알쏭달쏭 LTE 용어, 무슨 뜻일까?

[IT동아 김태우 기자] 지난 2011년 7월 1일 수도권을 중심으로 상용 서비스를 시작한 LTE는 다양한 기술이 더해져 빠른 속도뿐만 아니라 활동의 폭도 넓어지고 있다. 그 때문인지 LTE라는 단어가 들어가는 용어도 하나씩 늘어나고 있다. 온라인에 IT 관련 글을 읽을 때마다 보게 되는 LTE 용어를 정리해 봤다.

LTE

LTE는 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution)의 약자로 휴대전화 네트워크의 용량과 속도를 높이기 위해 고안된 무선 기술이다. 4G로 알려졌지만, 초기엔 3.9세대로 인식됐다. 이유는 4G 기준이 정지 상태에서 1Gbps, 이동 중 100Mbps의 전송 속도를 내는 것인데, LTE는 이에 못 미치기 때문이다. LTE는 다운로드 최대 75Mbps, 업로드 최대 37.5Mbps의 속도로 3G보다 상향 7배, 하향 5배 빠르다.

하지만 통신사들은 마케팅 수단으로 LTE를 4G로 포장했으며, 일반인들은 LTE를 4G로 인식하게 된다. 이후 ITU는 3G와 비교 시 많은 기술적 진보가 이루어졌고, 이후 나올 4G와 호환성이 있기에 혼동의 우려가 있다는 점을 고려해 비로소 4G로 인정하게 된다.

사실 ITU의 LTE 4G 인정은 통신사들의 로비 때문이라고 볼 수 있다. 통신사 주장에 ITU가 호응한 셈이다. 국내도 초기 3.9G LTE를 서비스하던 SK텔레콤과 LG유플러스, 3.5G 정도인 와이브로를 서비스하던 KT가 4G라고 광고했다.

LTE-A

ITU에서 LTE를 4G로 인정하긴 했지만, 진정한 4G는 LTE-A가 나오면서부터다. A는 advaced의 약자로 다운로드 속도가 기존 LTE보다 2배 빠른 최대 150Mbps를 지원하기 시작했기 때문이다. 초고속인터넷이 100Mbps였으니, 무선 속도가 유선과 비견될 정도다. 물론 150Mbps는 이론적인 최대 속도이고, 실제 속도는 최대 속도의 40%가량 정도밖에 되지 않는다. 약 60~70Mbps 정도.

LTE-A를 구현하기 위해서는 주파수 집성기술 (Carrier Aggregation,CA), 패킷 전용 통신(PS Only), 기지국 간 간섭제어, 콤프 (ComP) 등의 기술이 필요하다. 이중에서 기억해야 할 것은 주파수 집성 기술(이하 CA)이다. CA는 2개 이상의 주파수를 묶어 마치 하나인 것처럼 무선 통신을 할 수 있게 해준다. LTE 주파수를 2개 묶으면 75 + 75 = 150Mbps의 속도가 나오게 된다. 최대 5개의 주파수를 묶는 것이 목표다.

광대역 LTE

주파수를 도로에 비유해 보자. CA는 전혀 다른 1차선 도로 2개를 하나로 묶어 데이터를 전송하는 기술이라면, 광대역 LTE는 1차선 도로를 확대 공사해 2차선으로 만든 것이다. 그로인해 광대역 LTE 주파수 하나는 LTE보다 2배 빠른 150Mbps의 속도를 내게 된다. 그런 만큼 광대역 LTE 주파수는 확보하기 힘들다.

LTE-A는 최대 5개의 주파수를 묶을 수 있다. 광대역 LTE 주파수를 5개 묶게 되면, 최대 다운로드 속도는 750Mbps가 된다. 현재 국내는 3개의 주파수를 묶는 것까지 나왔다. 광대역 LTE(150) + LTE(75) + LTE(75) = 300Mbps다.

올해는 속도가 더 빨라지는데, 일단 주파수 경매를 통해 광대역 LTE 주파수를 이통사가 1개씩 더 사용할 수 있게 될 예정이다. 여기에 256쾀이라는 기술이 더해져 30% 속도 향상이 이루어진다. 2개의 광대역 LTE와 265쾀이 적용된다면 최대 다운로드 속도는 약 500Mbps를 구현할 수 있게 된다.

FDD, TDD

LTE는 크게 FDD와 TDD 2가지 방식이 있다. 도로의 차선으로 비유해서 설명하면, FDD는 일반 도로처럼 상행, 하행 차선이 각각 존재한다. 업로드, 다운로드가 각각 이루어진다. 하지만 TDD는 차선이 하나만 있으며, 시간을 정해 상행, 하행으로 번갈아 가면서 쓰는 방식이다. 업로드, 다운로드가 하나의 주파수에서 번갈아 가며 진행된다. 현재 국내 LTE는 FDD 방식으로 전 세계 90%가 이를 도입하고 있다.

