▲ (왼쪽부터) 삼성리서치 인도 벵갈루루연구소 라자벨(Rajavelsamy Rajadurai) 연구원, 삼성리서치 중국 베이징연구소 리샹(Lixiang Xu) 연구원

삼성전자가 이동통신 기술 표준 규격을 정립하는 단체인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 내 기술분과에서 의장 1명과 부의장 1명을 동시에 배출했다.

3GPP는 1998년에 설립된 이동통신 표준화 기술협력 기구로, 삼성전자를 비롯해 퀄컴, 애플, 에릭슨, 노키아, 화웨이 등 전 세계 주요 국가의 이동통신 관련 기업과 단체들이 참여하여 이동통신 표준 정립을 주도해 오고 있다. 3GPP에는 ▲ 서비스·시스템(SA, Service and System Aspects) ▲ 무선접속망(RAN, Radio Access Network) ▲ 핵심망·단말(CT, Core Network and Terminals) 등 총 3개의 기술표준그룹(TSG, Technical Specification Group)이 있으며, 기술표준그룹 산하에 4~6개씩, 총 15개의 기술분과(WG, Working Group)로 구성되어 있다.

삼성리서치 인도 벵갈루루연구소의 라자벨(Rajavelsamy Rajadurai) 연구원이 ‘서비스·시스템 기술분과 3(SA WG3)’의 의장으로, 삼성리서치 중국 베이징연구소의 리샹(Lixiang Xu) 연구원이 ‘무선 접속망 기술분과 3(RAN WG3)’의 부의장으로 신규 선임되었다. SA WG3는 이동통신망의 보안과 개인 정보 보호를 위한 기술 표준을 정의하고, RAN WG3는 기지국 연동 프로토콜 기술을 개발하는 분과이다.

앞서 지난 3월에 삼성리서치의 김윤선 마스터가 3GPP에서 물리계층, 무선 프로토콜, 주파수 활용 등 무선 기술 전 분야의 표준화를 총괄하는 무선접속망 기술표준그룹 총회(TSG RAN)의 의장으로 선임된 바 있다.

이로써 현재 삼성전자는 3GPP에서 의장 3석(SA WG2, SA WG3, TSG RAN), 부의장 5석(SA WG4, SA WG6, RAN WG2, RAN WG3, CT WG3)을 확보했다.

3GPP는 올해 하반기부터 6G 연구에 본격적으로 착수한다. 삼성전자가 의장으로 신규 선임된 SA WG3에서는 양자컴퓨터를 이용한 해킹 등 다양한 유형의 공격에 대비한 보안 기술이나 이동통신망에서 개인 정보를 보호하기 위한 프라이버시 침해 방지 기술 도입을 연구할 예정이다. 또한 부의장으로 신규 선임된 RAN WG3에서는 AI를 활용해 기지국의 에너지 소모를 줄이거나 서비스 품질을 개선하는 기술 등을 연구할 것으로 전망된다. 6G에서 강조하고 있는 AI 활용, 보안 강화, 지속 가능한 발전을 위한 기술 개발에 핵심적인 역할을 할 분과들이다.

삼성전자는 이번에 확보한 의장단을 포함해 이동통신 전 영역에 걸쳐 기술 표준화를 주도할 수 있는 체계를 구축했으며, 6G 기술 표준화가 성공적으로 진행될 수 있도록 이동통신 업계 및 단체들과 협력할 계획이다.

3GPP는 12일 인천에서 개최된 ‘RAN 기술총회’에서 삼성전자 김윤선 마스터가 무선접속망 기술표준그룹(TSG RAN, Technical Specification Group Radio Access Network) 의장에 선출됐다고 밝혔다.

^{※ 3GPP에는 ▲무선접속망(RAN, Radio Access Network) ▲서비스 및 시스템(SA, Service and System Aspects) ▲핵심망 및 단말(CT, Core Network and Terminals) 등 총 3개의 기술표준그룹(TSG, Technical Specification Group)이 있으며, 기술표준그룹 산하에 각4~6개, 총 15개의 기술분과(WG, Working Group)로 구성되어 있다.}

1998년에 설립된 3GPP는 삼성전자를 비롯해 애플, 에릭슨, 화웨이, 노키아, 퀄컴 등 글로벌 이동통신 기업과 관련 단체들이 참여해 세계 이동통신 기술 표준 정립을 주도하고 있다.

삼성전자는 3GPP 의장 배출을 통해 앞으로도 더욱 확대된 역할로 6G 표준화에 기여할 수 있게 됐다.

김윤선 마스터가 의장으로 선출된 무선접속망 기술표준그룹은 물리계층, 무선 프로토콜, 주파수 활용 등 무선 기술 전 분야의 표준화를 총괄한다.

한편, 김윤선 마스터는 2021년 한국인 최초로 무선접속망 기술표준그룹의 물리계층 기술분과(RAN WG1) 의장에 당선된 바 있다.

그는 지난 4년간 5G의 물리계층 기술 표준화를 성공적으로 이끌며, 5G 네트워크 산업의 태동에 기여했다는 평가를 받아왔다.

삼성전자, 이동통신 기술 리더십 인정 받아… 업계 최다 3GPP 의장석 보유

삼성전자는 3GPP 무선접속망 기술표준그룹 의장 배출을 통해 이동통신 업계에 대한 기여와 기술 리더십을 인정받았다.

삼성전자는 현재 3GPP에서 의장 2석(RAN WG1, SA WG2)과 부의장 4석(RAN WG2, SA WG4, SA WG6, CT WG3)을 보유해 800여 개 회원사 중 가장 많은 의장석을 보유하고 있다.

김윤선 마스터는 5월 RAN WG1 의장 임기 만료 후에도 무선접속망 기술표준그룹 의장으로 중추적인 역할을 수행하게 된다.

특히, 6G 표준화를 시작하는 시점에서 이동통신의 국제표준 전문가들이 삼성전자 마스터를 의장으로 선출한 점은 의미가 크다.

