갤럭시S4는 차세대 LTE, LTE-A를 사용할 수 없다? 왜?

지난 2013년 4월 21일, SK텔레콤이 19일 기준 SK텔레콤 LTE 사용자가 1,000만 명을 돌파했으며, 이달 내 일일 데이터 트래픽량이 1PB(1024TB)를 넘어설 예정이라고 밝혔다. 지금까지 당일 이동통신사(이하 이통사) 중 LTE 사용자가 1,000만 명을 넘은 곳은 미국의 버라이즌과 AT&T, 일본의 NTT 도코모로 SK텔레콤은 전세계 이통사 중 4번째다. 이와 함께 SK텔레콤은 올해 연말까지 국내 LTE 사용자가 1,500만 명으로 증가할 것으로 전망했으며, 오는 9월 LTE-A (LTE-Advanced) 상용화 서비스를 통해 더욱 빠르고 안정적인 이동통신 품질을 제공한다는 계획이다.

뒤를 이어 지난 2013년 4월 25일, 삼성전자가 서울 삼성 서초사옥 다목적홀에서 '삼성 갤럭시S4 월드투어 2013 서울' 행사를 열고 갤럭시S4를 선보였다. 현존 최고 사양 및 다양한 기능 등을 탑재한 갤럭시S4는 전세계에서 가장 많은 주목을 받고 있다. 다만, 한가지 눈길을 끄는 발표가 있었다. 갤럭시S4는 LTE-A를 지원하지 않는다. 이에 삼성전자 관계자는 "앞으로 LTE-A를 지원하는 갤럭시S4를 출시할 계획이 있다"고 말했다.

진정한 4G? LTE-A가 뭐길래

LTE-A는 LTE-Advanced의 약자로, 차세대 LTE 기술을 뜻한다. LTE-A는 이론적으로 4G 이동통신 표준을 만족하고 있기 때문에 강력한 차세대 이동통신의 표준으로 인정받고 있다. 4G 이동통신은 지난 2008년, ITU(국제 전기통신 연합, International Telecommunication Union)가 발표한 몇 가지 기준을 만족해야 한다. 정지 시 1Gbps/이동 시 100Mbps의 전송속도를 만족해야 하며, 완전한 IP 기반, OFDM(직교주파수 다중분할) 기술 사용 등이 4세대 이동통신의 기준이다.

• 참고기사: 요즘 자주 말하는 3G, 4G가 뜻하는 바는? - http://it.donga.com/1926

ITU는 통신 서비스에 전송속도, 대역폭 등으로 세대별 기준을 정하고 이를 만족할 때 세대를 부여한다. 이 기준을 엄밀하게 따르면, LTE는 4G 이동통신 기술이 아닌 3.9G 이동통신 기술이다. 다만, LTE도 4G로 부를 수 있도록 허용했을 뿐이다(아래 표 참고).

LTE와 LTE-A를 3G 이동통신 기술인 WCDMA와 HSPA+의 관계로 생각하면 이해하기 쉽다. HSPA+는 WCDMA에서 발전한 3G 이동통신으로 데이터 전송속도가 빠르다. LTE-A도 마찬가지. LTE-A는 지금의 LTE보다 데이터 전송속도가 최대 10배 가량 빠르다(이론적). 이보다 더 큰 장점은 이동통신사가 기지국이나 장비 등을 업그레이드하는데 비용 부담이 적다는 것. LTE와 LTE-A는 기술이 판이하게 다르지 않아 LTE 이동통신 장비를 업그레이드해 사용할 수 있기 때문이다.

LTE-A의 등장은 빠르게 늘어나고 데이터 트래픽량과 무관하지 않다. SK텔레콤이 밝힌 것처럼 이제 곧 일일 데이터 트래픽량은 1PB를 넘어선다. 시스코(Cisco)는 2016년 전세계에서 사용하는 월 평균 모바일 데이터 트래픽량은 1만 804PB에 달하며 연평균 78% 성장할 것으로 전망한다. 더 이상 LTE로는 늘어나는 데이터 트래픽량을 감당하기 어려운 것이 현실이다.

