2020.07.24

‘속도와 범위, 혼잡도가 다르다’ 3가지 범위의 5G 주파수 따라잡기

Jon Gold | Network World
5G가 사용하는 주파수 대역은 크게 3가지다. 이에 따라 커버리지와 속도에서 다른 특성을 가지며, 이는 기지국 배치 전략에 영향을 미친다. 

5G 기술은 이전 세대에 비해 크게 개선된 특징을 지닌다. 그리고 이러한 향상의 이면에는 오래된 물리학이 존재한다. 바로 주파수 대역이다. 

5G 기술이 어떤 주파수 대역을 지닌다고 잘라 말하기는 어렵다. 국가마다, 또는 이동통신사마다 다르기 때문이다. 하지만 크게 3가지 대역으로 볼 수 있다.
 
Image Credit : Getty Images Bank

최저값 : 650MHz~1GHz
최저 650MHz에서 최RH 1GHz까지의 저주파수 대역은 5G 설비를 설치하는 통신 기업에게 중요하다. 이 범위의 신호는 비교적 장거리로 전파되므로 서비스 제공 업체가 단일 액세스 포인트로 넓은 지역을 감당할 수 있게 된다. 

그러나 가트너 애널리스트 빌 레이에 따르면, 낮은 범위의 RF 스펙트럼에서 5G 사용하는 것에는 심각한 제한 요소가 뒤따른다. 그는 “매우 인기있는 주파수다. 그리고 군 당국과 TV 방송국이 이 주파수의 상당 부분을 이용하고 있다”라고 말했다. 

이 점이 문제가 된다. 850MHz 범위의 5MHz 폭 채널이 2.6GHz 범위의 5MHz 폭 채널과 동일한 처리량을 제공하며, 가용 주파수가 부족하다는 점은 5G 서비스가 광고만큼 빠른 속도를 구현하기 어렵다는 의미다. 

레이에 따르면 5G는 빠른 속도를 확보하기 위해 더 넓은 채널을 이용한다. 그는 “3G 표준의 경우 표준 전송 폭은 5MHz였다. 5G에서는 100MHz 폭의 슬롯이 언급되곤 한다. 즉 전송 채널이 2.4~2.5GHz를 모두 필요로 할 수 있다”라고 설명했다. 

중간 : 6GHz 이하, 스펙트럼 러시(spectrum rush)
5G가 약속하는 성능과 효율성의 대부분은 무선랜에 가까운 주파수의 일부(2.4GHz와 6GHz 사이)에서 구현된다. 통신사들은 이 주파수 대역의 하단부를 사용하는 경향이 있다. 

IDC의 선임 연구 애널리스트 패트릭 필킨스는 “6GHz 이하의 영역이 새로운 스펙트럼이다. 이는 더 큰 채널과 레이턴시 향상을 의미한다”라고 말했다. 

이 주파수 대역에서 문제가 되는 부분은 무료 스펙트럼 대역이 존재한다는 것이다. 3.5~3.7GHz의 시민 광대역 무선 서비스/CBRS/GAA 스펙트럼이다. 이 대역에서는 ‘우선권 접근’이라는 시스템이 이용된다. 특히 기존 해군 및 위성 지상 기지국에 우선권이 주어진다. 다른 기업은 기존 조직을 방해하지 않는 지역에서 이 주파수를 이용할 수 있다. 당연하게도 주파수에 목마른 통신사들이 관심을 가진다. 

각 통신사들이 이 소중한 주파수 대역에서 각자의 조각을 취득해 활용하면서 5G 이용 범위가 확대될 전망이다. 또 와이파이와 비교해 가지는 장점이 선명해질 수 있다. 5G 주파수는 지역별로 하나의 라이선스 사용자에게만 제공되는 반면 와이파이는 그러한 독점성을 제공하지 않는다. 누구나 지역 제한 없이 이용할 수 있기 때문에 신호가 겹쳐 간섭되는 현상이 나타날 수 있다.

필킨스는 “셀룰러 네트워크의 구축 방식은 미리 결정되는 형태다. 이에 따라 와이파이의 문제점 중 하나인 간섭 문제를 극복할 수 있다”라고 설명했다. 

