[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.  
■ 5G가 빠른 이유, 대역폭에 있다
 
2019년 한국 최초 5G(5세대) 상용화로 통신업계는 새로운 국면을 맞았다. 5G와 관련한 논제들은 많이 해결되기도, 여전히 해결 중이기도 하다. 5G는 New Radio(NR) 기술을 기반으로 하며, 초기 4G(LTE)보다 최대 100배 빠른 ‘초고속·초저지연·초연결’이라는 특성을 앞세우며 확산됐다. 초기 5G 최대 전송속도는 20Gbps로 제시됐다.
 
5G 시대에서는 빠른 속도의 네트워크를 기반으로 AI, 메타버스, 로봇, AR·VR, 자율주행차 등 첨단 기술이 가능해질 것이라는 믿음이 생겨났다. IoT(사물인터넷) 기술로 사람과 사물, 사물과 사물이 연결되며, 온갖 AI 서비스가 증가하고 있다. 개인 맞춤화 영역을 넘어 미디어, 영상, 의료, 헬스, 금융, 보안, 제조, 자동차, UAM 등 다양한 산업에서 5G는 많은 것을 이룰 수 있게 해주는 통신으로 기대된다.
 
5G가 이렇게 LTE를 넘어 더 빠른 속도를 제공할 수 있게 된 이유는 대역폭에 있다. 대역폭이 넓을수록 더 많은 데이터를 더 빠르게 처리한다. 대역폭을 넓히려면 통신 주파수를 높혀야 한다. 5G에는 다양한 주파수 대역이 존재하는데, mmWave으로 불리는 24GHz 이상 주파수 대역의 대역폭은 최대 4GHz다. 28GHz 주파수는 3.5GHz 대비 8배 더 넓은 대역폭을 제공한다. 일반적으로 Sub-6GHz 대역보다 넓은 대역폭을 제공한다. 예컨대 1000원으로 동전 10개를 만들면 100원짜리지만, 5000원으로 동천 10개를 만들면 500원이 되는 원리다.
 
그러나 대역폭이 넓을수록 속도는 빨라지지만, 장애물을 피하는 회절성이 낮아진다. 5G는 높은 속도를 제공하는 대신 커버리지가 짧아 쉽게 끊기고, 장애물 뒤로 넘어가지 못한다. 수분을 흡수하기도 한다. 때문에 이를 보완하기 위해서는 기지국을 촘촘하게 짓거나, 빔포밍 등 기술로 보완해야 한다.
 
■ 5G 상용화 그 이후…

국내 5G(NR)는 현재진행형이다. 소비자들은 여전히 5G 속도에 불만을 토로하고 있다. 상용 시점부터소비자가 체감하는 4G 대비 5G 특화 서비스는 고해상도 동영상을 스트리밍으로 시청하는 정도 수준에 불과하다.
 
그 이유는 여전히 5G가 반쪽짜리이기 때문이다. 우리나라는 5G Sub-6GHz (6GHz 이하 3.5GHz) 대역과 mmWave(24GHz 이상) 대역 중 3.5GHz 기반으로 상용화가 이뤄졌다.
 
5G 상용화 초기, 정부와 이통3사는 28GHz 주파수 대역 기반의 5G 혁신 서비스를 홍보했으나, 28GHz 대역은 사실상 현재로서 B2C 서비스가 불가하다는 논란이 지속적으로 제기됐다.
 
이통사는 2018년 5G 28GHz 주파수 대역을 두고 경매를 통해 할당을 받았지만, 수익화가 어렵다는 이유를 들며 결국 전국망 사업화를 수행하지 못했다. SKT의 28GHz 대역 망 구축 수는 1,650개 장치로, 의무 구축 대수 1만5천대를 설치해야 했으나, 사실상 구축을 포기했다.
 
이에 따라 과기부는 주파수 할당조건 미이행에 따른 할당취소 처분을 최종 통지했다. 공정거래위원회는 SKT, KT, LG유플러스에 대해 ‘기만적 광고 행위’라 칭하며 과징금 336억원을 부과했다.
 
과기부는 28GHz 주파수 기반 신규 사업자를 발굴하겠다고 나섰다. 지난 1월 경매를 통해 28GHz 대역 주파수 할당대상법인으로 스테이지엑스를 선정했다. 최종 낙찰가는 4,301억원으로, 2018년 이통3사의 낙찰가인 2천억원 초반대보다 2배가 넘는 금액이다.
 