6G는 ▲네트워크의 에너지 소모 절감 ▲AI를 활용한 네트워크 품질 향상 ▲양자컴퓨터를 이용한 해킹 방지 보안 기술 도입 등 미래 지향적이고 지속 가능한 방향으로 발전할 것으로 예상되며, 3GPP는 올해 하반기부터 6G 연구에 본격 착수한다.

삼성전자는 차세대 통신 기술 리더십을 통해 6G 기술 표준화를 주도하고 이동통신 산업 발전에 기여할 전망이다.

삼성전자 김윤선 마스터는 “무선접속망 기술표준그룹 의장에 선출된 것은 삼성전자의 이동통신 기술 리더십과 기여도를 인정받은 결과”라며 “앞으로도 이동통신 기업과 단체와 협력해 6G 기술 표준화를 성공적으로 추진할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

한편, 삼성전자는 지난달 차세대 이동통신 기술 동향과 방향을 담은 6G 백서 ‘AI 내재화·지속가능한 통신 서비스(AI-Native & Sustainable Communication)’를 공개해 삼성전자의 6G 연구 방향과 핵심 기술에 대한 리더십을 강조한 바 있다.

▲ 삼성전자 삼성리서치 김윤선 마스터

SRA는 프린스턴대의 ‘NextG 이니셔티브 산학협력 프로그램(NextG Initiative’s Corporate Affiliates Program, 이하 NextG 프로그램)’의 창립 멤버로 참여해 6G 무선 및 네트워킹 시스템 기술 혁신의 주도적인 역할을 수행한다는 계획이다.

NextG 프로그램은 산업계와 학계 간 지식 교류를 증대하고, 차세대 통신기술 발전과 혁신을 지원한다는 취지에서 프린스턴 공학·응용과학 대학이 지난해 발족한 협의체다. 클라우드 및 엣지 네트워크, 지능형 센싱, 네트워크 복원력 등의 연구 주제와 다양한 응용 분야를 다루고 있다.

프린스턴 공학·응용과학 대학의 안드레아 골드스미스 학장은 “무선 네트워크의 가능성을 실현하기 위한 최고의 학술연구는 교수진과 산업계 기술 리더 간의 긴밀한 협력을 통해 이루어진다”며 “NextG 프로그램을 통해 빠르게 변화하는 시대에 의미 있는 혁신과 글로벌 리더십을 이끌어 내기 위해 필요한 정책뿐 아니라 무선 기술을 중심으로 한 심도 있는 협력을 추진하는 것이 목표”라고 말했다.

SRA를 비롯해 에릭슨(Ericsson), 인텔(Intel), 미디어텍(MediaTek), 노키아 벨 연구소(Nokia Bell Labs), 퀄컴 테크놀로지(Qualcomm Technologies), 보다폰(Vodafone) 등 세계 주요 통신 및 반도체 기업들이 NextG 프로그램의 창립 멤버로 참여했다. 이 기업들과 프린스턴대는 긴밀하게 협업하며 사회 발전에 기여할 수 있도록 노력할 예정이다.

SRA 찰리 장(Charlie Zhang) 상무는 차세대 통신 분야 기초 연구의 중요성에 대해 강조하며 “프린스턴대의 연구자들이 혁신을 지속하고 6G에서 주요 돌파구를 가져올 수 있는 기술을 개발할 수 있도록 적극 지원할 것”이라고 말했다.

삼성전자는 지난 2019년 5월, 차세대 통신 기술 개발을 주도하기 위해 삼성리서치(SR) 산하에 차세대 통신 연구센터를 설립해 선행 기술 연구를 진행하고 있다.

삼성전자는 2020년 7월 ‘6G 백서’와 2022년 5월 ‘6G 주파수 백서’를 각각 발간했으며, 유엔(UN) 산하 국제전기통신연합(ITU) 소속 6G 프레임워크 실무반 의장직과 세계 이동통신사 연합회(GSA)의 주파수 실무반 의장직을 수행하는 등 글로벌 표준화를 위한 중추적인 역할을 하고 있다.

또한, 지난 2022년 5월에는 제1회 삼성 6G 포럼을 개최해 차세대 이동통신 시장에서 경쟁력을 강화하고 생태계 활성화를 주도해 나가고 있다.

▲ (왼쪽부터) 삼성리서치아메리카(SRA) 정경인 연구원, 삼성리서치 송재연 연구원, 삼성리서치 인도 벵갈루루연구소 나렌 탕구두(Narendranath Durga Tangudu) 연구원

삼성전자가 세계 최대 이동통신 기술 표준 단체인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준회의에서 부의장 3명을 동시 배출했다.

3GPP는 지난 1998년 설립된 세계 최대 이동통신 표준화 기술협력 기구로, 삼성전자를 비롯해 퀄컴, 애플, 에릭슨, 노키아, 화웨이 등 전 세계 주요 국가의 이동통신 관련 기업과 단체들이 참여하며 이동통신 표준 정립을 주도해 오고 있다.

삼성전자는 산하 선행연구조직인 삼성리서치아메리카(SRA)의 정경인 연구원이 3GPP의 ‘무선 접속 실무 워킹그룹 2(RAN Working Group 2, RAN2)’ 부의장으로 신규 선임되었다고 밝혔다. RAN2는 단말과 기지국 간 무선 통신 프로토콜 표준을 개발하는 분과다.

또한, 지난 2021년 8월에 3GPP의 ‘서비스 및 시스템 실무 워킹그룹 4(SA Working Group 4, SA4)’와 ‘코어망 및 단말 실무 워킹그룹 3(CT Working Group 3, CT3)’의 부의장으로 각각 당선됐던 삼성리서치 송재연 연구원과 삼성리서치 인도 벵갈루루연구소의 나렌 탕구두(Narendranath Durga Tangudu) 연구원이 2년 임기를 마치고 연임을 확정 지었다. SA4는 5G 기반의 동영상 스트리밍, XR(확장 현실) 등 실감형 미디어의 전송 기술을 개발하는 분과이며, CT3는 5G 통신망과 외부 인터넷망을 연결하는 개방형 인터페이스를 제정하는 역할을 담당하고 있다.