하이 사이드 : 밀리미터 파
5G가 기가비트 규모의 처리량을 구현하기 위해서는 많은 대역폭을 필요로 한다. 무선 업계가 낮은 주파수 대역에서 대역폭을 확보하기 위해 노력하고 있기는 하지만, 6GHz 이하 및 1GHz 영역에서는 이미 부족 현상이 나타나고 있다. 

이로 인해 밀리미터 파 기술에 관심이 쏠린다. 24GHz에서 60GHz 사이에서 동작하는 기술이다. 이 고주파 대역은 특히 넓은 전송 채널을 허용하여 초고속 연결 속도를 가능하게 한다. 그러나 여러 단점이 뒤따르기도 한다. 

레이는 “이 주파수의 유일한 장점은 공간이 충분하다는 것”이라고 말했다. 그에 따르면 밀리미터파는 낮은 범위의 신호가 비교할 때 전파 도달 거리가 짧으며 벽이나 창문과 같은 단단한 물체에 침투하지 못한다. 즉 건물 내에서도 여러 액세스 포인트를 배치해야 할 수 있다.

필킨스는 “여러 제한점으로 인해 기업 내 배치에 아직 준비되지 않은 단계다. 현재로서는 다양한 논의가 이뤄지는 상황”이라고 말했다. 

밀리미터 파 기술은 그러나 10년 정도 사용되어 온 기술이기도 하다. 비면허 무선 분야인 802.11ad 표준이 이에 해당된다. 밀리미터 파 주파수를 이용하는 와이파이에 해당한다. 퀄컴과 화웨이 등은 이 범위에서 동작하는 장비를 공급하고 있기는 하지만 이를 지원하는 엔드포인트 기기가 드문 상태다. 

그러나 향후에는 양상이 달라질 전망이다. 무선 대역폭에 대한 수요가 증가함에 따라 밀리미터 파를 이용해야 할 필요성이 대두되고 있기 때문이다. 레이는 “결국에는 밀리미터 파가 확산될 것이다”라고 말했다. 그에 따르면 현재 스마트폰이나 노트북에 밀리미터 파를 지원하는 안테나와 모델을 추가하려면 약 20달러가 소요된다. ciokr@idg.co.kr



2020.07.24

‘속도와 범위, 혼잡도가 다르다’ 3가지 범위의 5G 주파수 따라잡기

Jon Gold | Network World
5G가 사용하는 주파수 대역은 크게 3가지다. 이에 따라 커버리지와 속도에서 다른 특성을 가지며, 이는 기지국 배치 전략에 영향을 미친다. 

5G 기술은 이전 세대에 비해 크게 개선된 특징을 지닌다. 그리고 이러한 향상의 이면에는 오래된 물리학이 존재한다. 바로 주파수 대역이다. 

5G 기술이 어떤 주파수 대역을 지닌다고 잘라 말하기는 어렵다. 국가마다, 또는 이동통신사마다 다르기 때문이다. 하지만 크게 3가지 대역으로 볼 수 있다.
 
Image Credit : Getty Images Bank

최저값 : 650MHz~1GHz
최저 650MHz에서 최RH 1GHz까지의 저주파수 대역은 5G 설비를 설치하는 통신 기업에게 중요하다. 이 범위의 신호는 비교적 장거리로 전파되므로 서비스 제공 업체가 단일 액세스 포인트로 넓은 지역을 감당할 수 있게 된다. 

그러나 가트너 애널리스트 빌 레이에 따르면, 낮은 범위의 RF 스펙트럼에서 5G 사용하는 것에는 심각한 제한 요소가 뒤따른다. 그는 “매우 인기있는 주파수다. 그리고 군 당국과 TV 방송국이 이 주파수의 상당 부분을 이용하고 있다”라고 말했다. 

이 점이 문제가 된다. 850MHz 범위의 5MHz 폭 채널이 2.6GHz 범위의 5MHz 폭 채널과 동일한 처리량을 제공하며, 가용 주파수가 부족하다는 점은 5G 서비스가 광고만큼 빠른 속도를 구현하기 어렵다는 의미다. 

레이에 따르면 5G는 빠른 속도를 확보하기 위해 더 넓은 채널을 이용한다. 그는 “3G 표준의 경우 표준 전송 폭은 5MHz였다. 5G에서는 100MHz 폭의 슬롯이 언급되곤 한다. 즉 전송 채널이 2.4~2.5GHz를 모두 필요로 할 수 있다”라고 설명했다. 