LTE-A의 주요 기술은 크게 4가지로 'Advanced MIMO', 'Carrier Aggregation(CA)', 'CoMP(Coordinated Multi-Point)', 'Relay' 등이다. 4가지 중 핵심 기술은 Advanced MIMO와 CA이다. Advanced MIMO는 기존 MIMO(Multiple-Input, Multiple-Output) 기술을 향상시킨 것으로, MIMO는 기지국과 단말기의 사용되는 안테나 수를 늘려 네트워크 전송능력을 높이는 기술이다. 기존 LTE는 다운로드 최대 4X4, 업로드 최대 1X2였지만, LTE-A는 다운로드 8X8, 업로드 4X4 MIMO를 구현할 수 있다.

CA는 '반송파 집적 기술'로 불린다. LTE-A의 다운로드 속도를 1Gbps로 높이기 위해서는 LTE의 최대 대역폭 20MHz보다 더 넓은 주파수 대역폭이 필요하다(LTE-A의 최대 대역폭 지원은 100MHz다). 하지만, 대부분의 이통사는 현실적으로 인접한 100MHz 대역폭을 사용할 수 없기 때문에 서로 다른 주파수의 대역폭을 하나로 묶어 사용해야 한다. CA는 이처럼 서로 멀리 떨어진 주파수 대역을 한 대역처럼 묶어서 동시에 사용할 수 있는 기술이다.

LTE 스마트폰은 LTE-A를 사용할 수 없다?

결론부터 얘기하면, 사용할 수도, 못할 수도 있다. 단순히 이론적으로 보면, LTE-A는 LTE 기반 기술을 업그레이드한 것이기 때문에 LTE 스마트폰은 LTE-A를 사용할 수 있다. 다만, 예외가 있다. LTE-A에 필요한 기술을 해당 단말기가 지원하지 못할 경우 LTE- A를 사용할 수 없다. 이번 SK텔레콤의 경우가 여기에 속한다.

오는 9월, SK텔레콤이 상용화하는 LTE-A는 CA 기술을 사용한다. 즉, 기존 LTE 단말기가 CA 기술을 지원해야 LTE-A를 사용할 수 있다(사실 LTE-A라기 보다 LTE 기술을 향상시킨 기술 정도로 이해하는 것이 편하다). 문제는 지금까지 SK텔레콤이 선보인 LTE 단말기는 CA 기술을 지원하지 않는다는 점. 때문에 LTE-A를 사용하기 위해서는 해당 기술을 지원하는 단말기로 교체해야 한다.

한가지 오해할 수 있는데, 현재 사용하고 있는 MC(Multi Carrier) 기술을 CA와 혼동할 수 있는 것. MC 기술은 두 개의 주파수 대역을 사용하는 이동통신 기술이다. 현재 SK텔레콤은 800MHz를 주 대역으로 사용하며, 1.8GHz를 보조 대역으로 사용한다. MC 기술을 적용하면 이 두 주파수 대역을 옮겨가며 사용할 수 있다. 만약 800MHz 대역의 사용자가 많아 전송속도가 느리다면 상대적으로 전송속도가 빠른 1.8GHz로 대역으로 옮길 수 있는 것. 즉, 최대 전송속도는 75Mbps로 고정되어 있고 좀더 원활한 주파수로 옮겨서 사용하는 것이다. 최대 전송속도라는 한계는 이미 정해져 있는 기술이다.

CA 기술은 800MHz, 1.8GHz를 동시에 사용해 최대 전송속도 자체를 향상하는 기술이다. 이번에 SK텔레콤이 도입하려는 LTE-A 상용화 기술의 최대 전송속도는 LTE의 딱 2배인 150Mbps다. 이렇듯 MC와 CA는 엄연히 다른 이동통신 기술로 단말기가 이를 지원해야 사용할 수 있다. 참고로 현재 SK텔레콤은 경기도 광주시와 성남시 분당사옥에서 기지국 4개로 LTE-A를 테스트 중이다. 오는 5월에는 서울 강남구 논현동 일대에서 100개 기지국으로 테스트를 확대할 예정이다.

• 자료참고: 'LTE-Advanced 상용화 현황 및 전망(KOMPASS 발행)'

글 / IT동아 권명관(tornadosn@itdonga.com)