이로써 삼성전자는 의장 2석, 부의장 5석을 확보해 업계 최다 의장석 보유 기업의 위상을 공고히 하게 됐다.

앞서 지난 5월, 삼성전자의 선행연구조직인 삼성리서치(SR)의 김윤선 마스터와 앤드루 베넷 연구원이 각각 3GPP의 ‘무선 접속 실무 워킹그룹 1(RAN Working Group 1)’과 ‘서비스·시스템 실무 워킹그룹 2(SA Working Group 2)’의 의장으로 선임된 바 있다.

삼성전자는 이번 의장단 의석 확보를 통해 이동통신 전반에 걸친 기술 분야에서 선도적인 입지를 구축했으며, 특히 현재 진행되고 있는 5G-Advanced 표준화와 6G 표준화 연구를 주도적으로 수행하며 기술 리더십을 강화해 나갈 계획이다.

지난 1998년 설립된 3GPP는 삼성전자를 비롯해 퀄컴, 애플, 에릭슨, 노키아, 화웨이 등 전 세계 주요 국가의 이동통신 관련 기업 및 단체들로 구성된 표준화 기술협력 기구다.

삼성전자는 산하 선행연구조직인 삼성리서치(SR)의 김윤선 마스터와 앤드루 베넷 연구원이 각각 3GPP의 ‘무선접속 실무 워킹그룹 1 (RAN Working Group 1)’과 ‘서비스·시스템 실무 워킹그룹 2 (SA Working Group 2)’의 의장으로 선임됐다고 밝혔다.

김윤선 마스터는 지난 2021년 5월 의장 당선 이후 2년 임기를 마치고 재신임을 받아 연임이 확정됐고, 베넷 연구원은 SA 실무 워킹그룹의 부의장으로 4년 임기를 마친 데 이어 의장직 선거에서 당선됐다.

이로써 삼성전자는 업계 최다 의장석(의장 2명, 부의장 5명) 보유 기업의 지위를 유지하게 됐다.

김 의장, 베넷 의장이 총괄하는 RAN 워킹그룹 1과 SA 워킹그룹 2는 3GPP 내에서도 핵심 조직으로, 두 사람은 향후 차세대 이동통신의 다양한 표준화 논의 과정에서 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.

RAN 워킹그룹 1은 단말, 기지국간 무선 전파신호 생성에 관한 표준을 개발하는 조직으로, 전체 표준의 40%를 정의하는 핵심 그룹으로 꼽힌다. SA 워킹그룹 2는 3GPP의 5G 시스템 아키텍처를 표준화하는 역할을 맡고 있다.

삼성전자는 “두 연구원의 3GPP 핵심 그룹 의장직 당선은 이동통신 표준화 논의 과정에서 보여준 당사의 글로벌 리더십을 반영한 것“이라며 “앞으로 5G의 진화 기술인 5G-Advanced 표준화뿐 아니라 6G 표준화에도 주도적으로 기여할 것이다”고 밝혔다.

김윤선 마스터는 “3GPP는 상용화된 5G 기술을 더욱 발전시키기 위해 5G-Advanced 표준화를 진행 중”이라며, “5G-Advanced 표준이 소비자들이 체감할 수 있는 혁신을 담을 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.

베넷 연구원은 “현재 진행 중인 5G-Advanced 표준뿐 아니라 20년대 중반부터 착수하게 될 6G 표준에 시장의 요구사항을 지속 반영하도록 3GPP 회원사와 함께 협력해 나가겠다”고 말했다.

특히, 삼성전자는 지난 12월 처음으로 캐나다 시장 진출 이후 전국망 이동통신 사업자인 텔러스에도 5G 통신장비를 공급하면서 캐나다 통신장비 시장에서 메이저 통신벤더로서의 입지를 공고히 할 수 있게 됐다.

텔러스 다렌 엔트위슬(Darren Entwistle) CEO는 “통신기술 분야의 오랜 경험과 커넥티비티 분야의 전문성, 첨단 기술 등을 고려해 삼성전자를 공급사로 선정하게 됐다”며 “이번 5G 생태계 확장은 세계 최고 수준의 5G 통신 경험을 제공하기 위한 텔러스의 조직적인 역량과 끈기, 선도적인 기상을 증명할 것”이라고 말했다.

삼성전자 네트워크사업부장 전경훈 사장은 “여러 5G 선도국에서 축적해 온 상용화 경험과 독보적인 5G 네트워크 솔루션을 바탕으로 텔러스가 캐나다에서 새로운 5G 시대의 새 지평을 열어가는데 적극 협력할 것”이라고 말했다.

텔러스는 1990년 설립(민영화) 이후 인터넷 및 이동통신 서비스를 제공해왔으며, 2000년부터 전국의 유무선 통신망, 주파수 확보 및 망 운영에 약 2천억 캐나다 달러를 투자해 캐나다 전역에 초고속 통신 서비스를 제공하고 있다. 또한, 초연결 시대의 디지털 혁신을 여러 산업 분야에 확산시키기 위해 5G 분야에 3년간 400억 캐나다 달러를 추가로 투자할 계획이다.

삼성전자가 뉴질랜드에 이동통신 장비를 공급하는 것은 이번이 처음으로, 스파크와 협력하여 연내 일부 지역에 5G 상용망을 구축할 계획이다.

삼성전자는 국내에서 상용화한 3.5GHz 주파수 대역 5G 기지국(Massive MIMO) 등 통신 장비를 공급하며, 세계 최초 5G 상용화를 통해 축적한 기술과 대규모 상용망 구축 경험, 네트워크 최적화 노하우를 적극 활용할 계획이다.

