4G보다 20배 이상 속도 빨라 / 사물 데이터 초연결사회 활짝 / 스마트시티·원격 의료 등 눈앞 / 네트워크 개발·고도화 속도내야

드디어 내일 세계 최초로 한국에서 5세대 이동통신(5G) 서비스가 개시된다. 5G는 인공지능(AI), 빅데이터 등 연관기술의 진화와 결합돼 산업혁신을 견인하고 우리 삶에 엄청난 변화를 가져올 핵심 네트워크 인프라다. 모든 사물의 데이터가 실시간으로 교환·소통되고, 이를 산업에 활용해 자율주행차, 원격의료, 스마트시티, 스마트공장 등 맞춤형 융합 혁신 서비스가 창출될 것이다.

어떻게 5G 주파수는 이런 마법 같은 일을 가능하게 하는 것일까. 기본부터 살펴보면 주파수는 전파가 공간을 이동할 때 1초 동안 진동하는 횟수다. 1GHz는 1초에 10억 번 진동한다는 뜻이다. 전파는 인공적인 유도 없이 공간에 퍼져 나가는 전자파로서 국제전기통신연합(ITU)이 정한 범위 안의 주파수를 가진 것인데 그 범위는 3000GHz 이하다. 주파수는 무선으로 정보를 실어 나른다는 의미에서 도로에 비유될 수 있다. Hz마다 새로운 도로가 될 수 있는 것이다.

이성엽 고려대기술경영대학원교수 ICT학

통신용으로 사용된 800MHz, 1.8GHz, 2.1GHz, 2.6GHz 대역이 대표적인 도로인데, 이 대역이 2세대 이동통신(2G), 3세대 이동통신(3G), 4세대 이동통신(4G) 서비스에 사용됐다. 높은 주파수 대역에서는 넓은 대역폭을 확보할 수 있어 한 번에 많은 정보를 실어 나를 수 있다. 또한 강한 직진성으로 인해 특정방향으로 송신이 유리하다. 다만, 고층건물 같은 장애물에 영향을 많이 받고 비, 눈, 안개 낀 날에는 멀리까지 신호 전달이 힘들어 신호를 멀리 보내기 위해서는 기지국을 촘촘히 세워야 한다. 낮은 주파수 대역은 잘 휘어 먼 거리를 가지만 넓은 대역폭 확보가 어려워 전송 가능한 데이터양이 적다.

국내에서 5G는 3.5GHz 대역에서 280MHz폭과 28GHz 대역에서 2400MHz 등 총 2680MHz폭이 할당됐다. 고대역 주파수와 넓은 대역폭이 5G 주파수의 특성인 셈이다. 이에 따라 5G 주파수는 다음 세 가지 특성을 가지게 된다.

첫째는 초고속으로 5G는 현재 사용 중인 4G보다 속도가 20배 이상 더 빨라진다. 둘째, 초연결성으로 센서가 부착된 디바이스가 더 많이 연결됨으로써 수많은 정보를 동시에 수집할 수 있게 된다. 초고속, 초연결성은 스마트시티와 재난 대응에 필수적이다. 스마트시티의 본격 구현을 위해서는 방대한 양의 센서, 디바이스를 연결해 수집되는 정보를 빠르게 전송·처리할 수 있는 네트워크가 필요하다. 대규모 재난대응을 위해서는 센서정보, 영상정보, 소셜네트워크서비스(SNS) 정보의 실시간 전송이 필수적이다. 셋째는 초저지연성으로 지연시간이란 스마트폰에서 보낸 데이터가 기지국, 교환실, 서버 등을 거쳐서 다시 스마트폰으로 돌아오는 데 걸리는 시간이다. 5G에서는 지연속도가 0.001초로 나타난다. 원격으로 진행되는 수술은 의사의 움직임을 지연 없이 전달해야 하며, 자율주행 자동차는 물체를 인식하고 제동장치에 이 신호를 전달하는 데 지연이 없어야 한다.

4차 산업혁명의 핵심 전제는 모든 사물이 연결성을 갖는 것이다. 5G 네트워크는 각 영역에서 필요로 하는 연결성을 제공하기 때문에 4차 산업혁명을 위한 필수 인프라가 된다. 이처럼 4차 산업혁명의 출발점이 5G 네트워크라는 점에서 정부와 산업계가 5G 네트워크 개발과 고도화에 각별한 관심을 가질 필요가 있다.

이미 정부는 주파수와 관련해 할당된 대역 외에 트래픽 증가로 인한 추가 수요를 대비하기 위해 작업반을 운영하고 있다. 고정 및 고정위성용으로 분배돼 있는 3.7∼4.2GHz 대역에서 기존 무선국 운용 및 주파수 이용실태 조사 등을 통해 5G 사용 가능성을 검토하고 있다. 주파수 자원의 개발을 통한 5G 산업 활성화 지원, 전파자원의 공정하고 효율적인 이용이라는 정책 목표에 부합하는 계획 수립을 통해 세계 최초는 물론 세계 최고의 5G 일등 국가로의 도약을 기대해 본다.

이성엽 고려대기술경영대학원교수 ICT학