모바일트래픽폭증시대네트워크품질의중요성커진다 스마트기기의보급이급속하게증가하면서모바일트래픽의폭증에따른이동통신네트워크의포화문제가전세계적인화두로떠오르고있다. 지속적인모바일트래픽의증가로인한통신품질저하와통신장애는큰파장을몰고올수있기때문에네트워크품질의중요성은한층강조될전망이다. 다가오는모바일트래픽폭증시대에선제적으로대응할수있는이동통신사및정부의다각적인전략수립이필요해보인다. 전승우선임연구원 swjeon@lgeri.com 폭증하는모바일트래픽 스마트폰과태블릿 PC, 노트북등최신스마 트기기를이용하여멀티미디어, 애플리케이션 등다양한모바일서비스를이용하는사람들 이빠르게늘고있다. MIT Technology review 의조사에의하면스마트폰은역사상 가장빠른속도로보급된기기로서그보급속 도가무려일반전화의 10 배에이른다고한다. 우리나라역시 2009 년애플의아이폰을기점 으로스마트폰이첫선을보인이래현재보급 률이전체휴대폰사용자의절반에이를정도 로급속히늘고있다. 이에따라음성통화위주의이동통신이 데이터중심의서비스로재편되 면서모바일트래픽이급증하고 있다. 이는일반전화보다수십 배나높은트래픽을유발하는 스마트폰, 태블릿 PC 등각종 스마트기기의등장및비디오 등대용량멀티미디어의모바일 이용증가에따른결과로서, 글 로벌통신장비기업인시스코는 모바일트래픽이향후 5 년간 18 배나급증할것이라는전망을 발표하기도하였다. 우리나라역시스마트폰이 도입된 2009 년이후모바일트래픽이기하급수 적으로증가하여 2011 년에는 2009 년의 25 배수 준에이른것으로조사되었다. 특히통신미디 어전문조사기관인 Informa telecoms & media 는 2010 년기준우리나라스마트폰사용 자당월평균트래픽이 271MB 로글로벌수준 인 85MB 보다훨씬앞서고있다는조사결과를 발표하기도하였다. < 그림 1> 국내스마트폰보급급증 스마트폰가입자 ( 만명 ) 2,500 2,000 1,500 1,000 500 더군다나사물간통신 (Machine to Machine Communication) 및클라우드컴 퓨팅등새로운 IT 서비스의등장역시모바일 트래픽의폭증을더욱부추길것으로예상된 0 09.12 10.6 12 11.6 10 자료 : 방송통신위원회 다. 여러분야에서 IT 융합 이가속화되고이동통신사 들이신성장동력차원에서 스마트그리드, U- 헬스케어 등사물간통신서비스의 도입에총력을기울이고있 기때문에사물간통신의 모바일트래픽은빠른속도 로증가할것으로보인다. 또한소프트웨어, 인프라, 플랫폼등다양한서비스로 LG Business Insight 2012 8 1 31
스마트기기의보급증가와새로운 IT 서비스의등장으로모바일트래픽이폭증하고있다. 확장하고있는클라우드컴퓨팅역시이동통신네트워크를기반으로기업및일반소비자등여러분야에서폭발적인성장을거듭하고있는상황이다. 이동통신네트워크의포화우려확산이렇듯모바일트래픽이빠르게증가하고있는반면이를수용할수있는이동통신네트워크의용량은턱없이부족해질것이라는전망이꾸준히제기되고있다. 기존의 3세대 WCDMA 이동통신보다수배이상빠른 4세대 LTE 이동통신의구축이선진국을중심으로본격적으로이루어지고는있지만모바일트래픽의폭발적인증가세를따라잡기어려우며, 더군다나지속적인경기침체와더불어이동통신사들의매출이정체된상황에서향후네트워크설비확충을위한대규모투자역시적절히이루어지기어려울것이라는주장이힘을얻고있다. 한술더떠시스코의존체임버스회장은현재와같이급증하는트래픽에적절히준비하지않으면모든네트워크가전면적 으로불통되어버리는 네트워크블랙아웃 사태에직면할수있다고경고하고나섰다. 이동통신네트워크를구성하기위하여필수적인주파수자원역시갈수록고갈되고있는실정이다. 