SKT LTE-A 상용화 의미와 LTE-A 속도, 그리고 최초 LTE-A 단말기 갤럭시S4 LTE-A


SKT LTE-A 상용화 의미와 LTE-A 속도, 그리고 최초 LTE-A 단말기 갤럭시S4 LTE-A

SK텔레콤은 6월 26일 세계 최초로 LTE-A 상용화를 시작하여, 현재 서비스중인 LTE(Long Term Evolution) 보다 최대 2배 빠른 LTE-A(LTE-Advanced) 기술을 세상에 선보였습니다. SKT가 2011년 국내 최초로 LTE를 상용화한지 2년만에 공개한 LTE-A 통신 기술은 전세계 70개국 175개 통신사중에서 최초입니다. 세계 최초 LTE-A 상용화가 갖는 의미는 생각보다 꽤 중요한 의미를 가집니다.
소비자에게 있어서는 기존 LTE보다 최대 2배 빠른 데이터 속도를 기존 LTE 요금제 그대로 누릴 수 있다는 것 뿐이겠지만 LTE-A 기술은 전세계 모든 통신사들이 LTE 다음으로 서비스를 개발하고 제공해야할 과제이며 수순입니다.
현재 LTE 서비스를 하고 있는 통신사들 모두 이 LTE-A를 다음 서비스로 제공해야 한다는 의미입니다. ^^;; 더불어 스마트폰 제조사들도 LTE-A 망을 사용 가능한 스마트폰을 출시해야한다는 뜻이기도 합니다.

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일단 이동통신세대, 흔히 말하는 3G, 4G, 5G를 이야기하는데 이 기술들은 데이터 전송 속도에 따라 구분하며, 세대 구분과 기술은 세계 각국의 전기통신에 대한 문제를 다루는 국제연합 산하의 국제전기통신연합(ITU)와 국제 통신 기술 표준기구인 3GPP가 결정합니다. 3G 다음 4G, LTE, LTE-A 같은 명칭이나 기술 모두 세계 공통 기술로 정해져있으며 미래에 펼쳐질 통신 기술들도 협약되어 있습니다.

LTE와 LTE-A 그리고 3세대, 4세대, 5세대 이동통신 세대와 기술을 이야기하기에 앞서 유명한 책 두가지를 소개할까 합니다.
아래 책 두개중 왼쪽에 있는 책은 4G : LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband Hardcover 라는 이름의 책으로 Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Skold 이 공동 저술하였으며 Academic Press 에서 2011년 출판되었습니다.
하단 오른쪽은 3G Evolution: HSPA and LTE for Mobile Broadband (HSPA and LTE for Mobile Broadband) 라는 책 이름이고 역시 Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Skold 공동 저술서이며 2007년 출판되었습니다.

이 두가지 책은 3G와 4G 통신기술에 대한 유명한 책으로 전기, 전자, 전파 공학, 이동통신 분야에서 유명한 도서입니다.


아래는 Rel-8, Rel-9, Rel-10, Rel-11 에 관한 도식으로 3GPP에서 정한 LTE에 관련된 기술들입니다.
2000년대 후반부터 LTE와 LTE-A 통신 기술에 대한 이야기들이 나왔고 공통 규약이 정해졌음에도 기술 개발에는 시간이 오래 걸렸습니다. 통신 기술 개발과 테스트, 상용화에 이르기까지 엄청 오랜 시간이 걸리고 엄청난 자본이 투입되어 선도적인 위치에 오르려 세계 수많은 통신사들이 기술 개발에 앞장서고 있습니다. 그 와중에 SKT가 LTE Release10, LTE-A 기술이 세계 최초로 한국에서 상용화를 시작한 것입니다.

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아래는 LTE(Long Term Evolution) 에 관한 Rel-8, Rel-9, Rel-10 에 관한 도식으로 현재 상태로 보면 세계 최초로 SKT만 Rel-10 단계, 즉 LTE-A 에 진입했으며 국내외 다른 모든 통신사들은 아직 LTE Rel-8, 9 단계에 머무르고 있다고 보시면 됩니다.


아래는 LTE-A(LTE-Advanced) System Characteristics for evaluation 도표입니다.


