[편집자주] 통신의 역사는 인간의 연결을 위한 끊임없는 노력의 역사입니다. 선사 시대부터 사회적 동물인 인간에게 통신의 기능은 소통과 약속의 수단으로 작용했습니다. 우리나라에는 1888년 조선시대 전기통신이 최초 도입됐으며, 해방 후 1980년대 통신사업과 기술의 비약적 발전으로 정보화 시대가 개막했습니다. 이제 5G, 6G 시대를 맞아 차세대 통신이라 꼽히는 위성통신, 양자통신을 바라보고 있습니다. 인공지능(AI)·로봇·클라우드·UAM 등 첨단 기술 발전과 함께 통신은 점점 중요해지며, 끝없이 발전할 것으로 기대됩니다. 통신은 거의 모든 분야에 걸쳐져 있는 가장 기본이 되는 동시에 핵심이 되는 기술입니다. 본지는 이번 기획 시리즈를 통해 통신의 역사부터 소소한 사건, 기술, 트렌드까지 통신과 관련된 이모저모를 다뤄보겠습니다.

■ 4G, 가입자 수 1천만 시대 열렸다
 
본격 멀티미디어 시대를 지나는 동안, 폴더폰, 슬라이드폰 등의 크기와 이름이 제각각인 다양한 단말기들이 출시됐다. 단말 제조사들은 유행을 빠르게 흡수해 작고 슬림한 디자인을 채택한 모델들을 출시했다. 일명 초콜릿폰, 롤리팝폰, 블랙베리폰 등 대중의 인기를 얻은 핸드폰들이 생겨났다.
 
이러한 디자인은 2010년대에 들어 스마트폰에 터치스크린이 도입됨에 따라 단순화되기 시작해 현재까지 유지됐다. 갤럭시 A는 안드로이드 2.1을 탑재해 90만원에 판매됐지만, 갤럭시 S의 흥행에 가려졌다. LG전자의 옵티머스 시리즈, 모토로라 등도 해당 시기에 인기를 얻었다. 특히 애플은 2011년 아이폰4를 SKT에서 공식 출시했다.
 
2006년 KT는 고품질의 이동통신 요구에 부흥해 WiBro 상용화를 이뤄냈다. 휴대 인터넷 ‘와이브로(WiBro, Wireless Broadband Internet)’는 2003년부터 2005년까지 ETRI와 삼성전자, KT, KTF, SKT, 하나로 텔레콤 등 제조업체와 통신 사업자가 개발한 기술이다. 차량을 포함해 이동 중에도 고속 인터넷 서비스를 사용할 수 있는 기술의 포문을 열었다.
 
와이브로는 2007년 하반기 ITU 3세대 이동통신의 국제 표준으로 채택됐고, 와이브로의 주파수 대역인 2.3GHz 대역은 4세대 이동통신의 세계 공통 주파수 대역으로 선정되며 4G(4세대) 이동통신 기술의 가능성을 높인 3.5G 기술로 평가받기도 했다. 또한 다중안테나 기술(MIMO)를 채택했다.
 
그러나 와이브로는 기대치에 비해 이통사들은 대부분 LTE 개발에 힘을 쓰느라 오래 주목받지 못했다. 2010년대에 들어서 통신 네트워크의 속도는 마치 추진력을 얻은 로켓이 솟아오른 것과 같은 형태로 상승한다.
 
SKT와 LG유플러스는 2011년 7월 국내 첫 4G(LTE) 서비스를 상용화했다. KT는 LTE 서비스 시작이 늦어졌으나, 미리 제조사로부터 확보한 LTE 단말기에서 3G 요금제 개통을 가능케 하며 가입자 수를 유치했다.
 
LTE는 ‘Long Term Evolution’의 줄임말로, WCDMA 등 기존 세대 기술의 진화형이라는 의미로 채택된 것으로 알려졌다. 초기 LTE는 정확히는 3GPP에서 규정 및 개발하고 있는 3.9G로 분류됐으나 이후 4G로 불렸다. 전송속도 및 효율성이 대폭 증가해 성능 개선 및 전송 지연이 최소화됐다는 강점을 가진다.
 
