[DT광장] 5G 상용화, 테스트 기술에 달렸다

제임스 키머리 내쇼날인스트루먼트 RF연구 디렉터

제임스 키머리 내쇼날인스트루먼트 RF연구 디렉터

5세대(5G) 이동통신 시대가 눈앞에 다가왔다. 세계이동통신 표준화기술협력기구인 3GPP는 올해 3월 열린 총회에서 글로벌 사업자 및 제조사들이 5G 조기 상용화를 위해 제안한 표준 계획안을 승인했다. 당초 2020년으로 예상됐던 5G 상용화는 2019년으로 앞당겨졌다.

특히 한국은 2018년 평창동계올림픽을 통해 세계 최초로 시범 서비스를 선보일 예정이다. 5G는 단순히 통신 속도의 놀라운 향상만을 의미하는 것이 아니라 사물인터넷, 자율주행차 등 모든 미래 융합 서비스의 바탕이 된다. 또한 엄청난 비즈니스 가치를 창출할 것으로 예상되기 때문에 전 세계 통신사, 정부 및 산·학·연이 모두 5G 상용화를 위해 적극 나서고 있다. 하지만 이러한 5G가 실질적, 효율적으로 활용되기 위해서는 아직 갈 길이 멀다.

3GPP는 올해 12월 최초의 5G 사양을 확정한다고 발표했다. 하지만 이를 활성화하기 위해서는 몇 가지 과제가 해결돼야 한다. 5G는 더욱 빠른 데이터 속도, 더 낮은 지연 시간, 더 많은 용량을 제공한다. 하지만 성능이 강화된 만큼 기존 무선 통신과 달리 완전히 다른 차원의 아키텍처가 필요하다. 5G에 미리 대비하지 못한 기업은 앞당겨진 상용화 일정이 도리어 버겁게 느껴질 수밖에 없다. 3GPP의 초기 사양을 살펴보면 현재 LTE에 비해 매우 넓은 대역폭, 밀리미터 웨이브(mmWave) 주파수 대역의 새로운 스펙트럼, 제어 및 조종 가능한 빔을 갖춘 새로운 안테나 콘셉트를 도입하고 있다. 이러한 새로운 기술들은 테스트 과정을 거쳐야 디바이스를 통해 실제로 구현될 수 있다. 그리고 이 다양하고 복잡한 기술을 모두 테스트하려면 디바이스의 주요 파라미터를 정확하게 테스트하면서도 비용 효율적인 솔루션이 필수적이다.

mmWave 주파수는 이미 3GPP와 미국 연방통신위원회인 FCC, 기타 표준화 기관에서 5G 모바일 네트워크의 표준으로 선정됐으며, 향후 5G 분야에서 핵심 역할을 담당할 전망이다. 또한 디바이스를 효과적으로 테스트하려면 OTA(Over-the-Air) 시나리오에서 채널을 분리하고 빔별로 디바이스를 제어해야 한다. 공기는 다양한 소스 및 노이즈에 의해 간섭을 받는 예측 불가능한 매개체이기 때문에 채널 자체가 시간과 환경 조건에 따라 달라진다.

이러한 과제들은 5G가 상용화되기 전에 해결돼야 한다. 내쇼날인스트루먼트는 올해 3월 버라이즌(Verizon) 5G 스펙의 28GHz대 리얼타임 OTA(Over-the-Air) 프로토타입을 세계 최초로 선보인 바 있다. 이는 NI mmWave 트랜시버 시스템을 사용한 것으로 미국 이통통신사인 버라이즌은 이러한 mmWave 기술의 사전 표준화를 추진할 전망이다. 또한 올해 4월에는 5G 밀리미터 웨이브 채널 특성화에 사용하는 가장 빠르고 정확한 툴을 개발하기 위해 미국 최대 통신사인 AT&T와 협업을 시작했다.

5G의 다양한 과제를 해결하기 위해서는 소프트웨어 구성이 가능하고 비용 효율적이면서 유연한 솔루션이 필수적이다. 특히 FPGA(Field Programmable Gate Array)는 소프트웨어 구성이 가능하고 대용량 처리가 가능하기 때문에 이러한 시스템의 핵심 요소가 될 것이다. 5G의 실제적인 설계나 배포 과정은 이제 시작하는 단계다. 진정한 5G 시대의 실현을 위해 그 실질적인 방안에 대한 기술적 논의가 더 많이 이루어지기를 기대한다.