LTE 와 LTE-A 기술을 구분함에 있어서 몇가지 중요한 기술이 밑바탕에 깔려 있어야 합니다.
LTE도 4G, 즉 4세대 통신 기술에 들어가지만 엄밀히 이야기하자면 LTE-A 부터 진짜 4G 라 부를 수 있습니다.
LTE-A 가 가능하려면 우선 LTE 서비스가 제공되어야 하며 그 위에 캐리어 어그리게이션 CA(Carrier Aggregation), Comp(Coordinated Multi-Point), MIMO, eICIC(enhanced Inter-Cell Interference Coordination) 기술들이 가능할 경우 LTE-A 라고 부를 수 있습니다. 이는 국제 통신 기술 표준기구인 3GPP가 LTE-A 기술(Release 10)이 정한 기술들입니다.

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주파수 집성 기술, 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation) 기술은 향후 세계 이동통신 기술의 밑바탕이 될 기술로 여러 개의 LTE 주파수를 하나로 묶어 결합시키는 LTE-A의 핵심 기술입니다. 최대 5개의 주파수 대역을 묶어100MHz의 대역폭까지 사용할 수 있습니다. SKT는 세계 최초로 2개 대역의 주파수를 결합해, 기존 LTE 대비 2배 빠른 속도를 구현하는 기술을 선보입니다. LTE-A 에서 이 기술 덕분에 기존 LTE 대비 2배 빠른 속도를 체험할 수 있으며 향후 기술은 2개 이상 계속해서 묶어 나가는 기술들을 개발하고 있으며 150Mbps를 넘어 기가 bps를 목표로 하고 있습니다. 

현재 SKT가 상용화한 CA 기술은 LTE-A의 핵심기술로 10MHz 대역폭 2개 대역을 연결해 20MHz 광대역처럼 활용하여 150Mbps 까지 속도를 지원하는데 이 기술을 바탕으로 차후에 20Mhz 대역폭 2개로 묶어 150의 두배인 300Mbps 까지 속도를 낼 수 있습니다. 이 기술은 2015년 정도 완성됩니다. 그 후엔 2개 대역폭을 넘어서 3개 대역폭을 묶고 그담엔 4개, 그리고 최대 5개 까지 주파수를 묶어 사용할 수 있는 기술들을 개발하게 됩니다.

기지국 협력, CoMP(Coordinated Multi-Point) 기술은 기지국간 협력을 가능하게 하는 통신 기술입니다. 인접한 기지국 간의 협력을 통해 기지국 간의 간섭을 제어하며, 그 결과 기지국 경계지역의 속도를 향상시킬 수 있습니다. cell간 간섭 제어를 통해 커버리지 중첩 지역의 주파수를 제대로 활용할 수 있게 하는 기술입니다.

확장 셀 경계 간섭 제어, eICIC(enhanced Inter-Cell Interference Coordination) 기술은 커버리지가 큰 매크로 기지국과 커버리지가 작은 소형 기지국들이 협력해 소형 기지국의 커버리지를 확대하는 기술로, 경계지역의 속도를 개선에 필수적입니다.

SKT는 이 3가지 기술들을 성공시킴으로써 기존 LTE 명칭 대신 LTE-A 를 사용할 수 있게 되었습니다. 이 기술들을 실현할 수 없으면 LTE-A라는 말을 쓸 수 없으며, SKT가 LTE-A를 세계 최초로 사용화 시켰다는 것은 세계가 주목할 만한 사건(?) 입니다.

그리고 아래 PPT는 4G America 에서 LTE, LTE-A 에 관한 자료로 2008년부터 2014년 까지의 타임라인을 보여줍니다.
2013년 중반 LTE-A 런치를 SKT가 세계 최초로 할 줄이야... 2012년 바로 옆에 VoLTE SKT 최초 런칭도 표시되어있네요.

LTE, LTE-A 2008-2014 Timeline


참고로 SKT는 1996년 세계 최초 CDMA(코드분할 방식 디지털 이동전화 서비스) 상용화, 2007년 WCDMA 세계 최초 상용화, 2012년 세계 최초 VoLTE 음성통화와 멀티 캐리어(Multi Carrier) 상용화에 이어 2013년 세계 최초로 LTE-A 를 상용화 시켰습니다...

아래는 통신 기술 세대별 통신망과 다운로드/업로드 속도 입니다. 3G 쓰던 때가 엊그제 같은데 벌써 4G, LTE-A가 상용화되어 150 Mbps를 사용하게 될줄이야... LTE-A 기술 개발이 완료되고 Rel-11, Rel-12 가게되면 Gbps 단위로 모바일 통신환경이 변하게 됩니다. 어쨋든 LTE-A로 유선보다 빠른 무선 통신 기술을 손 안의 스마트폰으로 즐길 수 있게 되었네요.