스파크는 2019년부터 삼성전자의 통신 장비, 단말, 핵심 칩 등 엔드-투-엔드 솔루션(End-to-End Solution)에 대한 성능 검증을 통해, 삼성전자 장비의 빠른 속도와 품질, 초저지연 성능 등 실증 시험을 진행해왔다.

스파크 구매부문장 라제쉬 싱(Rajesh Singh)은 “삼성전자는 수년간의 5G 상용화 경험뿐 아니라 혁신적 기술을 바탕으로 가입자들에게 실감형 서비스를 제공할 수 있는 기술을 확보하고 있다”며, “삼성전자 통신 장비를 활용해 안정적 통신 품질, 대용량 데이터 처리가 가능한 5G 상용 서비스를 제공하겠다”라고 말했다.

삼성전자 네트워크사업부 전략마케팅팀장 김우준 부사장은 “이번 계약은 뉴질랜드에서의 첫 번째 이동통신 사업 수주로 앞으로 삼성전자가 글로벌 시장에서 5G를 더욱 확대하는 중요한 발걸음”이라며, “스파크와 함께 차세대 통신기술을 활용한 5G 서비스 확산에 최선을 다하겠다”라고 말했다.

문득 생각하니 입사 전 ‘기지국’이란 단어를 타이핑이라도 해본 적이 있나, 싶어요. 저만 그런 것 아니죠? 시간 괜찮으시면 지금이라도 한 번 빈 문서를 열어 입력해보시겠어요? 기. 지. 국. 이렇게요.

최신 전자제품의 주요 특장점은, 본인이 직접 구매한 게 아니어도 광고나 입소문을 통해 어느 정도 전파됩니다. 당장 삼성전자 제품만 해도 무선충전 방식(갤럭시 S6), 애벌빨래 기능(액티브워시 세탁기), 커브드 디스플레이(삼성 스마트TV) 등이 떠오르네요. 하지만 휴대전화 소유자라면 누구나 매일 이용하고 있는 이동통신 장비의 기본 구조나 사용자 편의 기능은 도통 접할 일이 없습니다. 그나마 요즘은 이동통신사 광고를 통해 관련 내용이 가끔 소개되곤 하지만 이동통신 장비는 일반인에게 여전히 ‘낯선 존재’입니다. (앞서 말씀 드린 기지국 역시 이동통신 장비의 하나라고 보시면 됩니다.)

그래서 오늘은 이동통신 분야 종사자로서의 사심(?)을 담아 제게 가장 친숙한 이동통신 장비와 기술에 대해 얘기해보고자 합니다.

▲삼성전자 LTE 기지국 ‘eNodeB’의 모습입니다

이통 장비 ‘기본 3총사’를 아세요?

일단 이동통신 장비의 ‘기본 3총사’ 얘기부터 들려드릴게요. 첫 번째는 ‘안테나(antenna)’입니다. ‘안테나’라고 하면 머릿속에 떠오르는 이미지부터 생각해볼까요? 대략 아래 사진에서와 같은 형태가 그려지실 텐데요.

▲여러분 주위에도 다양한 형태의 안테나가 곳곳에 분포하고 있습니다

TV가 크면 넓은 화면으로 세밀하게 영상을 볼 수 있습니다. 대용량 하드디스크엔 보다 많은 데이터를 저장할 수 있죠. 안테나가 많다면 어떻게 될까요? 그만큼 많은 양의 전파를 주고 받을 수 있을 겁니다. 실제로 기지국과 휴대전화 안테나를 두 개 이상으로 늘릴 경우, 무선통신 용량도 그만큼 증가합니다.

여러분, 혹시 MIMO(Multi Input Multi Output)란 용어 들어보신 적 있나요? ‘다중입출력’으로 번역되는 이 단어는 앞서 설명 드린 것처럼 여러 개의 안테나로 데이터를 동시에 송·수신하는 기술을 일컫습니다.

두 번째로 소개해드릴 개념은 ‘주파수 대역폭’입니다. 주파수란 말도 낯설긴 매한가지죠. ‘단위 시간(대개 1초)당 한 점을 통과하는 파동의 수’를 뜻하는데요. 저 역시 중고생 시절 물리 시간에 어렴풋이 배운 기억이 있는데 이렇게 직장인이 돼 다시 만나게 될 줄은 몰랐습니다.

이 글에서 말씀 드릴 건 다양한 주파수 대역폭입니다. 예를 들어 800MHz와 900MHz 사이 주파수라면 대역폭은 100MHz가 되죠. 한때 이동통신 3사의 주파수 경매 기사가 한창 뉴스에 오르내렸습니다. 정보들의 전송 통로라 할 수 있는 주파수 대역폭이 넓어지면 더욱 많은 정보를 내보내고 또 받을 수 있는데요. 차선이 넓어지면 더 많은 차가 오갈 수 있는 것과 같은 이치죠.

▲왼쪽 그림의 차선을 10MHz에 비유한다면 20MHz는 오른쪽 그림 차선 같은 형태가 되겠죠?

이전 칼럼에서 소개해드린 CA(Carrier Aggregation) 혹시 기억 나세요? 서로 떨어져 있는 2개 이상의 주파수 대역을 1개 주파수처럼 묶어 더 넓은 주파수 대역을 쓰게 하는 기술인데요. CA 같은 기술도 ‘넓은 주파수 대역폭에 대한 수요 증가’에서 그 등장 배경을 찾을 수 있습니다.

세 번째 개념은 ‘변조(modulation)’입니다. 뭔가 ‘변신’시킬 것 같은 느낌이 물씬 나는 단어죠? 변조의 사전적 정의는 ‘하나의 신호를 다른 신호에 의해 변화시키는 것’이지만 ‘좀 더 효과적인 통신을 위해 신호를 변신시켜 보낸다’고 생각하면 이해가 빠르실 것 같아요.

