5G 특화망 맞춤 '스몰셀' 나온다···"최고 수준 속도 구현"

과학기술정보통신부(이하 과기정통부)와 한국전자통신연구원(이하 ETRI)은 sub-6GHZ와 mmWave 동시 접속이 가능하고, 업다운 비율 자율 조정으로 다양한 이음5G(5G 특화망) 환경에 맞춤형으로 적용할 수 있는 5G 스몰셀(Small Cell) 기술 개발에 성공·기술 시연회를 개최했다고 19일 밝혔다.

스몰셀은 기존 매크로 기지국보다 크기와 통신 커버리지가 작은 소형 기지국이다. 음영지역·밀집지역에서 기존 매크로 기지국의 통신 커버리지를 보완하기도 하고 스마트 공장, 군사 분야 등 특별한 요구조건을 필요로 하는 이음5G을 구축하는 데에 이용된다.

스몰셀은 지난해 기준 전체 무선 네트워크 장비 시장(약 477억 달러)의 약 15%를 차지하는 등 네트워크 산업 발전에도 핵심 역할을 하고 있다. 일례로 국내 중소기업에서 개발한 5G 스몰셀 제품이 일본에서 주목받으면서 2022년 428억원에 달하는 매출을 기록하는 등 성과를 내기도 했다.

또한 최근 주목받고 있는 오픈랜 산업에서 초기시장은 작은 규모 네트워크인 스몰셀 중심으로 형성될 것으로 전망되는 등 스몰셀 기술의 중요성이 증가하고 있다.

이번에 개발된 5G 스몰셀은 한국전자통신연구원이 주관하고, 국내 중소·중견기업이 참여·협력해 개발했다. 지난 5월 영국 런던에서 개최된 '스몰셀 월드 서밋'(Small Cell World Summit) 행사에서 브라질에서의 스몰셀 실증 성과 등을 인정받아 최우수 기술상인 '스몰셀 포럼 산업대상'을 받았고, 2023년 국가연구개발 우수성과 100선에도 선정되는 등 쾌거가 있었다.

5G 특화망 맞춤형 5G 스몰셀 개념도. 사진=과학기술정보통신부 제공

이번 행사에서는 그간 5G 스몰셀 기술개발 추진 주요내용을 발표하고 ▲5G 두 개 대역(sub-6GHz, mmWave)에 동시 접속해 단말의 데이터 전송속도를 3Gbps까지 높여주는 기술 ▲업로드 위주의 무선 자원 할당에서 탈피해 다운로드, 업링크 비율을 자율적으로 조정함으로써 다양한 이음5G 분야에 적용할 수 있는 기술 시연이 이뤄졌다.

첫 번째로 단말이 5G의 두 개 대역(sub-6GHz, mmWave) 기지국에 동시 연결(이중연결성)된 상태로 데이터 전송속도가 3Gbps까지 달성하는 것을 확인한다. 이는 5G 스몰셀 기준으로는 세계 최고 수준의 성능이다.

기존에는 고속의 데이터 전송을 가능하게 하는 mmWave 스몰셀은 NSA모드만 가능해 5G 단독망으로 구축되는 이음5G에서는 활용할 수 없었다. 그런데 이번 이중연결성 기술을 통해 mmWave 스몰셀을 5G 단독망에서도 활용할 수 있게 돼, 이음5G에서 mmWave 스몰셀을 활용할 경우 이음5G의 데이터 전송속도를 크게 향상시킬 것으로 기대된다.

두 번째로는 시간에 따른 무선 자원 할당 비중을 조절해 업로드 속도를 스몰셀 기지국 기준 최대 800Mbps까지 향상시키는 모습을 보여주고, 무선모형차에 탑재된 3대의 카메라에서 고화질 동영상을 실시간으로 업로드하는 시연을 통해 기술 적용 전후의 업로드 속도를 비교한다.

기존에는 다운로드와 업로드의 무선 자원 할당 비중이 7대3으로 고정되고 자유롭게 조절할 수 없어, 다운로드보다 업로드 속도가 중요한 모바일 방송송출이나 고화질 CCTV 등의 서비스에 활용하려면 기지국 수를 늘리는 방식밖에 없었다. 하지만 이번 기술 개발을 통해 다운로드와 업로드 비중을 3대 7로 할당하는 등 자유롭게 조절할 수 있게 돼, 서비스의 목적에 맞게 보다 효율적으로 이음5G를 구축·운용할 수 있게 된다.

이번에 시연된 기술이 탑재된 5G 스몰셀은 이미 글로벌 통신기업의 플랫폼을 활용해 상용단말의 접속 시험까지 완료한 상태로, 즉각적인 상용화도 가능하여 추후 이음5G에서의 5G 스몰셀 운용이 더 보편화될 전망이다.

또한, 내년까지 남은 기술개발 기간 동안 다수의 스몰셀 기지국이 자동으로 연동되는 운용제어 기술, 트래픽이 없을 때 자동으로 스몰셀의 전원을 꺼서 에너지를 절감하는 기술 등 이음5G에서의 스몰셀 활용성을 높이는 기술을 지속적으로 개발할 계획이다.

홍진배 과기정통부 네트워크정책실장은 "5G 스몰셀은 이음5G에서 다양한 융합서비스가 활성화되는 데에 많은 도움이 될 것"이라며 "중소 네트워크기업과 연구기관이 협력해 개발한 기술이 세계적인 수준으로 인정받고 있는 것이 뜻깊다"고 말했다.

그러면서 "앞으로도 기술이전, 시제품 제작, 판로 개척 등 스몰셀 산업 활성화를 위한 정책방안을 적극 발굴·추진해나가겠다"고 덧붙였다.