[5G시대, 4G로 보는 진화史]②불붙은 주파수 경쟁

[아이뉴스24 김문기 기자] 주파수는 제한된 자원이다. 그렇기에 보다 효율적인 활용이 모색돼야 한다. 하지만 그와는 다르게 국내 할당된 면허대역의 주파수는 파편화됐다. 게다가 데이터 트래픽의 증가로 인해 이통3사의 주파수는 부족한 상황에 봉착했다.

2011년 8월 17일 국내 첫 주파수 경매가 시작됐다. 당시 경매를 주관한 방송통신위원회는 과열양상 없이 성공적인 경매가 이뤄질 것으로 기대했지만 뚜껑을 열었을 때는 마치 치킨게임을 방불케할 정도로 뜨거운 혼전 양상을 보였다.

12일이 흐른 8월 29일 주파수 경매가 종료됐다. 가난의 대물림을 호소했던 LG유플러스는 2.1GHz 주파수 20MHz 대역폭을 경매 시작가인 4천455억원에 가져갔다. 1.8GHz 주파수 20MHz 대역폭을 두고 첨예한 경쟁을 벌었던 양사 중 SK텔레콤이 1조원에 육박하는 9천950억원에 낙찰받았다.

자연스럽게 KT는 800MHz 주파수 10MHz 대역폭을 할당받았다. 2천610억원에 받았다. 사족이지만 최근 주파수 반납 개정안을 두고 논란이 일었던 대역이 여기다.

여분의 주파수를 확보한 이통3사는 더 빠른 속도의 LTE를 앞세워 가입자 유치전에 돌입했다.

◆ 차선 변경 가능해진 LTE

SK텔레콤과 LG유플러스는 LTE 도입 1년만인 2012년 7월 1일 새로운 네트워크 기술인 LTE 멀티캐리어(MC)를 도입했다.

LTE 멀티캐리어 기술은 두 개의 주파수 중 좀 더 원활한 망으로 갈아타는 방식을 구현한다. 네트워크 서비스를 보다 안정적으로 사용할 수 있게 돕는다.

SK텔레콤은 기존 LTE 서비스 대역인 800MHz 주파수 이외에 경매를 통해 할당받은 1.8GHz 주파수 대역에서도 LTE를 시작했다. 멀티캐리어의 도입으로 800MHz 주파수 대역이 혼잡하면 1.8GHz 주파수 대역으로 갈아탈 수 있게 했다.

LG유플러스도 기존 800MHz 주파수 대역 이외에 경매로 할당받은 2.1GHz 주파수에 LTE를 도입, LTE 멀티캐리어 기술을 상용화했다.

경매를 통해 얻은 주파수의 경우 전국망까지 시간이 필요했기에 우선적으로 트래픽이 몰리는 지역부터 인프라를 구축해나갔다. 서울 지역을 시작해 6대 광역시로, 다시 전국으로 커버리지를 구축했다.

LTE 상용화가 늦었던 KT는 2G를 종료했던 1.8GHz 주파수 대역을 활용해 LTE 전국망에 힘을 쏟는 한편, 900MHz 주파수 대역을 이용해 LTE 멀티캐리어 기술을 도입했다. 다만, 900MHz의 간섭 문제로 인해 기술 도입은 양사 대비 늦었다.

◆ LTE 데이터뿐만 아니라 음성도 연결하다

초기 LTE는 3G와 함께 쓰였다. 음성통화는 3G로, 데이터통신은 LTE를 통해 운용됐다.

통화를 할 때마다 스마트폰 상단의 LTE 로고가 3G로 바뀌는 마법(?)을 볼 수 있었다. 데이터와 달리 음성통화는 끊김이 없어야 하고 어디서나 되는 커버리지를 갖추고 있어야 했기에 서비스 안정화 및 커버리지가 미확보된 LTE로 바로 옮겨갈 수 없었다.

하지만 2012년 상반기 전국망이 완성된 후에는 상황이 달라졌다. 음성통화도 LTE로 옮기려는 시도가 이어졌다.

과거를 되짚어보면 1세대인 1980년대의 이동통신은 아날로그 방식이었다. 무전기와 비슷한 수준의 음성통화가 가능했다. 잡음도 많았고 끊김현상도 더러 발생했다. 기기 자체도 무거워 휴대성도 떨어졌다.

2세대 디지털 방식인 CDMA가 도입되면서 음성통화는 크게 진화했다. 이 때부터는 EVRC(Enhanced Variable Rate Codec)라는 음성 압축방식이 적용됐다. 8Kbps 대역폭에서 좀 더 명료한 음질을 보여줬다.

3세대인 WCDMA에서는 압축 방식이 고도화됐다. 대역폭은 12.2Kbps로 보다 넓어졌다. 음성압축방식은 AMR-NB(Adaptive Multirate-Narrowband)를 사용했다. 전송 대역폭이 넓어지면 그만큼 음성 데이터를 많이 보낼 수 있다. 음질이 더 좋아짐은 물론이다.

4세대 LTE 때는 압축방식이 더 향상됐다. AMR-WB(Wideband)가 적용됐다. 전송대역폭은 2배 더 넓어진 23.85Kbps까지 확장됐다. 음질은 기존 대비 40% 더 개선됐다. 이통사는 50Hz에서 7천Hz의 폭넓은 가청 대역을 잉요해 소리의 선명도 및 원음에 가까운 HD급 음성통화가 가능하도록 했다.

통화연결 시간도 단축됐다. LTE는 빠른 속도가 강점이다. 기존 연결대비 20배 이상 빨라졌다. 0.25초에서 2.5초대를 기록했다. LTE 네트워크에 음성, 비디오, 데이터 등 서비스별로 품질관리가 가능한 QCI(QoS Class Identifier) 기술이 적용돼 mVoIP와 달리 트래픽 폭증시에도 안정적인 LTE 음성통화가 가능했다.

LTE 음성통화 방식은 보이스오버LTE(VoLTE)라 불린다. SK텔레콤과 LG유플러스는 2012년 8월 8일 나란히 VoLTE를 상용화했다. 초기 지원단말은 삼성전자 갤럭시S3와 LG전자 옵티머스LTE2였다. 다만, 초기 VoLTE는 서로의 네트워크 호환성이 해결되지 않아 같은 이통사끼리만 가능했다.

이통3사는 VoLTE라는 기술명칭이 어려웠다고 판단한듯, 각각의 마케팅 용어를 내세웠다. SK텔레콤은 HD 보이스라 불렀고, LG유플러스는 지음이라는 브랜드를 사용했다. 추후 KT가 SK텔레콤과 동일한 브랜드를 사용했다.

한편, KT의 참전으로 이통3사의 LTE 가입자 유치는 보다 치열하게 전개되면서 2012년말 LTE 가입자수 1천500만명을 달성하기에 이른다.