변조의 효과는 다양합니다. △안테나를 소형화할 수 있고 △다른 신호들과의 간섭을 줄일 수 있으며 △신호를 멀리 보내는 데다 △주파수 분할로 다중통신도 가능해집니다. 통신 신호를 변조하려면 전파의 크기나 주파수(의 위상)를 변화시켜야 하는데요. 최근엔 기술 발달과 함께 변조 방식도 점차 진화하고 있답니다.

사실 변조는 오늘 설명해드린 세 가지 개념 중에서도 가장 생소한 분야이실 겁니다. 이동통신에서 말하는 변조는 대부분 ‘디지털 변조’인데요. 아날로그 변조 방식 중엔 여러분께 친숙한 변조도 있습니다. AM과 FM이 바로 그것이죠. 네, 라디오 방송 송신 방식을 일컫는 바로 그 용어입니다. 이 역시 보다 효과적인 전송을 위한 변신의 일종이라고 보시면 될 것 같습니다.

엘리베이터에서도 잘 터지는 전화, 비결은?

다음으로 삼성전자의 이동통신 솔루션 중 제가 특히 좋아하는 몇 가지를 소개해드릴까 합니다(끝까지 ‘사심 가득’이네요!).

가장 먼저 보여드릴 장비는 ‘실내 특화 솔루션’입니다. 해외 여행 갔을 때 지하철 안이나 건물 지하주차장에서 휴대전화가 터지지 않아 애먹은 경험 있으실 거예요. 불과 몇 년 전 우리나라에서도 흔히 접하던 풍경인데요. 그런데 요즘은 엘리베이터에서도 막힘 없이 통화가 됩니다. 그 비결, 궁금하지 않으세요?

▲‘인빌딩 솔루션’ 개념도입니다

삼성전자엔 야외 신호가 닿지 않는 실내 공간을 배려한 일명 ‘인빌딩 솔루션’이 있습니다. 까다로운 실내 환경에서도 이동통신을 원활하게 사용할 수 있도록 최적화된 방법을 제공합니다.

‘공간 활용에 특화된 솔루션’도 있습니다. 이동통신 장비도 물리적으로 많은 공간을 차지한다면 효율적이지 않겠죠? 그래서 나온 게 아래 사진처럼 생긴, 쌓아놓을 수 있는(stackable) 장비입니다. 능력은 이전과 동일한데 작은 공간에 여러 개 쌓을 수 있고 외형까지 콤팩트하니 여러모로 쓸모가 많겠죠?

요즘은 여기저기서 ‘스마트’란 말이 흔히 쓰이는데요. 삼성전자 스마트 데이터베이스는 사용자의 스마트기기 환경 정보를 분석, 실시간으로 최적화할 수 있는 솔루션입니다. CA 외에도 △SON(Self Organizing Networks, 자동 구성 네트워크) △FeICIC(Further enhanced Inter-Cell Interfernce Coordination, 기지국 간 간섭 제어) △유니파이드 헷넷(Unified Heterogeneous Network, 통합 이종 네트워크) 등 다양한 최신 기술이 더해져 사용자에게 특화된 기능을 제공하는 거죠.

▲사용자에게 특화된 기능을 제공하려는 삼성전자 스마트 데이터베이스 구축의 노력은 지금 이 시각에도 계속되고 있습니다

이상 간략하게나마 이동통신 장비에 대해 제가 아는 선에서 소개해드렸는데요. 이동통신 환경은 앞으로도 한층 안정적이고 빠르며 차별화된 방향으로 진화해나갈 예정이랍니다. 삼성전자도 그 흐름에 동참, 끊임없이 노력하고 있으니 기대와 관심으로 지켜봐주세요!

그런데 전 가끔 이런 생각을 해봅니다. ‘점점 빨라지는 이동통신 속도보다 스마트폰을 활용하는 우리네 삶의 변화 속도가 더 빠른 것 같다’고 말이죠. 구체적으로 어떤 변화가 왔냐고요?

#1. 3G, PC와 멀어지게 하고 연인 사이 의심 줄여주다

저만 해도 스마트폰을 쓰기 전엔 집에서 하루 평균 2시간씩 PC를 붙들고 있었습니다. 하지만 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access, 와이드밴드 코드분할 다중접속기술) 등 3G 기술이 채택된 스마트폰을 장만한 후 간단한 웹 서핑이나 메일 검색 등의 작업은 PC가 아닌 스마트폰으로 해결하게 됐죠.

▲몇 년 전만 해도 PC에서나 가능했던 웹 서핑 작업, 이젠 스마트폰에서도 아무런 불편 없이 할 수 있게 됐습니다. 사진은 스마트폰으로 제 지난 칼럼을 검색한 모습이에요

또 하나, 중요한 변화는 영상통화 기능의 등장입니다. 스마트폰을 활용한 영상통화가 가능해지면서 더 이상 ‘남자친구가 다른 곳에 있으면서 집이라고 거짓말하는 것 아냐?’ 같은 의심을 할 필요가 없어졌습니다.

3G의 등장은 이처럼 컴퓨터의 역할 일부를 대신하고 ‘스마트폰 영상 시대’를 열었습니다. 여기에 통신사별로 무제한 요금제 상품이 출시되면서 스마트폰에 할애하는 시간은 기하급수적으로 늘게 됐죠.

#2. 4G, PC 부럽잖은 저장공간에 ‘실시간 본방 사수’까지?!

‘LTE’로 대표되는 4G 기술이 처음 도입됐을 당시 기억나세요? 하루에도 수십 번씩 관련 광고와 기사가 쏟아지곤 했죠. 말 그대로 떠들썩하게 등장한 4G는 과연 어떤 변화를 가져왔을까요?