중간 : 6GHz 이하, 스펙트럼 러시(spectrum rush)
5G가 약속하는 성능과 효율성의 대부분은 무선랜에 가까운 주파수의 일부(2.4GHz와 6GHz 사이)에서 구현된다. 통신사들은 이 주파수 대역의 하단부를 사용하는 경향이 있다. 

IDC의 선임 연구 애널리스트 패트릭 필킨스는 “6GHz 이하의 영역이 새로운 스펙트럼이다. 이는 더 큰 채널과 레이턴시 향상을 의미한다”라고 말했다. 

이 주파수 대역에서 문제가 되는 부분은 무료 스펙트럼 대역이 존재한다는 것이다. 3.5~3.7GHz의 시민 광대역 무선 서비스/CBRS/GAA 스펙트럼이다. 이 대역에서는 ‘우선권 접근’이라는 시스템이 이용된다. 특히 기존 해군 및 위성 지상 기지국에 우선권이 주어진다. 다른 기업은 기존 조직을 방해하지 않는 지역에서 이 주파수를 이용할 수 있다. 당연하게도 주파수에 목마른 통신사들이 관심을 가진다. 

각 통신사들이 이 소중한 주파수 대역에서 각자의 조각을 취득해 활용하면서 5G 이용 범위가 확대될 전망이다. 또 와이파이와 비교해 가지는 장점이 선명해질 수 있다. 5G 주파수는 지역별로 하나의 라이선스 사용자에게만 제공되는 반면 와이파이는 그러한 독점성을 제공하지 않는다. 누구나 지역 제한 없이 이용할 수 있기 때문에 신호가 겹쳐 간섭되는 현상이 나타날 수 있다.

필킨스는 “셀룰러 네트워크의 구축 방식은 미리 결정되는 형태다. 이에 따라 와이파이의 문제점 중 하나인 간섭 문제를 극복할 수 있다”라고 설명했다. 

하이 사이드 : 밀리미터 파
5G가 기가비트 규모의 처리량을 구현하기 위해서는 많은 대역폭을 필요로 한다. 무선 업계가 낮은 주파수 대역에서 대역폭을 확보하기 위해 노력하고 있기는 하지만, 6GHz 이하 및 1GHz 영역에서는 이미 부족 현상이 나타나고 있다. 

이로 인해 밀리미터 파 기술에 관심이 쏠린다. 24GHz에서 60GHz 사이에서 동작하는 기술이다. 이 고주파 대역은 특히 넓은 전송 채널을 허용하여 초고속 연결 속도를 가능하게 한다. 그러나 여러 단점이 뒤따르기도 한다. 

레이는 “이 주파수의 유일한 장점은 공간이 충분하다는 것”이라고 말했다. 그에 따르면 밀리미터파는 낮은 범위의 신호가 비교할 때 전파 도달 거리가 짧으며 벽이나 창문과 같은 단단한 물체에 침투하지 못한다. 즉 건물 내에서도 여러 액세스 포인트를 배치해야 할 수 있다.

필킨스는 “여러 제한점으로 인해 기업 내 배치에 아직 준비되지 않은 단계다. 현재로서는 다양한 논의가 이뤄지는 상황”이라고 말했다. 

밀리미터 파 기술은 그러나 10년 정도 사용되어 온 기술이기도 하다. 비면허 무선 분야인 802.11ad 표준이 이에 해당된다. 밀리미터 파 주파수를 이용하는 와이파이에 해당한다. 퀄컴과 화웨이 등은 이 범위에서 동작하는 장비를 공급하고 있기는 하지만 이를 지원하는 엔드포인트 기기가 드문 상태다. 

그러나 향후에는 양상이 달라질 전망이다. 무선 대역폭에 대한 수요가 증가함에 따라 밀리미터 파를 이용해야 할 필요성이 대두되고 있기 때문이다. 레이는 “결국에는 밀리미터 파가 확산될 것이다”라고 말했다. 그에 따르면 현재 스마트폰이나 노트북에 밀리미터 파를 지원하는 안테나와 모델을 추가하려면 약 20달러가 소요된다. ciokr@idg.co.kr

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