.