▲끝도 없이 돌아가던 저 원 모양, 다들 기억나시죠? 4G 기술의 등장 이후 ‘버퍼링’이란 단어가 낯설어지기 시작했습니다

가장 획기적으로 달라진 점은 ‘스트리밍 서비스의 일상화’입니다. 이전까지만 해도 일일이 해당 파일을 저장해야 감상할 수 있었던 음악이나 동영상 등을 그냥 재생할 수 있게 된 거죠. (혹 잊으셨을까 봐 상기시켜드리면 3G 스마트폰을 쓰던 시절만 해도 우린 위 사진 속 풍경에 익숙했답니다.) 그 덕에 스마트폰 저장 공간엔 더 이상 음악이나 동영상을 저장할 필요가 없어지게 됐고요.

심지어 HD급 화질의 TV 시청이나 화려한 그래픽이 구현되는 3D 게임 감상도 스마트폰으로 할 수 있게 됐습니다. ‘VoLTE(Voice over LTE)’로 불리는 고품질 음성통화서비스가 제공되며 더욱 생생한 통화도 가능해졌습니다. 스마트폰이 MP3 플레이어를, TV를, PC를, 내비게이션을 모두 대체하는 시대로 돌입한 거죠.

여기서 잠깐, 통신기술 속도 향상은 기지국을 포함한 상위 이동통신망과 휴대전화 모두 진화해야 가능하답니다. 지난번 칼럼에선 이동통신망 얘길 주로 다룬 만큼 오늘은 휴대전화 부문에 대해 얘기해볼까 합니다.

휴대전화는 2G나 3G와 같이 세대별 통신기술에 따라 구분되기도 하지만 속도별로 카테고리가 나뉘기도 합니다<아래 표 참조>.

위 표에 기입된 수치는 모두 최대 속도(peak rate)입니다. 참고로 카테고리를 구분하는 기준은 최대 속도 외에도 변조 방식(modulation)이나 다중입출력(MIMO) 등이 있는데요. 더 빠른 통신을 가능케 하는 이 기술에 대한 얘긴 다음 편 칼럼에서 꼭 소개해드릴게요. 참고로 현재 시중에 나와 있는 휴대전화 가운데 가장 빠른 속도를 즐길 수 있는 건 (3밴드 LTE-A의 속도를 구현하는) 카테고리 6 제품입니다.

‘MWC 2015’서 선보인 삼성전자의 최첨단 통신기술들

그럼 이 같은 ‘통신기술 격변 시대’에 삼성전자는 어떻게 움직이고 있을까요?

올 3월 삼성전자 네트워크사업부는 ‘세계 최대 이동통신 전시회’ MWC(Mobile World Congress)에서 다양한 네트워크 기술을 선보였습니다.

사실대로 고백하자면 전 MWC가 무슨 운동대회 명칭인 줄 알았답니다. 매년 스페인 바르셀로나에서 열리는 이 행사는 전 세계 이동통신사, 그리고 휴대전화 관련 기업이 참여하는 대규모 전시회입니다. 향후 이동통신의 모든 걸 볼 수 있는 행사라고나 할까요? 차세대 이동통신에 관심이 있으시다면 매해 열리는 MWC 소식만 부지런히 찾아보셔도 꽤 쏠쏠한 최신 정보를 얻으실 수 있을 거예요.

▲올해 MWC 행사장 내에 마련된 삼성전자 부스 전경

특히 눈에 띄었던 건 △한층 안정적으로 개선된 VoLTE △LTE와 와이파이(WiFi)를 합쳐 더 빠른 속도를 제공하는 기술 △C-RAN(Centralized Radio Access Network, 중앙집중형 기지국) △eMBMS(evolved Multimedia Broadcasting Multicast Service, 동시동영상전송기술) 등이었습니다. 이 밖에 사물인터넷(IoT, Internet of Things)이나 네트워크기능가상화(NFV, Network Function Virtualization) 같은 미래 통신기술도 소개됐죠.

▲삼성전자는 ‘MWC 2015’에서 다양한 형태로 최첨단 통신기술의 면면을 소개했습니다

통신 속도가 더 빨라지면 서비스의 형태는 어떻게 진화할까요? 스마트폰을 이을 또 다른 ‘만능 전자기기’가 탄생할 수 있을까요? 어쩌면 향기나 촉감까지 전송할 수 있는 시대가 곧 올지도 모르겠습니다. 삼성전자는 지금 이 시각에도 빠르고 안정적인 통신 속도를 기반으로 새로운 서비스를 준비 중이랍니다. 앞으로도 더욱 편리하게 이용해주세요!

물론 정해진 시간마다 반대편 봉수대를 바라봐야 하는 수고스러움이 있었겠지만, 전 ‘봉수제도’가 우리나라 통신 기술의 시초가 아니었을까 생각하는데요. 그에 비하면 요즘은 주머니 속 휴대전화만 꺼내면 언제 어디서든 통신이 가능하니 이 얼마나 편안한 세상인가요.

그런데 한 번쯤 ‘휴대전화가 어떻게 인터넷에 접속하고, 다른 사람에게 전화를 거는지’ 생각해 보신 적 있으신가요? 오늘 전 통신을 가능하게 하는 ‘현대판 봉수대’ 얘길 들려드리려고 합니다.

우리가 휴대전화로 통화하고, 인터넷망 혹은 모바일용 메신저 프로그램에 접속하기 위해선 몇 가지 장치가 필요합니다. 무선이동통신을 가능하게 하는 이 장치엔 크게 휴대전화, 기지국, 교환국 등이 있는데요. 이들은 사용자의 목소리 혹은 입력한 홈페이지 주소를 이진법으로 변환하는 등 다양한 역할을 수행합니다.

휴대전화 신호를 직접 받는 기지국과 이와 연결된 교환국은 우리가 빠르고 안정된 속도로 통신 서비스를 제공받을 수 있도록 돕는 곳인데요. 한국과 중국에서 선풍적인 인기를 끌었던 드라마 ‘별에서 온 그대’를 보면 통화 연결된 기지국을 추적해 사용자의 위치를 파악하는 장면이 나오기도 하죠.