그러나 신규 사업자 신청 과정부터 잡음이 끊이지 않았다. 통신 업계 전문가들은 스테이지엑스의 자본금 부족을 꼬집으며 자격이 없다고 지적했다. 올해 6월 과기부도 스테이지엑스의 자본금 및 주주 구성을 문제로 제시하며 후보 자격 선정 취소 여부를 최종 결정하기 위해 청문 절차를 개시했다. 위기에 놓인 스테이지엑스 측은 법정 공방을 이어가고 있지만, 관련 업계에 따르면 주파수 재할당도 어려울 것으로 판단하고 있다.
 
■ 5G 특화망, 28GHz 해법 되나

이통사는 빠른 상용화를 위해 3.5GHz 주파수 기반 5G 비단독모드, 즉 LTE-5G 결합 방식(Non-Stand Alone, NSA)을 채택했다. 5G NSA는 기존 4G LTE 코어 인프라 활용이 가능해 구축 비용이 절감된다. 또한 일각에서는 SA에 비해 스마트폰 단말기 배터리 사용량을 일부 절감한다는 장점이 언급됐다.
 
반면 5G 단독모드(SA)는 5G 코어를 기반으로 네트워크를 구성하는 방식이다. 초기 5G SA를 구현하기 위해서는 28GHz 주파수가 필수적으로 꼽혔다. 저지연, 초고속도 등의 특징으로 새로운 서비스를 가능케 하는 ‘순수한 5G’라는 설명이다.
 
노키아, 에릭슨 등 통신장비 업체는 “5G SA는 네트워크 슬라이싱, RedCap 장치, 엣지 솔루션 등 새로운 기능을 지원해 전환이 필요하다”고 주장한다. 노키아 한효찬 CTO는 “5G SA를 만족하면 네트워크 슬라이싱 기술과 같은 기반 서비스가 가능하다”고 말했다. 인도와 미국은 네트워크 슬라이싱 기술로 수익화를 달성하고 있다.
 
최근 노키아에 따르면, 5G 3.5GHz 주파수 대역에서도 전국 기지국 설치를 완료한다면 SA 구현이 가능한 것으로 나타났다. 국내 이통3사는 5G 3.5GHz 주파수 대역에 대한 전국망 구축을 거의 완료했다. 그러나 이통3사는 과기부의 5G SA 구현을 강요함에도 불구하고 NSA를 유지하고 있다. LTE를 활용하는 NSA에 비해 현재로서는 이론상 속도가 떨어진다는 이유다.
 
이러한 가운데, 5G 28GHz 주파수 대역의 특성은 5G 특화망(이음5G)에서 빛을 발할 수 있을 것으로 전망된다. 5G 특화망은 건물, 토지 등 특정 구역에서 정부에 주파수 신청을 통해 기업 또는 기관에서 자유롭게 사용할 수 있는 맞춤형 5G 네트워크를 의미한다. B2C로 불가한 고주파수를 B2B 서비스로 겨냥하는 셈이다.
 
6G 포럼 박동주 위원장은 “제조 산업 현장에서 28GHz의 800MHz 혹은 600MHz의 넓은 대역폭을 활용해 단말에서 서버로 데이터를 전송하는 촬영된 비디오의 전송, 센서 데이터 공유 등 업링크 데이터 전송 속도를 확보하기에 유리하다”고 말했다.
 
지난 3월 과기부는 이음5G 기반의 융합 서비스 실증을 통해 민간의 디지털 전환을 촉진하기 위한 ‘2024년도 5G 산업융합 기반조성 사업’의 신규과제 공고를 냈다. 주요 서비스 구축 사례로는 △제조 분야 실시간 관제 기반 중대재해 예방 서비스 △물류 분야 개인디지털단말(PDA) 데이터 처리 △AI 기반 자율주행로봇 배송 서비스 △병원에서 환자의 컴퓨터단층촬영(CT)/자기공명영상(MRI) 등의 검사결과를 3차원 증강현실(3D AR) 및 실시간 비대면 협진으로 정밀 수술 서비스 △실감형 가상현실(VR) 콘텐츠 △군사 교육 서비스 등이 있다.
 
삼성전자도 올해 1월 경기도 수원사업장에 이음5G 통신망을 구축했다. 이음5G에서 통상적으로 쓰이는 4.7GHz 대역뿐만 아니라 28GHz 대역 기반으로 네트워크 장비 제조현장 등에서 활용할 계획을 밝혔다. 현재 국내 이음5G를 지정받은 법인이 12개 기관으로 늘어나며 총 31개 기관 56개소로 활용범위가 확대되고 있다.