구분 통신망 다운로드 속도 업로드 속도
4G LTE-A 150Mbps 37.5 Mbps*
LTE 75Mbps 37.5Mbps
3.5G HSPA+ 21Mbps 5.76Mbps
HSUPA 14.4Mbps 5.76Mbps
HSDPA 14.4Mbps 384Kbps
3G WCDMA 2Mbps 384Kbps

※2016년경 75Mbps 예정


아래 사진은 SKT LTE-A 상용화 간담회에서 찍은 3G, LTE, LTE-A 실제 속도 측정 결과입니다.
맨 오른쪽이 LTE-A 단말기에서 측정한 속도이며 다운로드 117.2Mbps, 업로드 20Mbps 가 나옵니다. 참.. 빠르네요.

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일반 LTE 사용자들에게 있어서 LTE-A 상용화의 의미는 앞서 이야기한대로 기존 LTE보다 최대 두배 빠른... 150Mbps의 모바일 네트워크 속도를 기존 LTE 요금제로 고대로 사용할 수 있다~ 일 뿐이겠지만 LTE-A의 세계 최초 상용화에 대한 의미는 그 이면에서 참 대단하다고 밖에 할 수 없습니다. 정해진 3GPP 통신규약 로드맵에서의 경쟁인데 전세계 최초라니... 국내 이통사들 뿐만 아니라 세계 모든 이통사들이 3G, 4G LTE 다음 어차피 따라가야할 LTE-A 서비스 입니다. 세계 최초 상용화에 대한 의미는 클 수 밖에 없습니다.

특히나 향후 CA 기술의 개발에 따라 이통사 통신망과 속도가 좌우되는데 4G, LTE-A의 다음 세대 기술인 5G 세대에 대한 기술 개발은 아직 없어 오랫동안 LTE-A 기술이 세계 시장을 지배하게 될 것입니다. 이는 세계 공통으로 다음 5G 기술에 대한 협약을 발표하고 기술 개발이 완료되기 전까지 CA 를 기반으로 한 LTE-A를 세계 모두가 사용해야 한다는 의미이며 이 LTE-A 기술이 향후 스마트폰과 무선 네트워크 통신망에 대해 핵심 인프라가 된다는 뜻입니다. 그걸 우리나라에서... SKT가 세계 최초로 상용화에 성공했다는 의미는 여러 모로 크게 다가올 수 밖에 없습니다.


세계 최초 LTE-A 서비스 출시에 맞춰 세계 최초 LTE-A 통신망을 지원하게될 단말기도 같이 출시가 되었습니다.
삼성에서 나온 갤럭시S4 LTE-A 모델로 갤럭시S4를 LTE-A 망에서 사용 가능한 버전으로 현재 블루와 레드 컬러가 출시되었으며 레드 컬러는 SKT 전용 단말기입니다. 뭐 어차피 현재로서는 LTE-A를 SKT에서만 사용 가능한 통신망이니 현재로선 둘 다 SKT 전용모델이네요 ㅡㅡ;;;;

아래 사진은 현재 SKT LTE-A 커버리지 가능 지역입니다. 서울, 인천, 수도권 및 대전 충청 지역 CA 적용이 완료되었고 42개 주요 데이터 트래픽 밀집 지역도 가능하다고 합니다. 3G 이후 LTE 처음 서비스할때와 비슷하게 진행이 되려나 봅니다. 상용화가 세계 최초인 만큼 서울을 중심으로 LTE 커버리지 확대하던 때와 비슷하게 전국으로 쫙~ CA 소프트웨어와 기지국을 확대 적용하는데 몇 달은 더 걸려야 전국에서 참된 LTE-A 맛을 볼 수 있을듯 합니다. ㅇㅇ

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SKT에서 세계 최초로 LTE-A 상용화를 시작함과 동시에 삼성에서 LTE-A 를 지원하는 단말기 삼성 갤럭시S4 LTE-A(SHV-E330S) 를 출시하였습니다. 갤럭시S4 LTE-A 는 현재 블루 컬러와 레드 컬러가 출시되어 있으며 레드컬러는 SKT 전용 단말기 입니다.