혹시 이 장비를 본 적 있으신가요? 사실 이 장비는 안전한 장소에 숨어 있는 경우가 많은데요. 우리가 볼 수 있는 건 이 장비와 연결된 안테나뿐이죠.

대부분의 사람들이 안테나 근처에 있으면 통화가 더 잘될 거로 생각하는데요. 대답은 “노(No)!” 입니다. 삼성전자를 비롯한 이동통신산업 전반은 언제 어디서나 고르고 좋은 이동통신서비스를 제공하기 위해 노력하고 있는데요. 덕분에 대부분의 지역에서 우수한 이동통신서비스를 즐길 수 있는 거랍니다.

삼성전자는 모바일 기기뿐 아니라 더 빠르고 안정적인 이동통신 서비스를 제공하기 위해 다양한 장비를 개발하고 있는데요. 사용자들의 더 나은 이동통신생활을 위해 끊임없이 노력하고 있으니 많이 기대해주세요.

안테나는 토마스 에디슨에 의해 1885년 처음으로 특허가 승인된 기술이며 용어는 마르코니에 의해 가장 먼저 사용되었다. 전류/전압으로 표현되는 도체에서 통하는 전류를 전자파/전기파로 부도체(유전체)에서 전달되는 전자기파로 변환하는 게이트 역할을 하는 장치가 안테나로써 무선통신에서 알파요 오메가로 알려질 정도로 기본 장치에 해당한다.

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94년 통신 분야 연구개발에 몸담게 된 것이 계기가 되어 그 동안 이동통신 안테나 처리 관련 석사와 박사 학위 논문도 썼고 안테나 처리 관련된 굵직한 상도 두 번이나 받았다. 그렇지만 지난 WWDC 2010에서 Jobs가 발표한 아이폰 4의 설명을 들었을 때 외곽으로 둘러싼 안테나 기술은 잘 이해가 되지 않았다. 국제 이동통신 표준화에서 수년간 안테나 처리 분야 공식 Editor도 한 경험이 있는 터라 안테나 처리 관련해서 기본 상식은 알고 있다고 생각했었는데 아이폰 4의 새로운 안테나 형태는 아무래도 이해가 안되었었다. 뭔가 이상했다.

아니나 다를까 사건은 일어났다. 소비자들은 통화 품질이 좋지 않고 때로는 끊어지는 경우가 있다고 했고 그 이유로 새로운 안테나 구조를 들었다. 한 소비자가 Jobs에게 이상한 현상에 대한 메일을 보내면서 문제는 더 확대되기 시작했다. Jobs는 문제를 파악하여 현황을 전달하기 보다는 폰을 제대로 잡고 통화해야 한다(Just avoid holding it in that way)고 응대했던 것이다.

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한 소비자의 불만은 결국 Jobs가 2차 세계 시장 확대 발매 이전에 기자 회견을 갖고 시인과 사과를 하는 상황에 이르게 했다. 소비자의 승리였다. 그리고 내용은 어떻든 간에 최고 책임자인 Jobs의 신속한 대응에는 인간다움을 느끼게 했다. 그렇지만 내용은 정말 문제였다. 다른 회사들까지 물고 넘어간 것이다. 림사는 즉각 성명을 내고 “한가지 확실한 것은 블랙베리를 사용하는 고객들은 단지 (통화) 연결을 유지하기 위해 케이스를 사용할 필요가 없다”고 말했다.

이번 인터뷰 내용은 휴대폰 안테나 기술 설치의 어려움에서는 공감이 가지만 물타기식 접근은 무리수가 있었다. 휴대폰에 안테나를 설치하는 방법은 여러 가지가 있으며, 각 설치 방법은 서로 큰 차이가 없어 보여도 경험과 테스트를 통해 선택한 설치 방법의 작은 차이가 통화 품질에는 적지 않게 영향을 줄 수 있기 때문이다.

이번에 안테나를 밖에 내놓고 손으로 잡게 한다는 점은 안테나 처리 분야 엔지니어인 나에게도 익숙하지 않은 방법이다. 안테나는 전도체인 생체와 닿아서는 안 된다는 것이 안테나 분야 엔지니어들에게는 상식이다. 생체와 닿아도 되는 특수한 방법을 사용하고 있는 건지 아니면 정말로 몰라서 놓친 문제인지는 아직 분명하지 않다. 일반적인 방법으로 디자인되었다면 아래에서 갈라지는 두 개의 외형 안테나가 손에 의해서 만져질 경우 생체의 전기 전달 특성 때문에 미세 전류가 흘러 잡음 현상이 발생할 수 있다. 이 문제를 해결했었는지 아니면 몰랐었는지는 아직 확실하지 않다. 아마도 첨단 안테나 분야 기술자들을 보유하고 있다고 했으니 어느 정도는 해결되었는데도 부분적으로 문제가 남아있었던 것인지도 모르겠다.

여러 가지 안테나 형태들 / 출처 : http://www.tpub.com/neets/book10/NTX4-3.GIF/출처가 명기된 이미지는 무단 게재, 재배포할 수 없습니다

최근 논란이 된 경쟁사는 기술력도 디자인 못지 않게 중요하게 생각하는 회사이고 앞으로 안테나 전문가들을 더 채용한다고 하니 멀지 않아 문제가 해결 되지 않을까 생각은 든다. 그렇지만 지금까지의 사태로 인해 생긴 이미지 손상은 회복하려면 기술 보상보다 훨씬 더 많은 시간이 필요할 것으로 보인다.

