5세대(G) 통신 시대를 맞아 기존 주파수의 한계를 극복하면서, 속도는 기존 LTE 대비 4~5배 이상을 제공하는 혁
신 기술이 각광받고 있습니다. 대표적인 기술로 'LTE-U'(LTE-Unlicensed Spectrum)는 이달 초 스페인 바르셀로나에서 열린 '모바일월드콩그레스(MWC) 2015'에서 가장 많은 관심을 끈 기술 중 하나입니다. LTE-U는 비면허 대역인 와이파이 대역의 주파수에 LTE 기술을 적용해 최대 다운로드 속도를 1Gbps로 끌어올릴 수 있는 기술입니다. 국내 이동통신 3사를 비롯해 퀄컴, 에릭슨, 삼성전자 등 세계 네트워크 기술 기업들이 개발에 박차를 가하고 있습니다.

◇LTE-U는?= LTE-U는 쉽게 말해 '비면허 주파수 대역'을 활용하는 LTE 기술이라고 정의할 수 있습니다. 정보통신기술(ICT) 핵심자원인 주파수를 효과적으로 관리하기 위해 세계 각국 정부는 엄격한 주파수 할당 절차를 거쳐 결정하고, 통신 또는 방송 기업에 독점적 사용권을 부여하고 있습니다. 그러나 비면허 주파수 대역은 와이파이, 블루투스, RFID처럼 기존 이동통신이나 방송송신과 달리 기술방식에 관계없이 자유롭게 활용할 수 있도록 남겨놓은 주파수 자원입니다.

LTE-U는 이렇게 자유롭게 활용할 수 있는 와이파이용 주파수를 LTE 방식으로 전송하는 기술입니다. 현재 LTE 주파수로는 700㎒, 800㎒, 1.8㎓, 2.1㎓, 2.6㎓ 등 대역에서 국제 표준화가 이뤄져 있습니다. 여기에 더해 와이파이로 주로 쓰이며, 따로 주파수 사용 허가를 받을 필요가 없는 5㎓ 또는 5.8㎓ 주파수를 LTE용으로 활용하는 기술입니다.

◇LTE-U로 속도향상, 주파수 효율 향상= 이통사들은 LTE-U를 활용하면 대규모 시설 투자나 통신 요금 인상 없이 LTE 네트워크가 수용할 수 있는 용량을 늘릴 수 있는 획기적 기술이라는 데 주목하고 있습니다. LTE-U는 LTE 통신방식을 거의 그대로 활용하기 때문에 현재 기술로는 상·하향 40㎒ 폭의 와이파이 주파수로 150Mbps의 속도를 낼 수 있습니다. 국내 이동통신 3사는 올해 초 기존 2개의 일반 주파수(75Mbps)와 1개의 광대역 주파수 등 3개의 주파수 대역을 결합해 기존 LTE 대비 4배 빠른 300Mbps의 속도를 내는 '3밴드 LTE-A'를 상용화했습니다. 최근 이통 3사는 3밴드 LTE-A에 LTE-U를 결합해 최대 450Mbps까지 속도를 내는 기술을 시연했습니다. 이는 일반 LTE 대비 6배 빠른 속도입니다. 전문가들은 현재 와이파이 가용 주파수는 3㎓, 5㎓, 5.8㎓ 대역을 포함해 480㎒ 폭 가량이 남아 있어, 광대역 LTE-A 서비스와 묶어 기가급 5G 통신 수준의 속도를 충분히 실현할 수 있을 것으로 전망하고 있습니다.

이통사들은 넓은 지역에는 기존 기지국을 활용해 3밴드 LTE-A 서비스를 제공하고, 실내 또는 데이터 사용 밀집지역 등에서는 와이파이 주파수를 활용해 LTE-U를 서비스하는 모델을 구상하고 있습니다. 3사에 따르면 LTE-U를 지원하는 칩셋 개발도 거의 막바지 단계에 이르렀고, 올 연말에는 LTE-U 기술을 지원하는 상용 단말기를 출시할 예정이라고 합니다.

◇LTE-U의 한계= 하지만 LTE-U 기술에 장밋빛 미래만 있는 것은 아닙니다. 비면허 대역에서는 일정 수준의 주파수 인접 대역 보호 규정만 준수하면, 수많은 통신 설비가 제한 없이 동시에 사용될 수 있기 때문에, 기존 이동통신과 같은 높은 수준의 통신 품질을 보장할 수 없습니다. 와이파이 네트워크와 LTE 네트워크를 완벽하게 통합해 서비스를 제공하기도 쉬운 일만은 아닙니다. 이를 위해 퀄컴과 삼성전자는 타 사업자가 사용하는 기지국 등의 출력을 검출, 사용 주파수 '블록'을 선택할 수 있는 LBT(Listen-Before-Talk) 기술을 개발하기도 했습니다. 에릭슨은 LAA(License Assisted Access)를 통해 각 전파 자원을 시분할 방식으로 할당, 각 와이파이와 LTE 사용자들이 해당 주파수 대역을 나눠 사용해 주파수 간섭을 피하고 공존할 수 있도록 보장하는 기술을 선보이기도 했습니다. 또 타 통신 시스템에 영향을 최소화할 수 있는 수준으로 출력을 감소하는 저전력 LTE 기술 방식 등이 제안되는 상황입니다.

세계 각국 주파수 허용 면허와 관련한 규제도 제각각 다르다는 점도 한계로 인식되고 있습니다. 미국과 유럽 등 해외의 경우, 주파수 출력을 적게 하는 등 기본적인 전파 사용 에티켓을 준수하는 조건에서 주파수를 자유롭게 활용할 수 있도록 하고 있습니다. 그러나 우리나라는 주파수 사용을 위한 면허는 필요 없지만, 용도를 지정해 운영하고 있어 와이파이용 전파에 LTE를 쏘는 상황이 불법이 될 수 있습니다. 따라서 기술도입을 위해서는 여러 기술적·정책적 합의가 선행돼야 할 것으로 보입니다.

박지성기자 jspark@dt.co.kr