[인터뷰] 전경훈 삼성전자 부사장 “5G 시대 ‘성큼’… 새 시대 여는 기술 혁신 이뤄가고 있습니다”
삼성전자는 지난 30년간 CDMA[1] 세계 최초 상용화를 포함, 선도적 기술 개발을 통해 통신 분야 혁신 기업으로서의 입지를 강화해왔습니다. 최근엔 차세대 통신 실현을 위해 5세대 이동통신(이하 ‘5G’) 기술 개발과 표준화에 더욱 집중하고 있는데요. 자체 기술 개발에 주력하는 건 물론, 미국∙일본∙유럽 이동통신 선도 업체들과 협력해 5G 상용화를 위한 테스트도 다양하게 진행하고 있습니다. 삼성전자 뉴스룸은 전경훈 삼성전자 IM부문 차세대사업팀 부사장을 만나 5G 기술 개발 현황과 통신 기술의 발전이 가져올 미래상에 대해 들었습니다.
Q. 5G의 정확한 의미가 궁금합니다
A. 5G의 정의에 대한 논의는 현재 진행 중이지만, 데이터 전송 속도와 지연시간 개선에 초점이 맞춰져있습니다
5G의 정의에 대한 논의는 현재도 진행 중입니다. 오늘 주로 말씀 드릴 내용은 통신산업 전반이 심혈을 기울여 제작 중인 대형 퍼즐의 일부로, 그중에서도 가장 주목 받고 있는 데이터 전송 속도와 지연시간 개선에 관한 겁니다. 5G의 최종 목표는 무선 연결 방식을 근본적으로 바꾸는 겁니다. 5G는 가입자에게 훨씬 빠르고 즉각적인 사용자 경험을 제공하는 건 물론, 기존 이동통신 서비스의 경계를 넘어 완전히 새로운 분야로까지 그 영역을 확장하는 게 목적입니다. 자동차와 홈 엔터테인먼트에서부터 도시 계획과 공공 안전에 이르기까지 수십 가지 분야에서 새로운 이동통신 적용 사례를 발굴할 수 있습니다. 기존엔 무선 연결이 잘 쓰이지 않았던 분야에서 5G 적용 가능성을 모색하는 실험도 세계 각지에서 이미 시작됐습니다.
Q. 5G 기술의 발전은 사용자 경험에 어떤 영향을 미치게 될까요?
A. 빠른 반응속도로 4K 동영상, 360도 가상현실, 증강현실 등의 풍부한 미디어를 경험하게 될 겁니다
일반적인 사용자는 5G를 통해 훨씬 더 풍부한 미디어를 경험하게 될 겁니다. 차세대 네트워크는 통신량이 밀집된 장소에서도 초당 기가급의 데이터 전송 속도와 획기적으로 단축된 지연시간을 실현할 수 있게 됩니다. 빠른 반응속도로 4K 동영상, 360도 가상현실(VR, Virtual Reality)이나 증강현실(AR, Augmented Reality) 등에 활용되는 게 대표적 사례입니다.
가령 세계 각지에 흩어져 있는 저명한 음악 연주가가 각자의 위치에서 악기를 연주하며 콘서트를 열고, 시청자는 이를 실시간으로 볼 수 있게 될 겁니다. 이를 가능하게 하려면 다방향 UHD 영상 스트리밍에서 발생하는 데이터 트래픽을 수용할 수 있는 고속∙고용량의 데이터 통신, 연주자들이 마치 한 공간에서 연주하듯 박자와 화음을 맞출 수 있게 해주는 초저지연 기술이 필요합니다.
보다 궁극적인 5G의 목표는 ‘무선 연결이 어떻게 이용될 수 있는가’에 대한 생각을 완전히 새로운 차원으로 바꾸는 겁니다. 5G를 통해 기존 모바일 산업을 뛰어넘는 새롭고 혁신적인 서비스를 개발하는 게 통신사업자들의 주요 관심사입니다.
Q. 삼성전자가 5G 시연에서 이용하는 기술은 어떤 건가요?
A. 초고주파 활용하기 위해 빔포밍(beamforming) 기술을 고안했습니다
초기 단계의 5G 테스트에선 ‘접속자가 상대적으로 많은 지역에서도 데이터 전송속도를 높이는’ 작업에 집중했습니다. 오늘날 LTE 네트워크는 600MHz에서 2600MHz 사이 대역 주파수를 이용하는데, 이 대역은 현재 매우 과밀한 상태여서 광대역을 추가로 확보하기 어렵습니다.
