[이머징 이슈]슈퍼 스몰셀(Super Small Cell) 등장

롱텀에벌루션 어드밴스트(LTE48-A)가 상용화로 무선 네트워크의 이론상 최고 속도는 일반 초고속인터넷 100Mbps를 넘어선 150Mbps가 됐다. 하지만 실제 사용자가 느끼는 체감 속도는 이에 훨씬 못 미친다. 트래픽이 몰리면 속도가 낮아질 수밖에 없는 무선 네트워크의 특성 때문이다.

그렇다고 일반 기지국 수를 무턱대고 늘릴 수는 없는 노릇이다. 기지국을 늘리면 한 기지국 당 몰리는 트래픽 양은 줄지만, 기지국 간 간섭 때문에 오히려 속도가 떨어질 수 있기 때문이다.

대안은 소형 기지국인 `스몰 셀(Small Cell)`이다. 스몰 셀은 기존의 높은 전송 파워와 넓은 커버리지를 가지는 `매크로552 셀(Macro Cell)` 대비 낮은 전송 파워와 좁은 커버리지를 가지는 셀을 의미한다. 따라서 일반적으로 안테나 당 10W급 이하 소출력 기지국 장비나 피코 셀(Pico Cell), 그리고 펨토 셀(Femto Cell) 등이 포함된다.

이 스몰 셀이 진화하고 있다. 단순히 매크로 셀의 음영지역을 커버하고, 트래픽을 분산시키는 보조 기능에서 네트워크의 핵심적인 역할을 하는 이른바 `슈퍼 스몰 셀`이 등장하기 직전이다.

슈퍼 스몰 셀은 기존 매크로 셀과 결합하거나 소프트웨어 기술 강화로 `작지만 강한` 네트워크의 핵심 요소로 대두할 전망이다.

◇SK텔레콤, `슈퍼 셀(SUPER Cell)`로 네트워크 진화

SK텔레콤은 스몰 셀을 활용한 차세대 네트워크 솔루션으로 `Smart, Unified RAN, Performance Optimized, Energy Efficient, Reconfigurable`의 앞 글자를 따 명명한 슈퍼 셀(SUPER Cell)을 내세웠다. Smart는 매크로 셀과 스몰 셀 간 기능 분리 구조, 단말의 이동성 및 용량 향상 기능을 의미하며, Unified RAN은 이종 망을 포함하는 클라우드 구조의 통합 RAN 구성을 말한다.

Performance Optimized는 고객관점에서의 성능 최적화, Energy Efficient는 기지국과 단말의 전력절감을 위한 친환경 네트워크 운용, Reconfigurable은 네트워크 상황에 따른 적응형 모드와 자동운용 등의 의미를 담았다.

이 다섯 가지 비전에 네트워크 진화의 큰 방향성인 △무선자원 효율성 증대 △셀 분할 증대 △효율적인 주파수 확장의 용량 증대 핵심기술 △비용절감을 위한 효율적 운용 차별화 기술의 결합된 전략이 슈퍼 셀이다. SK텔레콤은 “생태계의 성숙도와 관련해 표준화 완료시점에 따라 3가지 단계로 진화할 예정”이라고 설명했다.

올해 2월 열린 MWC2013에서 선보인 진화의 첫 단계는 스몰 셀과 대형 기지국을 가상화된 하나의 셀로 구성하는 기술이다. 이는 마치 셀 경계에서 단말이 겪게 되는 간섭(핸드오버)을 제거하는 효과를 내기 때문에 `핸드오버프리 셀(Handover-Free Cell)`로 부른다. 이를 통해 고객의 위치·이동속도에 상관없이 더 나은 LTE 서비스를 이용할 수 있게 된다.

두 번째 단계는 단말이 하나의 기지국과 송수신을 하지 않고, 매 송수신 순간 서로 다른 기지국과 통신을 하는 기술을 기반으로 한다. 이는 마치 이동하는 단말 중심으로 셀이 형성되는 효과를 낸다. `탄력적 셀(Elastic Cell)`이라고 부르며, 사용자에게는 셀의 경계가 없어지는 혁신적인 통신 경험을 제공할 것으로 기대된다.

