(78) 좁은 골목 대역에서, NB-IoT 시동
16부. LTE, 진화의 끝에 서다
2016년 7월 SK텔레콤이 사물인터넷(IoT) 전용망인 '로라(LoRa)'를 상용화하자 KT와 LG유플러스가 분주하게 움직였다. '로라'에 대응책으로 양사는 또 다른 사물인터넷망인 'NB-IoT'를 꺼내들었다. 양사는 같은해 11월 NB-IoT 연합전선을 구축해 SK텔레콤에 정면 대응할 것을 천명했다.
비면허대역을 사용하는 '로라'와는 달리 NB-IoT는 면허대역을 활용한다. '협대역(Narrow Band)'이라는 말에서도 알 수 있듯이 아주 적은 대역폭, 이를테면 간섭을 막기 위한 가드밴드에서도 서비스가 가능한 기술이다. 국내서는 흔히 알고 있는 LTE 대역에서 남은 협소한 대역을 사용한다.
NB-IoT의 맏형이라 불릴 수 있는 기술이 'LTE-M'이다. 'M'은 머신타입커뮤니케이션(MTC)의 약자다. 글로벌이동통신표준화기구 3GPP에서는 이를 LTE Cat 1과 0으로 규격화하기도 했다.
다만, 당시 업체별로 LTE-M을 달리 말하고 있어 혼란이 야기되기도 했다. 3GPP가 2016년 6월 마무리한 릴리즈13에서는 LTE-CAT M1이 있다. 여기서 사용된 M또한 MTC를 일컫는다. 퀄컴의 경우 LTE-M을 릴리즈13에서 표준화될 기술이라고 적어놨다. KT와 LG유플러스가 2년 가량 언급한 LTE-M은 릴리즈12 이전의 기술에 해당한다.
LTE-CAT1의 스펙은 이미 3GPP 릴리즈8때부터 명시돼 있었다. 기지국과 단말 각각의 안테나를 여러개 활용해서 데이터를 송수신하는 MIMO 기술을 활용할 순 없지만 단말 단에 안테나가 2개 장착된다. 활용 주파수 대역폭은 20Mhz다. 도달 거리는 업체별로 차이가 있지만 10km 미만이다.
CAT1의 최대 속도는 다운로드 10Mbps, 업로드 5Mbps다. 음성을 전송할 수 있는 정도의 속도다. 저화질의 동영상도 가능하다.
LTE-CAT0는 2015년 릴리즈12때 소개된 기술이다. 업다운 모두 1Mbps의 속도이며 주파수 대역폭은 20Mhz를 활용한다. CAT0 단말의 경우 안테나를 1개만 활용한다. 동시 송수신이 불가능한(반이중통신) 기술이다. CAT0의 경우 전력 소모를 줄이는 PSM 기능이 적용됐다.
릴리즈8때 스펙이 정립된 CAT1의 경우 IoT 시장에 대한 통신사, 제조사들의 관심에 따라 지난해부터 점차 주목받기 시작했다. 릴리즈12의 CAT0의 PSM 기술이 CAT1에도 적용되기 시작했다. 지난해 퀄컴은 PSM 기능을 추가한 CAT1 칩셋(9x07-1)을 발표하기도 했다. 2016년 상반기 이동통신사들이 선보인 LTE-M(CAT1) 모듈은 대부분 퀄컴의 칩셋이 적용된 제품들로 구성됐다.
LTE-M, NB-IoT 도입
일련의 시험검증 과정을 거친 KT는 2016년 3월 29일 LTE-M 전국망 상용화를 발표한다. 모듈 10만개를 배포하겠다는 계획과 함께 향후 NB-IoT에도 1천500억원을 투자하겠다고 선포했다.1)
다른 편에서는 LG유플러스가 2015년 3월 LTE 기반 M2M 모뎀을 공개하고 LTE-M 기반의 보이스오버LTE(VoLTE) 시연에 성공한다. 같은해 9월에는 에릭슨과 NB-IoT 개발 협약을 체결하고 협대역 LTE기술을 활용한 스마트 주차관제 서비스 등을 개발키도 했다.
그 사이 3GPP는 2016년 발표한 릴리즈13에서 새로운 사물인터넷 규격으로 LTE cat M1(eMTC)과 'NB-IoT' 표준을 완성한다. NB-IoT는 180khz 대역폭에서 활용된다. 하나의 셀에 무려 5만개의 기기 연결이 가능하다. 5Wh 전력량을 기준으로 최대 10년간 사용할 수 있다. 사물인터넷 중 가장 작은 규격이라고 볼 수 있다.
SK텔레콤이 2016년 7월 로라 상용화를 발표하자 KT와 LG유플러스는 앞다퉈 로라의 단점을 꼬집는 한편, NB-IoT에 대한 청사진을 제시했다.
KT는 같은해 8월 노키아와 LTE 상용망에서 NB-IoT 기술 시연에 성공하면서 상용화가 눈앞에 와있음을 과시했다. 이에 따른 서비스로 'IoT 재킷' 시연도 선보였다. LG유플러스는 같은해 9월 NB-IoT망 구축을 공식화하고, 상용화 작업에 착수했다.
KT와 LG유플러스는 초기 LTE-M을 활용한 IoT 서비스를 선보였다. (사진=KT)같은 길을 걷게된 KT와 LG유플러스는 내친 김에 2016년 11월 3일 NB-IoT 공동전선을 구축하고 2017년 1분기 공동 상용화하겠다고 천명했다. 이에 따라 이례적인 상황이 연출되기도 했다. KT 광화문 사옥에 KT뿐만 아니라 LG유플러스 임원이 참석해 함께 이 내용을 발표했다.
우선 NB-IoT의 조기 상용화 공동 추진, 칩셋, 모듈, e심, 단말 등 IoT 핵심 제품의 공동소싱, 국내 주요 협단체 및 글로벌 기구 활동 공동 대응을 기본방향으로 설정했다. 협력사를 대상으로 양사 NB-IoT 기술지원 실증센터 공동개방, NB-IoT 해커톤 공동 개최 등 향후 IoT 협력을 공고히 하겠다고 발표했다.
다만, KT와 LG유플러스는 계획보다 한발 늦은 2017년 4월 서울과 수도권을 중심으로 NB-IoT를 상용화했다. 이후부터 이통3사의 사물인터넷망 경쟁이 본격화됐다.
1) 김문기 기자, [통신돋보기] SKT '로라' 대항…KT LGU+연합 'NB-IoT', 아이뉴스24, 2018.12.15.
