5G B2B '업로드' 핵심인데…LTE보다 못한 5G

[아이뉴스24 김문기 기자] 이동통신 3사가 올해를 5세대 통신(5G) 기업간거래(B2B) 사업 원년으로 선언한 가운데, 네크워크 업로드 속도를 높이기위한 업링크 개선이 시급한 과제가 되고 있다.

이는 5G 상용화 초기 소비자거래(B2C) 시장에 집중, 확보한 주파수 대부분을 다운로드에 배정했기 때문. 이에 따라 B2B 확대에는 주파수 비율 조정, 신규 기술 도입, 추가 주파수 확보 등이 선결 과제로 꼽힌다.

5G 인프라 확대 및 B2B 활성화는 정부의 한국판 뉴딜 일환인 '디지털 뉴딜'의 핵심 과제 중 하나이기도 하다.

내달 발표되는 범정부 차원 종합계획에는 5G 인프라 조기 구축과 관련해 제조업 혁신, 정부망에 5G 도입, 통합관리플랫폼, 지능형교통관제시스템(ITS) 등 B2B 산업 활성화가 거론되고 있다.

11일 통신업계에 따르면 5G B2B 산업 활성화를 위해 업링크에서의 커버리지 확보와 속도의 안정성, 낮은 지연속도 등을 위한 제반 인프라가 구비돼야 할 것으로 보인다.

스마트폰 등 5G 단말에서 콘텐츠를 소비하는 B2C와 달리 다수의 사물에서 쏘아 올리는 데이터를 병목현상 없이 처리할 수 있어야 하기 때문. 5G 특성인 빠른 속도와 저지연성, 높은 연결성과 함께 양방향성 확보가 관건이라는 뜻이다.

실제로 CCTV나 스마트 팩토리 등 B2B 산업 측면에서는 B2C에 비해 높은 업로드 성능을 필요로 한다. 자율주행의 경우 안전과 직결되기 때문에 이 같은 특성이 더 강조된다.

네트워크 장비 업계 관계자는 "5G 상용화 준비 과정에서도 다운링크와 업링크 비율을 3대1로 해야 B2C뿐만 아니라 B2B 시장에서도 안정적인 서비스 운영이 가능하다는 주장이 있었다"며 "이통3사가 B2C에 집중키로 하면서 4대1로 최종 확정된 바 있다"고 설명했다.

이어 "현재는 업링크에 대한 개선 작업이 시급한 과제"라고 지적했다.

◆LTE보다 2배 느린 5G

업계에 따르면 국내 이통3사의 5G 업링크 속도는 상용화 1년이 지난 현재도 LTE보다 못한 실정이다.

이통 3사가 이론상 낼 수 있는 5G 업로드 속도는 약 75~85Mbps 수준. 반면 LTE의 경우 이론상 최대 150Mbps 속도 달성이 가능하다.

5G와 LTE 속도 차이가 2배 가량 나는 것은 쓰고 있는 주파수 방식의 차이 때문이다. LTE는 주파수분할방식(FDD)으로 다운로드와 업로드 대역폭이 구분돼 있다. SK텔레콤의 경우 총 75MHz 대역폭에서 다운로드를, 70MHz 대역폭을 업로드로 활용하고 있다.

이와 달리 5G는 시분할방식(TDD)이 쓰인다. 대역을 분할해 쓰는 방식이 아니라 시간순서대로 업로드와 다운로드 데이터를 각각 전송하는 방식이다. 현재 SK텔레콤과 KT는 3.5GHz 주파수의 100MHz 대역폭을, LG유플러스는 80MHz 대역폭에서 5G를 운용하고 있다.

또 FDD와 달리 TDD는 할당비율을 정한다. 국내는 4(가드타임 포함)대1 비율로 각각 다운로드와 업로드에 쓴다. 단순하게 따지면 다운로드 데이터를 4번 보낼 때 업로드는 1번의 데이터만 보내는 셈이다.

업계 관계자는 "TDD 방식의 경우 FDD 방식에 비해 업로드 기회가 적기 때문에 지연 특성에 있어서도 불리하다"며, "국내 할당 비율을 적용했을 때 3.5GHz 주파수에서의 지연속도는 2.5ms인 반면 FDD를 사용하는 저대역의 경우 1ms 단위로 스케줄링이 가능하다"고 설명했다.

결국 현재 이통 3사가 운영중인 5G 업로드의 경우 주파수 보유 한계 등으로 인해 속도뿐만 아니라 지연속도에서도 LTE를 뛰어넘기 어려운 구조라는 게 업계 진단이다.

◆ 5G 과도기 해결할 '플랜B' 필요

5G 기반 B2B 산업 활성화를 위해서는 보다 적극적인 인프라 개선이 필요하다는 게 업계 중론.

이를 위한 방법 중 하나가 할당비율 조정이다. 현재 4대1로 맞춘 할당비율에서 일정부분을 업로드에 배분하는 방식이다.

중국의 경우 TDD-LTE 도입부터 7(다운로드)대 3(업로드) 할당비율을 유지하고 있고, 미국은 3대 1 비율을 적용한 것으로 알려졌다.

다만, 현재 상용화된 5G 상황에서 할당비율을 바꾸려면 이통 3사가 모두의 동의를 얻어야 하며, 실제 할당비율을 바꾸더라도 병목현상을 줄이려면 전국에 있는 기지국 설정도 한꺼번에 바꿔야 한다.

더욱이 업로드에 배분함으로써 기존 5G에서 다양한 콘텐츠를 소비해온 일반 소비자의 경우 속도가 떨어지는 등 품질면에서의 불만이 나올 수 있다는 우려도 있다.

이에 따라 이미 성숙된 LTE를 활용하는 방법도 대안으로 꼽힌다. 기존 LTE 대역은 5G보다는 저대역에서 운영되고 있어 더 넓은 커버리지를 제공한다. 국내의 경우 이미 촘촘한 전국망을 보유하고 있다.

이 경우 동적 스펙트럼 공유(DSS) 방식이 대표적으로 거론된다. 더 넓은 커버리지를 보유한 LTE를 활용하면 현재 5G 3.5GHz 대역 TDD 시스템 자체의 커버리지를 넓힐 수 있게 된다. DSS는 업로드뿐만 아니라 다운로드와도 연관이 있으며, 촘촘한 5G 연동이 어려운 현 시점에서 주요한 해결책으로 제시되기도 한다.

DSS는 유럽과 호주, 중동, 중국뿐만 아니라 미국에서도 도입을 서두르고 있다. 스위스의 스위스콤, 폴란드 서비스사업자 폴레이, 호주 이통사 텔스트라, 중동 도화 오레두 콰타, 홍콩 스마툰, 미국 AT&T가 이미 도입했거나 계획을 발표한 바 있다.

아울러 이미 확보한 28GHz 주파수 대역에서의 5G 상용화 및 정부 K-스펙트럼 플랜에 따른 추가 주파수 확보를 통해서도 향후 개선될 여지가 있다.

업계 관계자는 "동일한 저대역 FDD 방식이더라도 개선된 프로토콜이 적용돼 LTE에 비해 5G의 지연특성이 더 좋다"며, "주파수 효율 개선에 따라 더 높은 성능을 발휘할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.