세 번째 단계는 매크로와 스몰 셀이 서로 역할을 나눠 데이터·제어 정보를 전송하도록 하는 차별화 기술로 `계층적 셀(Hierarchy Cell)`을 기반으로 한다. 이는 큰 범위 매크로 셀은 제어 정보 전송을 담당, 작은 범위 스몰 셀은 데이터 전송을 담당해 효율적이고 빠른 네트워크 형성할 수 있도록 해준다. 기존 네트워크보다 나은 단말의 이동성과 더 빠른 전송 속도를 제공해 줄 것으로 전망된다.

최진성 SK텔레콤 ICT785기술원장은 “SK텔레콤은 차별적인 기술인 PET607A 솔루션을 더욱 발전시켜 고객이 이동 시에도 셀의 경계를 느낄 수 없을 만큼 안정적이고 빠른 데이터 서비스를 제공받도록 슈퍼 셀 기술을 확보하겠다”며 “사업자 관점에서 슈퍼 셀은 트래픽 폭증을 대비한 네트워크 구조의 방향성을 제시한 것”이라고 의미를 부여했다.

SK텔레콤은 이 외에도 미래 스몰 셀 네트워크를 위한 안테나, 초고주파 기술 등 다양한 기술을 연구하고 있다. 또 비용 절감을 위해 단순·반복 동작을 자동화하거나 사람의 실수로 인한 오류를 줄이고, 장비 동작 상태를 실시간 감시하거나 자가 복구가 가능한 SO221N(Self-Organizing Network) 등의 기술 고도화도 진행하고 있다.

◇KT `LTE+와이파이`, LG유플러스 `피코셀285+펨토셀278`

KT는 차세대 펨토 셀 기술로 LTE와 와이파이 네트워크를 하나로 묶어 동시에 전송하는 이종네트워크 복합전송 기술을 내세운다. 이동 중에는 LTE, 고정된 장소에서는 와이파이와 LTE 펨토 셀을 이용해 보다 빠르고 안정된 네트워크 서비스를 제공하겠다는 전략이다.

대역이 다른 두 망을 묶어서 하나인 것처럼 쓰는 주파수 집성기술(CA)과 비슷하다. 예를 들어 700MB 용량의 영화 콘텐츠를 LTE에서 350MB, 와이파이에서 350MB를 각각 담당해 동시에 사용자의 단말에 전송하는 방식이다. 두 망 중에서 속도가 높은 곳이 더 많은 트래픽을 처리한다.

LG유플러스는 트래픽 밀집 지역에 펨토 셀보다 커버리지가 큰 피코 셀을 우선 구축키로 하고 지난달부터 설치에 들어갔다. 피코 셀은 반경 200m 내외의 가입자를 동시에 수용할 수 있는 소형 기지국이다.

피코 셀에 이어 소규모 실내공간에 트래픽이 집중되는 커피숍, PC방, 지하상가 등도 보다 완벽한 통화품질을 제공하기 위한 2.1GHz 대역 펨토 셀도 구축해 트래픽 분산과 LTE 커버리지를 모두 잡는 네트워크 전략을 구사하고 있다.

이 펨토 셀의 2.1GHz 주파수대역은 800MHz와 핸드오프도 가능하며, 800MHz와 주파수 간섭이 전혀 없다. 데이터 트래픽 폭증 시에도 안정적인 서비스가 가능하다. 또 모든 펨토 관련 시스템을 삼지전자 등 국내 업체로부터 공급받고 있다.

최택진 LG유플러스 SD기술전략부문장은 “LG유플러스는 LTE 고객들에게 LTE-A(Advanced) 등 최상의 서비스를 제공하기 위해 모든 노력을 기울이고 있다”며 “ICT 생태계 발전을 통한 창조경제 기반 마련을 위해 국내 장비제조업체와의 협업을 계속해 나가겠다”고 밝혔다.

황태호기자 thhwang@etnews.com