[IT사이트] '5G SA' 홀로 섰지만…LTE 없인 못살아?


LTE 중심으로 시작했지만 독립모드로 기술 진화...향후엔 속도 강화 부스터로 LTE 활용

[아이뉴스24 심지혜 기자] 5G 이동통신 단독모드(SA)가 KT를 통해 시작됐다. SA(Stand Alone)는 홀로 선다는 의미로, 5G망만 단독으로 사용한다는 뜻이다.

지난 2019년 상용화한 5G는 SA가 아닌 LTE를 중심으로 5G가 서비스된 3.5GHz 주파수 대역을 혼합해 쓰는 비단독모드(NSA・Non Stand Alone)였다.

이에 최근 KT가 2년여 만에 SA를 상용화하면서 보다 진화한 5G에 한걸음 더 다가갔다. SA가 초고속 광대역 통신뿐 아니라 초저지연 통신, 대규모 사물인터넷 연결까지 하나의 망으로 서비스 제공이 가능하도록 설계돼 있는 데다 연결성·확장성이 향상돼 초고주파(mmWave) 대역까지 사용할 수 있는 스펙트럼을 지원한다.

SA가 한 단계 진화한 기술이기는 하나 통신사 전략에 따라 달라질 수 있다. SK텔레콤은 기업간거래(B2B) 중심으로 SA를 적용하고 있다. 장기적으로는 속도 강화를 위한 보조 역할로 LTE를 사용하는 차세대 SA를 적용한다는 계획이다. LG유플러스는 SA기술을 준비했지만 시장 상황에 따라 판단할 예정이다.

NSA(옵션3)와 SA(옵션2) 구조도. NSA는 코어망을 LTE(EPC)로 두고 접속망은 LTE와 5G를 같이 둔다. SA는 코어망과 접속망 모두 5G(NR)로 구성된다. [사진=NGMN]

◆ 'NSA'는 LTE에서 5G로의 도움닫기

5G 표준은 핵심망(코어망)과 무선 접속망의 단일 구성(SA) 또는 연계 구성(NSA) 방식에 따라 구분된다.

한국정보통신기술협회(TTA)에 따르면 NSA는 초기 상용망에 구현한 기술로 데이터 처리는 5G로, 가입자 인증 등 데이터 제어를 위한 신호는 LTE를 이용한다. 코어망에서 데이터 처리를 위한 신호를 LTE 기지국에 전달하면, 상황에 따라 LTE 또는 5G 망에서 처리한다.

반면 SA는 5G 시스템만으로 무선 접속망과 코어망을 구축한다. 기존 LTE 망을 병행 사용하지 않기 때문에 안정적인 성능을 내기까지 기술, 서비스 표준화, 시스템 개발, 망구축 등을 위한 시간과 비용이 NSA보다 더 많이 필요하다.

이러한 이유로 5G 서비스를 조기에 안정적으로 제공하기 위해서는 NSA가 우선 고려될 수밖에 없었다. 표준도 NSA부터다. 글로벌 표준화 기구인 3GPP가 2017년 말에 NSA를 선제적으로 확정했고, 이를 바탕으로 우리나라가 2019년 4월에 세계 최초로 5G를 상용화에 성공했다. 이후 SA는 2018년 6월 말에 3GPP를 통해 완료됐다.

NSA는 과도기적인 기술이지만 5G 상용화 속도를 높이는 역할을 했다. 한꺼번에 인프라 자체를 뒤엎기보다는 5G 진화 방향에 따라 추가 투자 속도를 결정하는 것도 가능했다.

◆ 진정한 5G 특성 구현하려면 'SA'

NSA가 5G 초고속 시대를 열었다면, SA는 초고속뿐 아니라 고신뢰・초저지연, 초연결 서비스 구현을 핵심으로 한다. 특히 SA는 지연시간이 줄고, 배터리 소모가 적다는 장점이 있다.

KT가 삼성 갤럭시S20+ 단말로 TTA를 통해 배터리 사용시간을 비교 시험한 결과 SA(13시간 38분)가 NSA(12시간 32분)보다 최대 1시간 6분(8.8%↑) 더 오래 쓸 수 있었다.

네트워크 슬라이싱 기술 개념도 [사진=삼성전자]

5G 필수 기술로 여겨지는 ‘네트워크 슬라이싱’ 구현에도 유리하다. 네트워크 슬라이싱은 물리적인 통신망을 여러개의 가상 네트워크로 분리하는 기술이다

삼성전자가 발표한 '5G 국제표준의 이해' 보고서에 따르면 네트워크 슬라이싱을 이용하면 각 서비스별로 독립적인 네트워크 자원 할당이 가능해 서로 영향을 받지 않으면서 품질(QoS・Quality-of-Service)을 보장할 수 있다. 통신 사업자는 특화 서비스에 대한 별도의 과금체계를 도입하는 것도 가능하다.