삼성전자는 5G 비전을 실현하기 위해 ‘밀리미터파(mmWave)’로 불리는 초고주파 대역 이용을 검토해왔습니다. 여기엔 아직 사용되지 않은 주파수 대역이 많아 LTE에 사용할 수 있는 전체 주파수의 5배, 많게는 10배에 이릅니다. 밀리미터파는 불과 몇 년 전까지만 해도 업계에서조차 잘 알려져 있지 않았습니다. 초고주파 대역 밀리미터파를 활용하면 고용량 데이터를 전송할 수 있지만 저주파에 비해 고체 물질을 통과시키기 어렵고 대기 중 더 쉽게 흡수됩니다.
삼성전자는 이런 한계를 극복하고 초고주파를 활용하기 위해 4년 이상 집중적으로 연구해왔으며, 이는 5G 상용화 기술 확보 단계에서 중요한 자산이 되고 있습니다. 빔포밍(beamforming) 기술은 초고주파 대역에서 발생하는 문제를 해결하기 위해 고안된 기술 중 하나입니다. 모든 방향으로 동일하게 전파를 보내면 저주파보다 도달 거리가 짧기 때문에 각 기기에서 전파를 특정 방향으로 더 멀리 보낼 수 있도록 한 거죠. 소형 안테나 배열과 고성능 신호처리 기술을 통해 빔포밍 기술을 구현하면 고품질 데이터를 놀라운 속도로 전송할 수 있게 됩니다.
Q. 최근 삼성전자는 5G 다중셀 핸드오버(multi-cell handover) 시연에 성공했습니다. 그 의미를 말씀해주신다면요
A. 삼성전자가 5G 상용화를 위한 실질적 혁신에 집중하고 있음을 단적으로 보여주는 예입니다
기지국의 서비스 영역은 주파수와 출력에 따라 결정됩니다. 사용자가 이동하면 현재 기지국의 서비스 영역에서 다른 기지국 영역으로 넘어가는데, 이때 끊김 없이 통신이 이어지도록 하는 게 핸드오버 기술입니다. 사용자는 한 곳에 머물러 있지 않기 때문에 핸드오버는 이동통신의 기본 요소 중 하나입니다.
LTE 네트워크에서도 통화가 끊기거나 서비스 장애가 생기는 걸 방지하기 위해 네트워크와 단말이 기지국 전환을 완벽하게 조율해야 하는데요. 초고주파를 사용하는 5G에선 빔포밍도 함께 작동해야 하므로 신호 품질과 전송 속도, 사용자 경험 수준을 모두 유지하면서 핸드오버를 구현하긴 훨씬 더 어렵습니다.
삼성전자는 이 문제에 대한 솔루션을 세계 최초로 개발했습니다. 차량을 이용해 기지국 세 곳을 이동하면서도 실시간으로 핸드오버를 수행, 평균 기가급의 속도로 끊김 없는 통신이 이뤄지도록 한 실험에 최근 성공한 겁니다. 이번 시연 성공은 삼성전자가 5G 상용화를 위한 실질적 기술 혁신에 집중하고 있다는 사실을 단적으로 보여줍니다.
Q. 칩셋[2] 개발 작업의 진척 상황도 궁금합니다
A. 60GHz RFIC 칩셋을 적용한 5G 스마트폰 시제품이 공개됐으며, 머지 않아 28GHz 칩셋도 선보일 예정입니다
초고주파수 빔포밍과 핸드오버 기술 못지않게 실제 제품에 도입될 5G용 칩셋 개발도 중요합니다. 삼성전자는 단말 대(對) 단말로 통신하는 엔드투엔드(end-to-end) 모바일 전략에서 칩셋 개발에 중점을 두고 있습니다. 지금까지 업계에서 활용돼온 5G 시연 장비는 캐비닛 크기 기지국, 차량 위에 설치해야 하는 소비자용 단말 등 크기가 제법 컸는데요. 칩셋이 발전하면 단말과 기지국을 더 작게 만들 수 있으며 5G에서 기대되는 초고속 통신을 가능하게 합니다.