FDD와 TDD는 LTE 기술 개발 초기부터 같이 고려되었으며, 작동 방식이 다를뿐 근본적인 기술은 같다. 그래서 대부분 기지국 장비는 FDD와 TDD를 동시에 지원하는 장비가 많고, 칩셋 또한 이 둘을 모두 지원하는 경우도 많다. 중국에서 만든 것이라 알려진 TD-LTE는 사실 TDD랑 같은 기술이다. 이름만 살짝 바꿔 마치 자신들의 기술인양 마케팅을 했을 뿐이다.

LTE-R

LTE-R에서 R은 Railway의 약자다. LTE를 철도에 접목한 기술로 한국철도 기술연구원(KRRI)에서 개발하고 있다. 그동안 철도 노선마다 달랐던 통신망을 하나로 통합하고, 기존 유선 방식의 열차제어시스템들을 무선으로 바꾼 국가 철도 통합무선망이다.

2010년부터 철도연이 세계 처음 개발하기 시작했으며, 2015년 10월 국내 표준화를 완료했다. 추후 국제 표준에 활용될 가능성이 크다. 열차 운행 중 실시간 영상감시, 철도차량 고장 진단, 전자발권 등 다양한 분야에 활용할 수 있다.

국토교통부는 오는 2025년까지 전국 4800㎞ 철도 구간을 LTE-R로 교체할 계획이며, 유럽에서도 2020년 상용화를 목표로 LTE-R 개발을 추진하고 있다. SK텔레콤은 2016년 11월 말까지 부산 도시철도 1호선 41km 구간 전체에 LTE-R을 구축할 계획이다.

협대역 LTE

협대역 LTE는 이름 그대로 좁은 LTE를 말한다. 일반 LTE의 대역폭은 10MHz이지만, 협대역은 이보다 1/10 이상 더 좁은 대역폭을 쓴다. 협대역 LTE는 LTE-MTC(machine-type communications)와 NB-LTE-M이 있다. NB-LTE-M은 LTE-MTC보다 더 좁은 대역폭을 쓰기에 붙여진 이름이다. LTE-M, NB-LTE로 줄여 부른다.

좁은 대역폭을 쓰기 때문에 속도는 수백 Kbps에 불과할 정도로 느리지만, 전력 소비량이 적다. 기존 인터넷처럼 쓸 수는 없지만, 기기를 제어하거나 단순 정보 수집 등의 IoT로는 제격이다.

현재 IoT는 Z웨이브, 지그비 등이 주로 쓰이고 있다. 가정 내 허브를 설치해 인터넷 신호를 Z웨이브나 지그비로 변환해 사물인터넷을 구현하고 있는 것. 하지만 협대역 LTE는 별도 허브 설치 없이 LTE 망으로 사물인터넷을 구현할 수 있는 이점이 있다. SK텔레콤과 LG유플러스는 NB-LTE에, KT는 LTE-M에 집중하는 모양새다.

LTE-M은 국내서 또 다른 의미로도 쓰인다. 초고속 해상 무선통신망이란 뜻의 LTE-Maritime이 그것이다. 2015년 8월 SK텔레콤은 해양수산부 주관 연구개발사업의 일환으로 시험망 구축에 나서기도 했다. 육지에서 100킬로미터(Km) 떨어진 해상에서 고속으로 데이터 통신을 할 수 있는 네트워크다.

LTE-B

LTE-B의 B는 beyond의 약자다. LTE-A는 주파수를 5개까지 묶는 것을 목표로 하고 있는데, LTE-B는 5개 이상으로 늘리는 기술이다. 2015년 MWC에서는 광대역 주파수 9개를 묶어 서비스하는 것이 공개됐다. 서너 개의 주파수 확보도 어려운 상황에서 9개의 주파수 확보는 불가능에 가깝다. 훗날 어떻게 쓰일지는 모르겠지만, 당분간은 기술적인 이야기밖에 될 수 없어 보인다.

LTE-H

LTE-H의 H는 이종이라는 뜻의 heterogeneous 약자다. 서로 다른 2가지 네트워크를 묶는 기술이다. LTE와 무선랜을 묶어 다운로드 속도를 높이는 데 쓰인다. 국내는 SK텔레콤 '멀티 패스', KT '기가 LTE', LG유플러스 '기가 멀티패스'라는 이름으로 서비스되고 있다.

LTE-U

LTE-U는 LTE-H와 비슷한 기술이다. U는 미허가(unlicensed)를 뜻한다. 무선랜 주파수로 쓰는 5GHz 대역은 따로 신고하지 않아도 되기 때문에 허가를 받지 않아도 된다. 이 주파수를 이용해 LTE 서비스를 하는 것을 말한다. 즉, 기존 LTE 주파수와 5GHz 주파수를 묶어 다운로드 속도를 끌어 올리는 것. 한정된 지역에서 통신 속도를 끌어올려야 할 때 사용할 수 있다. 작년 이통 3사는 LTE-U 관련 시연을 했다.

글 / IT동아 김태우(TK@itdonga.com)