5G와 통신 주파수에 대한 이모저모
무선통신 주파수의 특징과 5G
4G를 넘어, 5G 시대의 근간이 될 주파수 경매가 코앞으로 다가왔습니다. 수천, 수조원의 돈이 오가는 경매인 만큼 당사자인 이동통신 3사의 눈치 살피기도 그 어느 때보다 치열해지고 있는데요. 각 무선통신 세대에는 해당 기술 표준에 걸맞은 특징을 지닌 주파수가 필수이기 때문에 좋은 주파수를 얼마나 많이 확보하는가에 따라 통신사의 희비가 엇갈릴 수밖에 없습니다. 다만 균등 분배를 지향하는 이번 경매는 꽤 싱겁게(?) 끝날 거란 예측이 지배적인데요. 오늘은 본격적인 5G 시대 도래를 앞두고 무선 통신에 사용되는 주파수와 5G의 특징에 대해 알아보려고 합니다.
주파수는 보이지 않는 고속도로
주파수란 간단히 말해 무선 통신의 매개체인 전자기파의 초당 진동 횟수에 따라 그 대역을 숫자로 구분한 것입니다. 기본 단위는 Hz(헤르츠)이며 1Hz는 초당 주파수 1회 진동을 의미합니다. 이 주파수들은 흔히 고속도로와 비교되는데요. 다차선의 고속도로일수록 더 많은 차량이 빠르게 달릴 수 있는 것처럼, 주파수 또한 통신용으로 사용되는 대역폭이 넓을수록 더 많은 데이터를 동시에 빠르게 전송할 수 있게 됩니다. 이 때문에 주파수 경매가 있을 때마다 통신사들이 10MHz라도 주파수를 더 확보하기 위해 치열한 경쟁을 벌이게 되는 거죠.
각기 다른 특징, 황금주파수의 조건
보통 주파수는 낮은 대역일수록 전파가 가로막히는 지점에서의 회절성(꺾임)이 좋고 높은 대역일수록 회절성은 떨어지지만 직진성이 높고 빠른 속도를 낼 수 있는데요. 속도보단 넓은 커버리지(통신 범위)가 경쟁력이었던 2G 시절엔 SKT가 보유한 800MHz 저대역이 황금주파수로 불리기도 했답니다. 때론 시대적 환경에 따라 황금주파수가 결정되는데요. 지금은 세계 시장에서 4G용 주파수 대역으로 가장 많이 사용되는 1.8GHz 대역이 로밍 호환성에서 강점을 가진 주파수로 평가됩니다.
이번에 매물로 나온 3.5GHz와 28GHz 중 5G 시대의 황금주파수는 3.5GHz 대역으로 꼽힙니다. 기존 통신망과 인접하고 속도가 빠르면서도 회절성이 좋아 망 구축 부담이 최소화되기 때문인데요. 3.5GHz와 비교해 28GHz 대역은 초고주파대역으로 속도는 빠르나, 회절성이 약하고 직진성이 강해 건물 밀집 단지 등에서는 전파 음영 지역이 생기기 쉽습니다. 이를 커버하려면 통신사에서는 중계기를 더 촘촘하게 설치해야 하므로 망 구축 비용이 크게 늘어나죠.
초고속, 초저지연으로 상징되는 5G
이전 세대보다 훨씬 높은 주파수 구간, 넓은 대역폭을 할당받는 5G 시대에는 어떤 변화가 찾아올까요? 우선 4G LTE에 비해 최소 20배에서 최대 50배까지 빨라진 속도 향상이 가능합니다. 이론적으로 초당 최대 2.5GB의 다운로드가 구현되는 5G 네트워크에서는 흔히 말하는 ‘영화 한 편 내려받는데 몇 초’라는 비유도 이젠 다른 것으로 대체돼야 하겠지요.
‘초저지연성’은 이보다 더 큰 변화를 가져옵니다. 단말기와 통신사 사이에서 신호가 오가는 간격인 지연시간은 4G 기준 0.0025초 수준입니다. 5G 환경에서는 이 시간이 0.001초까지 줄어들게 되는데요. 이 차이는 사람이 체감할 수 없는 수준이지만 무선 관제하는 자율주행차를 비롯한 실시간 사물인터넷 시대에서는 안전성과 효율면에서 큰 차이를 가져올 수 있기 때문에 개선된 지연성은 4G와 5G 시대의 인프라를 바꿀 중요한 가늠자로 꼽힙니다.
국내 이동통신사들은 이르면 내년도 5G 서비스 상용화를 시작할 예정입니다. 사실 5G 도입을 앞두고 일반 소비자들의 예상은 대체로 부정적인 편인데요. 과거 3G에서 4G로 넘어가던 시기처럼 통신사의 망 구축 비용이 높은 통신요금으로 전가되어 돌아올 것이란 예상 때문입니다. 물론 뚜껑은 열어봐야 알겠지만, 5G가 가져올 긍정적인 사회 변화는 취하고 통신 요금은 지금보다 높아지지 않기를 바랄 뿐입니다.
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