예를 들어, 자율주행이나 클라우드 게이밍, 산업용 사물인터넷, 스마트팩토리 등의 서비스는 수 밀리세컨드(ms) 수준의 초저지연과 100%에 근접하는 신뢰성을 보장하는 가상 네트워크를 제공하고, 증강・가상현실(AR·VR) 스트리밍, 초고화질 영상 스트리밍 등의 서비스는 수백 메가비트(Mbps)에서 수 기가비트(Gbps)의 통신 속도를 보장하는 가상 네트워크를 제공할 수 있다.

다만, 이번 KT의 상용화를 두고 일각에선 우려의 목소리가 나온다. 소비자가 체감할 수 있는 수준의 품질 향상이 이뤄지지 않을 경우, 또 다시 질타를 받을 수 있다는 이유다. 게다가 5G만 사용해 LTE를 함께 사용한 NSA보다 속도가 느릴 것이란 지적까지 제기된다.

하지만 KT는 "최고 속도는 이론에 불과하다. NSA 방식에서도 대부분의 데이터를 5G망으로 처리했지만, 5G통신품질평가에서는 경쟁사와 비슷했다"며 "5G를 상용화 할 때부터 SA를 염두에 두고 서비스를 해왔기 때문에 이번 서비스로 속도 저하가 나타나지 않을 것"이라고 해명했다.

SA라 해도 5G망이 구축되지 않았거나 신호가 끊기면 LTE로 전환되는 것은 NSA와 별 반 다르지 않다.

◆ SA 단말별 순차 적용…하반기 대부분 사용 가능

KT의 SA는 우선 삼성전자 갤럭시S20, S20+, S20 울트라 3종부터 이용 가능하다. 오는 8월에는 갤럭시노트20 시리즈, 연내 갤럭시S21 시리즈로 확대한다.

삼성전자는 SA 상용화를 염두에 두고 스마트폰에서 SA 구현이 가능하도록 준비해 왔다. 이미 미국과 독일, 중국 등 일부 이통사는 우리나라보다 먼저 SA를 시작했다.

현재 지난해 이후 출시한 프리미엄폰에서는 이통사의 소프트웨어 설정을 거쳐 SA를 이용할 수 있다. 올해부터는 갤럭시A 모델에서도 SA 이용이 가능하도록 준비했다. 다만 지난 2019년 출시된 스마트폰에는 SA표준이 적용돼 있지 않아 구현이 불가능하다.

KT 고객은 스마트폰 메뉴에서 '설정-소프트웨어 업데이트-다운로드 및 설치' 후 1회 더 재부팅하면 SA를 설정할 수 있다. 다만 한 번 전환하면 되돌아 갈 수 없다.

현재의 NSA방식 옵션3(왼쪽)부터 SA(가운데)인 옵션2, 차세대 SA로 준비 중인 옵션4. 아래 막대그래프를 보면 기술 방식별로 속도에 차이가 난다. [사진=NGMN]

◆ LTE 활용하는 5G로 발전…차세대 5G '옵션4'

SK텔레콤의 경우 그간 투자해온 LTE를 배제하는 것보다 속도 향상을 위해 5G 보조 역할로 두는, 한단계 더 진화한 SA가 필요하다는 입장이다. 이는 '옵션4'로 업계에선 기술 방식별로 SA를 '옵션2', NSA를 '옵션3'라고 지칭한다.

SK텔레콤은 독일의 도이치텔레콤, 영국의 BT 등 글로벌 통신기업과 함께 운영 중인 'NGMN 얼라이언스(Alliance)'를 통해 5G 차세대 규격인 옵션4 백서를 발간하고 늦어도 2년 내에는 상용화가 가능하도록 한다는 전략이다.

옵션4는 LTE를 보조로 활용, 데이터 속도를 높이는 방식이다. LTE를 활용한다는 점에서 옵션3(NSA)와 비슷하지만 코어망을 LTE가 아닌 5G로 사용한다는 점에서 차이가 크다. 데이터 처리도 5G망을 우선 거친다. 한마디로, 5G 코어망에 LTE를 붙이는 방식으로 NSA와는 반대되는 셈이다.

이론상으로는 현재 주파수 기준, 1Gbps에 가까운 속도를 낼 수 있는 LTE와 최고 1.5Gbps가 가능한 5G를 함께 사용하면 다운로드 기준 2Gbps대의 속도 구현이 가능하다. SA에서는 5G 주파수 대역만 쓰기 때문에 이론상 최고 속도는 1.5Gbps에 그친다.

NGMN 옵션4 백서는 "옵션4는 옵션2를 보완해 확장하는 기술이다. LTE가 있는 한 SA 도입 이후에도 옵션4는 5G 성능을 향상시킴으로써 계속해서 가치를 가질 수 있다"며 "또한 LTE를 재정비해야 하는 부담을 완화, LTE 고객에게도 더 오래 서비스 할 수 있게 한다"고 설명했다.

/심지혜 기자(sjh@inews24.com)







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