심층기획 ‘초고속·저지연·초연결 시대로’…5G 스몰셀 SW 국산화

[산업일보]
‘5세대 이동통신(5th Generation mobile communication, 5G)’ 상용화로 관련 통신장비 시장이 성장하고 있다. 글로벌 시장 조사기관 테크나비오(Technavio)에 따르면, 전 세계 5G 장비 시장 규모는 지난해부터 연평균 67% 성장해 2025년 242억6천만 달러에 이를 전망이다.

기지국, 중계기, 스몰셀, 칩, 안테나 등 5G 장비의 수요 증가는 주파수 영향을 받았다. 4G와 비교해 상대적으로 높은 주파수 대역을 사용하는 5G는 전파 도달 범위가 좁아 많은 수의 장비가 필요하다.

특히, ‘5G 스몰셀(Small Cell)’은 유선망과 사용자 단말기 간 전파 송수신 및 데이터 처리를 담당하는 소형 기지국으로, 5G 인프라 구축 핵심 장비다. 낮은 송신전력으로 높은 용량의 데이터를 전송할 수 있는 5G 스몰셀은 대형 기지국 ‘매크로셀(Macro Cell)’과 달리 좁은 지역의 서비스를 담당하며 초고주파(mmWave) 대역을 지원한다.

ETRI, 5G 스몰셀 SW 기술 개발

한국전자통신연구원(ETRI)는 2020년 10월에 초고주파 28GHz 대역에서 5G 스몰셀 소프트웨어(SW)를 개발했다고 밝혔다. 5G 통신 음영지역이나 인구 밀집 지역에서 전송용량을 늘리며 체감 통신 속도를 높일 수 있는 기술을 만든 것이다.

나지현 ETRI 지능형스몰셀연구실장은 최근 서울 코엑스(COEX)에서 열린 ‘ETRI 통신미디어연구소 2021 성과발표회’에서 “미국의 반도체 기업 ‘퀄컴(Qualcomm)'과 공동 연구로 이 회사의 5G 스몰셀 모뎀 칩셋에 ETRI가 개발한 SW를 결합해 상용 단말을 이용한 통신에 성공했다”고 밝혔다.

연구성과는 5G 스몰셀 SW 국산화에 의미가 있다. 한국의 중소·중견기업들이 외산 SW가 아닌 국내 기술로 만든 SW를 5G 스몰셀 통신장비에 적용해 상용화할 수 있어서다.

나지현 ETRI 실장은 “현재 SW 기술을 국내 5G 장비 관련 중소기업에 이전한 상황”이며, “상용화를 목표로 5G 통신 테스트를 실시하고 라이선스 계약을 준비하고 있다”고 설명했다.

ETRI는 최근 5G 단독모드(Stand Alone, SA) 스몰셀 SW 개발도 성공했다. 5G 상용화 이후 비단독모드 서비스 운영에서 단독모드를 구현하는 기술의 개발을 완료한 것이다. 5G는 4G망과 5G망을 같이 쓰는 비단독모드(Non Stand Alone, NSA)와 5G망을 단독으로 운용하는 SA로 구분한다.

ETRI는 개발한 SW를 퀄컴의 FSM100 5G RAN 플랫폼(Qualcomm® FSM100 5G RAN Platform)에 올려 5G 스몰셀 단독모드 기지국을 구축했다. 또한, 시제품과 단독모드 기능을 탑재한 스마트폰 간 통신으로 기능을 검증했다.

나 실장은 “현재 5G 서비스는 3.5GHz 대역의 비단독모드로 제공하고 있다”며, “단독모드 스몰셀 SW 기술을 활용하면 인구 과밀 지역, 건물 내부 등에서 5G만으로 접속이 가능해 5G 특화망 서비스를 이용할 수 있다”고 말했다.

서비스 맞춤형 네트워크 ‘5G 특화망’은 건물, 공장 등 특정지역에 한정해 사용 가능한 5G망이다. 정보통신정책연구원(KISDI)의 ‘5G 특화망 해외 구축사례 및 정책적 시사점’ 보고서에 따르면, 5G 특화망은 제조업, 물류, 스마트시티, 전력 등 다양한 분야에서 쓰일 수 있다.

“완벽한 5G 구현까지 시간 필요…연구 개발 지속할 것”

ETRI의 5G 스몰셀 SW 기술 개발은 진정한 5G 시대로 들어서는 여러 계단 중 하나다.

2019년 세계 최초로 5G를 상용화한 한국이 4G보다 초고속(enhanced Mobile BroadBand, eMBB), 저지연(Ultra-Reliable and Low Latency Communications, URLLC), 초연결(massive Machine Type Communication, mMTC) 등에서 상대적 우위를 보이는 5G를 완벽하게 구현하는 데는 시간이 필요하다.

나지현 실장은 “현재 초고속과 저지연 규격은 완성한 상태지만 초연결 규격 작업을 마무리해 관련 제품을 만드는 것은 시간이 걸린다”며, “정부가 5G 비전을 발표하고 서비스를 상용화하면 당장 5G를 달성해야 하는 것처럼 생각할 수 있지만 관련 기술 개발, 인프라 구축 등 점진적인 단계를 거쳐야 한다”고 강조했다.

과학기술정보통신부는 지난해 △ 무선인터넷(5G, LTE, 3G, WiFi), △ 유선인터넷(100Mbps급, 500Mbps급, 1Gbps급), △ 모바일 동영상 서비스 등을 대상으로 통신서비스 커버리지 점검 및 품질평가를 실시했다.

평가 결과에 따르면, 지난해 10월 기준 옥외 5G 서비스 범위는 이통3사 평균 19,044.04㎢로, 2020년 하반기 대비 3.5배 늘어났다. 5G 내려받기 전송속도는 이통3사 평균 801.48Mbps 수준으로, 전년 대비 16.1% 오른 것으로 나타났다.

나 실장은 “지금껏 다음 세대의 이동통신이 나오기까지는 10년 정도의 시간이 걸렸다”며, “5G 구현을 위해 스몰셀 SW 연구에 이어 다음 단계의 기술도 개발할 예정”이라고 말했다.