기술적으로 볼 때는 안테나 기술에 대한 철저한 대비가 필요하다고 볼 수 있다. 현재에 불거진 이슈는 외장이나 사이즈를 줄이기 위해 안테나를 소위 인테나 (Intenna)로 만드는 부분에서 생기는 이슈들이다. 그렇지만 앞으로는 3GPP LTE와 WiMax 802.16m 국제 이동통신 표준화에 반영되었듯이 단말의 안테나 기술이 MIMO 방식으로 바뀌어 가게 되면 더 복잡한 문제가 발생할 소지가 있다. 한 개의 안테나를 넣는데도 어려움이 많은데 두 개 이상의 안테나를 넣어야 하는 MIMO를 사용하게 되면 더욱 많은 해결해야 할 문제점들이 나오게 될 것이다. 앞으로는 이동통신 네트웍의 셀 전반의 성능을 높이기 위해 협력 형태 MIMO 안테나 (CoMP, cooperative relay), 에너지 소비를 조절하기 위해 대규모 MIMO 안테나 (many antenna beamforming) 기술의 활용이 예측되고 있는 만큼 안테나 기술에 대한 철저한 대응이 필요하다고 하겠다.

안테나 처리 기술의 발전 방향 / 출처 : http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ko/2/2b/MIMO_communications.svg/출처가 명기된 이미지는 무단 게재, 재배포할 수 없습니다

안테나에서 중요한 숫자는 활용 주파수 대역 높이이다. 안테나 길이도 주파수 대역 높이에 비례하며 두 개 이상의 안테나를 사용하는 MIMO 기술에서 주변 안테나 간 간격도 주파수 대역 높이에 비례한다. 통상 효율적인 방식을 위해서는 둘 다 주파수의 반파장에 비례해야 한다 (모노폴 안테나의 길이는 사분의 파장에 비례해야 한다). 2GHz 경우 반파장의 길이는 7.5cm 정도가 된다. 전통적인 안테나 설치 방식을 사용하면 길이나 상호 간격이 줄어들면 수신 성능은 줄어든 길이에 비례해서 달라지게 된다.

안테나 길이와 활용 주파수 파장의 관계 / 출처 : http://www.rfdh.com/bas_rf/begin/images/ant_reso.gif/출처가 명기된 이미지는 무단 게재, 재배포할 수 없습니다

안테나의 길이의 경우 meta-material이라는 상식을 뛰어넘는 물질의 가능성에 대한 연구를 통해 새로운 결과가 나오고 있다. Meta-material을 이용하는 안테나는 자연계에서 쉽사리 알려지지 않은 특성을 이용하는 신기술로 초소형/고효율의 안테나 구성이 가능할 것으로 보고 있다.  MIMO 안테나를 위한 안테나간 간격의 경우도 안테나 배치에 대한 기하학적인 차원에 대한 새로운 사고 덕분에 기존 상식을 뛰어넘는 조건들이 나올 가능성이 높아지고 있다. 유클리드 기하학에 따르면 삼각형의 세 각의 합은 180이고 데카르트의 직각 좌표계에 의하면 차원은 정수배만 존재한다. 그렇지만 상대성이론에도 사용되기도 한 리만의 기하학에서는 삼각형의 세 각의 합이 꼭 180도 가 될 필요는 없다. 복잡계 이론의 프랙탈은 비정수 차원에 대해서도 정의가 가능함을 보여주고 있으며 양자이론의 초끈 이론은 5차원 이상의 세계가 이론적으로 성립됨을 보여주기 시작했다. 새로운 기하학적 사고를 통해 MIMO 안테나간 간격 요구 사항에도 변화가 진행되고 있다. 더불어 안테나 어원이 곤충의 더듬이였던 것처럼 생체의 특성을 묘사하게 된다면 또 다른 새로운 형태의 안테나가 가능해질지도 모른다.

한 보도에서는 이번 안테나게이트 사건을 개발사 내부의 소통 부족 때문일지도 모른다고 했다. 과학 기술 발전은 6개월에 두 배씩 늘어나는 온라인 지식의 양만큼 급속하게 성장하고 있다. 따라서 엔지니어의 자료들은 새로운 기술적인 내용을 다루고 있어 보어의 상보성의 원리에서 알려주듯이 명쾌함이 떨어지게 된다. 전혀 새로운 이야기를 명쾌하게 설명하기는 쉽지 않기 때문이다. 그렇지만 엔지니어들은 설득을 위해 자료를 스마트하게 준비하는 꾸준한 노력과 용기가 필요하다. 더불어 이미 시작한 마스터, 펠로우 제도 등 기술 전문가들의 양성과 역할 확대도 점점 더 많은 기여를 하게 될 것으로 생각된다. 포유류 동물들에게서도 상대의 크기가 작거나 약할 경우에는 자신의 힘을 조절하여 협력적이 되는 페어 플레이 네트워킹 현상이 관찰되고 있다고 한다. 운영 시스템에부터 기술, 디자인 그리고 마케팅 전문가간의 융통섭을 통한 소통과 협력이 무엇보다 중요한 시기가 되고 있다고 하겠다.

새로운 과학적 발견과 철학적 사고 덕택에 상상을 뛰어 넘는 놀라운 안테나 관련 기술들이 나오게 될 날이 기대된다. 이번에 아이폰 4에서 보여준 안테나 기술이 아직까지는 상식 수준의 기술이었고 기본적인 문제점에서도 완벽하게는 해결되어 있지 않았음에 안테나 처리 분야 엔지니어로서 아쉬움이 남는다. 하지만 앞으로 나오게 될 새로운 안테나 기술에 기대를 걸며 안타까운 마음을 씻으려고 한다. 가능하면 새로운 안테나 기술이 우리 엔지니어 손으로 구현되길 한편으로 더 기대해본다.

참고자료
[1] 아이폰 4, http://en.wikipedia.org/wiki/IPhone_4
[2] kcwsssk@joongang.co.kr, 스티브 잡스 신화 ‘안테나게이트’에 무너지나 <지구촌, Joins, 2010-7-17>
[3] 안테나 송 (Antennagate)
[4] “잡스씨, 아이폰4 실패에 우릴 왜?”… 블랙베리 CEO ‘발끈’ <국민일보, 2010-07-18>
[5] RF 회로개념 잡기 – PART 10 Antenna (안테나)
[6] 이인식, 개는 윤리적 동물이다. <조선일보, 2010-07-19>

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