LTE 대신 새롭게 바뀐 LTE-A 로고, 갤럭시S4 LTE-A 단말기


갤럭시S4 LTE-A 스마트폰을 안투투 벤치마크 어플(Antutu)를 이용하여 벤치마크 테스트한 결과입니다.
갤럭시S4 LTE-A(SHV-E330S)는 안드로이드 4.2.2 OS 를 설치하였고 CPU는 2.4GHz 쿼드코어 퀄컴 스냅드래곤 800 (Qualcomm MSM8974)를 채용하였습니다. 스냅드래곤 800은 스냅드래곤 600과 비교해서 4K(2,840 x 2160) 고화질 동영상 재생 가능, USB 3.0 지원, LTE-A 통신 규격 지원 등을 차이점으로 꼽을 수 있습니다. 즉 갤럭시S4 보다 갤럭시S4 LTE-A(SHV-E330S)가 훨~씬 더 고성능의 CPU를 탑재하였습니다. GPU는 Adreno 330 으로 CPU, GPU 모두 우위에 있습니다.

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갤럭시S4 LTE-A(SHV-E330S) Antutu 벤치마크 결과


갤럭시S4 LTE-A(SHV-E330S) 에 대한 글은 나중에 차차 사용기 겸 후기 리뷰로 올리도록 하겠습니다.

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어쨋든 세계 최고 속도인 LTE-A 모바일 네트워크 통신망을 SKT가 상용화에 성공했다는 것.
그리고 마찬가지로 세계 최초 LTE-A를 지원하는 스마트폰을 삼성에서 세계 최초로 출시 했다는 것.
이 두가지가 요즘 인터넷 세상을 달구고 있네요. ^^;;

LTE-A 속도나 커버리지에 대해서 이야기가 많은데 세계 첫 LTE-A 상용화가 이제 막 시작되었고 LTE 기지국 전국 확대때와 마찬가지로 커버리지는 시간을 두고 완성될 것으로 보입니다. 멀티캐리어 MC 기술은 LTE-A 커버리지 확보를 위한 기반이며 현재 계속해서 기지국 개설과 소프트웨어 업그레이드가 한창인 것으로 알고 있습니다. 이제 곧 시간이 지나면 어디서든 LTE-A 단말기로 LTE-A 의 속도를 느낄 수 있게 되겠네요.

위에 긴 글을 요약을 하자면... SKT가 세계 최초로 LTE-A를 상용화에 돌입하였고 이는 앞으로의 무선 통신기술의 핵심인 CA 기술을 이미 SKT가 성공 시켰다는것... 즉 국내 이통사나 해외 통신사들도 국제 통신 기술 표준기구인 3GPP가 LTE-A 기술(Release 10)에서 정한대로 LTE-A를 개발하고 서비스해야 한다는것입니다. 거대한 세계 무선통신 시장의 흐름에서 스크트가 선빵을 날리고, 선빵 기술을 휙득하여 차후 모바일 기가 비트 시대에 누구보다 빠르게 남들과는 다르게 한발짝 더 가까이 접근했다는 것을 의미합니다.

또 하나 단말기 분야에서 삼성이 LTE-A를 지원하는 갤럭시S4 LTE-A (SHV-E330S)를 세계 최초로 출시하였는데 향후 시장에서 마찬가지로 LTE-A를 지원하는 스마트폰들이 주류로 출시될 것이라는 점... 통신망이 세계적으로 LTE-A 기반으로 가야하는 흐름이며 단말기 제조사들 역시도 LTE-A 지원하는 단말기들을 내놓게 될것이라는 겁니다.
현재로선 삼성에서 나온 갤스4 LTE-A 단말기 뿐이지만 올 연말까지 LTE-A망을 사용 가능한 스마트폰 7종이 출시 예정입니다.

국내 소비자에게 있어서 LTE나 LTE-A나 다른 요금제 변동없이 최대 2배 빠른 속도를 즐길 수 있다는 표면상의 의미 외에도 앞으로 세계 다른 이통사나 스마트폰 제조사들도 SKT와 삼성처럼 LTE-A 기술을 활용한 통신망과 스마트폰을 출시해야 한다는것, 그리고 그 선빵을 국내에서 이뤄냈다는것이 참 뿌듯합니다.

그리고 무엇보다 2000년대 후반부터 알려져 막연한 먼 미래로 생각했던 4G 기술들이 이렇게 상용화되고 있는게 신기하기도 하네요. 책으로만 배운 복잡하고 어려운 기술들을 소비자는 그냥 누리면 된다는것도 재밌습니다.
LTE-A 기술 개발과 기지국 확대 때문에 머리아프게 고생하고 있는 기술자, 개발자 분들에게 박수를!!!

참고 문헌 및 자료
3G Evolution: HSPA and LTE for Mobile Broadband (HSPA and LTE for Mobile Broadband)
4G : LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband Hardcover
4G Mobile Broadband Evolution: Release 10, Release 11 and Beyond HSPA+, SAE/LTE and LTE-Advanced

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