삼성전자의 선구적 연구 활동엔 5G용 RFIC 칩셋 개발이 포함돼 있는데, 이 칩셋은 일반 스마트폰에 쉽게 장착될 정도로 작습니다. 삼성전자는 올해 MWC에서 60GHz RFIC 칩셋을 적용한 5G 스마트폰 시제품을 공개했습니다. 머지않아 28GHz 칩셋도 선보일 계획입니다.
Q. 5G를 연구하는 기업은 삼성전자 외에도 많습니다. 삼성전자만의 차별점이 있을까요?
A. 통신 분야에서 폭넓은 제품군을 갖춰 사물인터넷(IoT) 분야에서 유리한 위치를 선점할 수 있습니다
삼성전자는 네트워크 장비를 비롯, 모바일 단말과 칩셋에 이르기까지 통신 분야에서 폭넓은 제품군을 갖춰 통신 기술 부문에서 확고한 강점을 지니고 있습니다. 단말과 소비자 가전 분야 리더십을 바탕으로 사물인터넷(IoT) 분야에서도 유리한 위치를 선점할 수 있습니다. 최근엔 이 같은 역량을 집중적으로 활용, 5G 시대를 앞당기기 위해 △네트워크 △모바일 단말 △칩셋 등 다양한 기술 부문의 인력을 모아 차세대사업팀을 구성했습니다. 삼성전자는 또한 통신사업자와 학술 단체, ITU-R와 3GPP 등 국제 표준화 기구와 긴밀하게 협력하며 5G 기술 표준화에 기여해오고 있기도 합니다.
Q. 5G 도입은 LTE∙와이파이 등 다른 통신 기술에 어떤 영향을 줄까요?
A. 5G를 다른 통신 기술과 상호 연동시켜 더욱 강력한 네트워크를 구성해 잠재력을 활용하는 게 중요하다고 생각합니다
5G는 모바일 네트워크에 대한 세간의 통념을 바꿀 기술입니다. 오늘 말씀 드린 것 외에도 5G를 혁신적으로 이끄는 기술은 다양합니다. 삼성전자는 △네트워크 가상화(NFV, Network Function Virtualization) 기술 △소프트웨어 정의 네트워크(SDN, Software-defined Network) 기술을 개발하는 한편, △멀티링크 아키텍처(Multi-Link Architecture) 기술 개발에도 주목하고 있습니다.
멀티링크 아키텍처는 5G를 LTE와 와이파이(WiFi), 사물인터넷 환경 구현용 저전력 장거리 통신(LPWA) 등 현행 무선 기술과 상호 연동시켜 더욱 강력한 네트워크를 구성하는 기술입니다. 별도 네트워크 서비스 설계 없이도 어디서나 활용 가능한 최적의 네트워크 자원을 자동으로 활용하기 때문에 사용자의 실시간 연결 요구를 효율적으로 충족시킬 수 있습니다. 각 기술이 서로 다른 사용 환경에서 뛰어난 성능을 나타낼 수 있으므로 오직 5G 하나에만 집중하는 게 아니라 멀티링크의 잠재력을 활용하는 것도 중요합니다.
Q. 5G 상용화 시기는 언제로 예상하시나요?
A. 2018년 5G 시범 서비스를 시작으로 2020년 세계 각국에서 상용화되기를 기대하고 있습니다
현재 삼성전자는 5G 기술 표준화와 준비에 박차를 가하기 위해 통신사업자와 정부, 표준화 기구들과 매우 긴밀하게 협력하고 있습니다. 5G 기술을 활용한 첫 번째 사업 모델로 주목 받고 있는 고정식 무선통신서비스(Fixed Wireless)의 경우, 오는 2017년 말에서 2018년 초 사이에 상용화될 전망입니다. 고정식 무선통신 서비스는 광케이블 구간을 일부 대체해 더 많은 가정에 기가급 초고속인터넷이 보급되는 데 기여할 겁니다.
삼성전자는 최초의 모바일 광대역 전송 기술도 개발 중이며, 오는 2018년 5G 시범 서비스를 제공하기 위해 준비하고 있습니다. 2020년엔 한국∙일본∙미국을 포함한 세계 각국에서 보다 광범위한 상용화가 이뤄지리라 기대합니다.
[1] Code Division Multiple Access(코드분할다중접속). 확산대역 기술을 이용한 디지털 이동통신방식
[2] chipset. 여러 개의 마이크로칩과 회로가 모여 하나(이상)의 기능을 수행하도록 설계된 장치
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