광대역LTE, 왜 LTE-A보다 전송속도가 빠를까?

지난 2013년 12월 30일, 미래창조과학부(이하 미래부, 장관 최문기)가 '2013년도 통신서비스 품질평가 결과'를 발표했다. 이번 품질 평가 대상은 광대역LTE, LTE-A. LTE, 3G(WCDMA), CDMA2000 Ev-Do reA(이하 Ev-Do reA), 와이파이(WiFi), 와이브로(Wibro), 이동통신 음성통화, 초고속인터넷 등으로, 광대역LTE와 LTE-A는 처음 평가했다. 10월 4일부터 12월 2일까지 약 2개월간 조사했으며, 전국 3,500여개 읍면동 중 전년도 평가 미흡 지역, 민원 다수 발생 지역 등을 포함했으며, 이동통신 음성통화 308개, 무선인터넷 235개 지역도 조사했다.

먼저, 평균 전송속도를 살펴보자. 광대역LTE의 평균 다운로드 속도는 56.6Mbps, 업로드는 20.2Mbps로 LTE 대비 다운로드는 83%, 업로드는 17% 높았다. LTE-A의 평균 다운로드 속도는 47.2Mbps, 업로드는 15.5Mbps로 LTE 대비 다운로드는 53%, 업로드는 10% 낮았다. LTE의 평균 다운로드 속도는 30.9Mbps, 업로드는 17.3Mbps로 조사됐다. 광대역LTE, LTE-A, LTE의 평균 전송등급은 다운로드 S, 업로드S로 전년과 동일했으며, 미흡 지역도 없었다.

이어서 3G의 평균 다운로드 속도는 4.6Mbps, 업로드는 1.8Mbps였으며, Ev-Do reA의 평균 다운로드 속도는 1.1Mbps, 업로드는 0.5Mbps로 나타났다. 3G의 평균 전송등급은 다운로드 S, 업로드는 S로 전년보다 개선됐으며, 미흡지역은 2개인 것으로 나타났다(2012년 4개). Ev-Do reA의 평균 전송등급은 다운로드A, 업로드 S로 나타났으며, 미흡 지역은 4개로 나타났다. 참고로 3G와 Ev-Do reA의 최대 다운로드 속도는 각각 14.4Mbps, 3.1Mbps이며, Ev-Do reA는 LG유플러스가 서비스하는 3G 이동통신 방식으로 SK텔레콤, KT와 기술 규격이 달라 별도로 조사됐다.

이외에 SK텔레콤과 KT가 서비스하고 있는 와이브로의 평균 다운로드 속도는 5.9Mbps, 업로드는 2.3Mbps이며, 평균 전송등급은 다운로드 S(2012년 A), 업로드 A, 미흡 지역은 13개(2012년 15개)로 나타났다. 이통 3사의 와이파이 평균 다운로드 속도는 15.2Mbps, 업로드는 15.2Mbps였으며, 평균 전송등급은 다운로드 A, 업로드 S, 미흡지역은 21개(2012년 32개)로 나타났다. 참고로 운행 중인 지하철 측정 결과, 다운로드는 7.0Mbps, 업로드는 6.0Mbps로 조사됐다.

• 전송등급은 데이터망에 전속해 일정속도 이상으로 전송을 성공한 호의 비율이다. 97.5%는 S(매우 우수), 97.5~95%는 A(우수), 95~90%는 B(보통), 90~85%는 C(미흡), 85% 미만은 D(매우 미흡)이다.

광대역LTE가 LTE-A보다 빠른 이유

미래부가 발표한 이번 조사 결과를 두고 이론적인 전송속도와 실제 측정한 평균 전송속도의 차이, LTE 보다 2배 빠르다는 LTE-A의 못 미치는 속도, 광대역LTE와 LTE-A 간의 전송속도 차이 등 이동통신 3사 및 사용자 간 말이 많다.