LTE의 데이터 전송속도가 20MHz 대역폭 기준 최대 75Mbps 속도를 달성한 것으로 측정된다. 이론상 최대 속도는 1Gbps에 달했다. 이러한 속도를 기반으로 LTE는 스마트폰 등 모바일 기기 확산과 IoT를 위해 데이터 트래픽 용량 증가가 가능하고, 신규 어플리케이션 서비스의 수익 창출 기회를 제공했다.
 
한편 LTE 서비스 지역은 수도권에서 전국으로 퍼져 나가 2011년 말 국내 LTE 사용자 수는 백만명을 넘었다. 빠른 속도로 늘어나 2012년 중순 이후, LTE 서비스 가입자는 1천만 명을 돌파했다.
 
■ 광대역 LTE-A 등장...치열한 주파수 경쟁 전개




주파수의 대역폭은 통신 속도에 비례한다. 즉 대역폭이 많으면 속도가 빨라진다. LTE의 도입과 함께 국내 통신사들의 주파수 할당 및 경매는 치열해졌다. LTE 서비스의 초창기 주파수는 SKT, LG유플러스가 850MHz(5대역), KT는 1.8GHz(3대역)으로, 대역폭은 각각 10MHz을 할당 받았다.
 
2013년 8월 주파수 경매가 추가로 실시됐고 이후 SKT는 850MHz와 1.8GHz를, KT가 1.8GHz(3대역)과 900MHz를, LG유플러스가 850MHz와 2.6GHz(7대역)에서 20MHz 폭을 할당 받게 됐다.
 
이때 통신 3사는 LTE-A, 광대역 LTE라는 마케팅 용어를 도입하며 경쟁을 하기 시작했다. SKT와 LG유플러스가 서비스한 LTE-A는 20MHz 대역폭의 보조 주파수를 더해 2배 빨라진 150Mbps 속도를 제공하기까지 경쟁이 가장 치열할 때로 꼽을 수 있다. 이때, 통신사들은 속도를 끌어올리기 위해 다른 주파수 2개를 묶는 기술을 활용했는데, 이를 ‘주파수 집성(캐리어 어그레이션, Carrier Aggregation)’이라 불렀다.
 
‘캐리어 어그리게이션’은 각 통신사의 2개의 주파수를 합쳐 최대 속도를 이용하는 방식이다. 주파수 대역폭의 한계를 극복하기 위해 10MHz 대역폭 주파수 여러 개를 CA 기술을 적용하면 20MHz 대역폭을 가진 주파수와 동일한 효과를 낸다는 설명이다. 예컨대 자동차 엔진을 4기통에서 8기통으로 늘려 속도를 빠르게 할 수 있다. 이는 ‘와이파이 듀얼 밴드’와 유사한 방식으로, 2개의 안테나로 2개의 와이파이 주파수 대역폭을 잡는 것과 같다.
 
그러나 해당 방식은 전국에 기지국을 각각 설비해야 하기 때문에 가격이 비싸다는 문제점이 존재했다. 이에 통신사는 기존의 주파수 하나의 대역을 넓게 확대함으로써 기지국 설치가 추가로 필요하지 않은 ‘광대역 LTE-A’ 개념을 도입했다.
 
2013년 9월 SKT와 KT가 서울을 중심으로 광대역 LTE-A 서비스는 1.8GHz(3대역) 당시 황금주파수로 불린 대역을 기반으로 시작됐다. 그러나 이는 엄밀히 말하면 다운로드 대역에 대해서만 서비스가 이뤄졌고, 업로드 대역은 10MHz와 5MHz으로 떨어져 있어 여전히 주파수 집성(CA) 기술이 필요했다.
 
이후 이통3사는 광대역 LTE-A 서비스, 3밴드 결합 서비스 등을 출시했다. 2016년에는 3차 주파수 경매에서 LG유플러스는 2.1GHz 대역, SKT는 2.6GHz(7대역) 40MHz와 20MHz, KT는 1.8GHz(3대역) 200MHz를 할당 받아 광대역 업로드 서비스를 제공하게 됐다.
 
LTE 상용화 이후, 3G 대비 20배 이상의 트래픽이 사용됨에 이르러 용량 한계에 다다랐고, 5G의 등장이 예고되기 시작했다.