일단, 이론적인 속도에 못 미치는 측정 결과를 살펴보자. LTE는 10MHz 주파수 대역폭으로 서비스했을 경우, 이론적으로 최대 75Mbps 전송속도를 보장한다. 다만, 이는 어디까지나 최대 전송속도다. 실제 적용했을 경우, 조건 및 여건에 따라 전송속도는 낮아질 수밖에 없다. 이건, 어쩔 수 없는 부분이기도 하다. 때문에 이동통신 3사는 전송속도를 높이기 위해 다양한 LTE-A 기술을 적용 중이다(LTE-A는 10MHz + 10MHz를 묶는 CA 기술 이외에 다양한 기술을 포함한다).

가장 대표적인 것이 CoMP(Coordinated Multi-Point)다. CoMP는 셀(Cell)간 간섭을 최소화하면서 전송 용량을 증대시키는 기술이다. 기지국을 하나 세웠다고 생각하자. 그럼 그 기지국에 연결할 수 있는 지역(커버리지)이 한정적인데 있는데, 이를 셀이라고 한다. 문제는 기지국에서 멀리 떨어져 신호가 약할 경우다. 즉, 셀과 셀 사이에 위치할 경우 통신 품질이 떨어질 수밖에 없다. 셀 가장자리는 주변 셀들의 간섭에 큰 영향을 받기 때문에 셀 간 협력이 있어야 성능을 높일 수 있다. 이동통신 3사는 이 같은 기술을 적용해 평균 전송속도를 높이기 위해 노력 중이다.

사용자들은 LTE보다 2배 빠르다는 LTE-A의 기대만큼 못 미치는 전송속도도 언급한다. 사실 이 부분은 이동통신 3사 모두 반성해야 하지 않을까. 약간의 변명을 하자면, 아직 도입 초기이기 때문이다. LTE-A는 서로 다른 두 주파수 대역의 10MHz 대역폭을 이용해 20MHz 대역폭으로 LTE를 서비스하는 기술이다. 즉, 이통사는 기존에 서비스하고 있던 기지국 이외에 새로운 주파수로 서비스할 수 있는 기지국을 추가로 설치해야 한다. 그만큼 설비 투자 비용 부담이 크다.

다만, 이건 어디까지나 이통사 사정이다. 사용자들은 당장 전송속도가 2배 빠른 것처럼 광고를 하고, 대대적으로 알리고 있는 이통사에게 속았다고 분개한다. 물론, 시간이 지나면 LTE-A 서비스 품질은 올라갈 것이며, 지역도 늘어나 내년이면 전국 서비스도 시작할 것이다. 아마, 그 전까지 이통사는 사용자의 원성을 들어야 하지 않을까.

마지막으로 광대역LTE와 LTE-A의 전송속도 차이다. 두 이동통신 서비스의 이론적인 전송속도는 150Mbps로 같다. 하지만, 광대역LTE가 LTE-A보다 보다 안정적이다. 이건 당연하다. LTE-A는 서로 떨어진 주파수의 10MHz 대역폭 2개를 마치 하나의 주파수 20MHz 대역폭처럼 사용하는 기술이다. 하나의 주파수 대역에서 연결된 20MHz 대역폭으로 서비스하는 광대역LTE보다 안정성이 낮을 수밖에 없다.

또한, LTE-A는 조건상 2개의 주파수를 모두 이용해야만 전송속도가 빨라진다. 만약, LTE-A 단말기라도 1개의 주파수에만 연결될 경우 LTE-A 서비스 자체를 이용할 수 없다. 즉, LTE-A로 작동할 비은 100%가 아니다. 때문에 광대역LTE의 평균 전송속도가 LTE- A보다 높을 수밖에 없다.

이동통신 3사는 아직 광대역LTE, LTE-A 등 새로운 이동통신 기술 도입이 아직 초기라고 입을 모은다. 특히, LG유플러스는 광대역LTE를 서비스하려면 얼마 전 경매에서 할당받은 2.6GHz 주파수 기지국을 처음부터 새로 설치해야 한다. 때문에 KT 및 SK텔레콤은 인접대역 할당에 따라 LG유플러스보다 50미터 앞에서 출발하는 효과를 누리고 있는 셈이라고 반박했다. 하지만, 이것만큼은 기억했으면 좋겠다. 사용자들은 이렇게 말할 수 있지 않을까. "그건 당신네들 사정이라고."

글 / IT동아 권명관(tornadosn@itdonga.com)