1.25MHz 및 5MHz의주파수자원을사용하는 2세대 CDMA 및 3세대 WCDMA 이동통신과달리 LTE에서는 20MHz의주파수자원을사용하게되는데, 이동통신사들은급증하는 LTE 네트워크의트래픽수요를감당하기위하여 20MHz의주파수자원을추가적으로활용하여서비스를지원하는멀티캐리어 (Multi Carrier) 기술도입을서두르고있다. 더군다나향후등장할차세대이동통신인 LTE-Advanced 에서는주파수자원을무려 100MHz 까지사용할수있기때문에, 양질의네트워크구축을위한이동통신사들의주파수확보경쟁은향후에도뜨겁게달아오를전망이다. 이론적으로는설비확충을통하여트래픽수용량을무한히늘릴수있는유선네트워크와달리제한된주파수자원을나누어활 10,000 < 그림 2> 2009 년이후국내모바일트래픽은 25 배증가 트래픽 (Tera bytes) 12,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0 2009.12 2010.3 6 9 12 2011.3 6 자료 : 방송통신위원회 1,600 1,200 < 그림 3> 클라우드컴퓨팅의트래픽발생급증 트래픽 (Peta bytes) 800 400 0 2010 2011 2012 2013 2014 2015 자료 : Cisco VNI 2011 기업용 일반용 32 LG Business Insight 2012 8 1
통신네트워크의포화문제는다양한사회구성원들에게큰영향을미칠전망이다. 용할수밖에없는이동통신네트워크의포화문제는서비스의품질저하를넘어심지어는접속제한으로까지이어질수있다는점에서그심각성이더욱크다고볼수있다. 국제전기통신연합 (ITU) 은향후 2020년까지전세계적으로최대 1720MHz 의이동통신용주파수자원이필요할것으로추산하고있으며, 방송통신위원회역시 2020년까지최소 450MHz에서최대 610MHz 의주파수자원이부족할것으로예측하고있다. 과다한인터넷트래픽및이에대한제재를둘러싼망중립성이슈가전세계적으로뜨거운화두로떠올랐듯이, 급증하는모바일트래픽의위험에대한논란역시빠르게확산될조짐을보이고있다. 애플은자사의영상통화서비스인페이스타임을이동통신네트워크에서도지원한다고발표하였으며, 우리나라의카카오톡역시모바일인터넷전화 (m-voip) 기반의무료통화서비스를시작하면서이동통신사들과첨예한갈등을빚고있다. 최근 KT 가과다한트래픽유발을이유로특정제조사의스마트 TV 접속을차단하는사건이벌어지고세계이동통신사업자연합회 (GSMA) 가막대한트래픽을유발하는인터넷및콘텐츠업체의공정한비용분담을주장하고나서는등, 통신네트워크의포화문제는비단사용자및이동통신사를넘어스마트기기제조업체및콘텐츠제공자등다양한사회구성원들에게큰영향을미치게될것으로전망된다. 이에따라산업계및학계를중심으로모 < 표 1> 국내이동통신용주파수소요전망 연도 2011 2012 2014 2016 2018 2020 최소 (MHz) 320 427 457 555 654 774 최대 (MHz) 320 503 546 665 787 930 자료 : 방송통신위원회 바일트래픽증가에대응하기위한여러방안들이꾸준히논의되고있다. 여러글로벌표준화단체및컨소시엄에서는네트워크의트래픽수용능력을향상시키기위한새로운기술마련에주력하고있으며, 각국정부및이동통신사역시각종정책및제도의도입과자체적인네트워크고도화전략등을통하여모바일트래픽폭증문제에대처하고자힘을기울이고있다. 주요모바일트래픽폭증대응전략 새로운주파수자원의확보새로운이동통신용주파수자원의확보는급증하는모바일트래픽을수용할수있는가장효과적인방안이다. 현재주요선진국을중심으로이동통신용으로적합한 3GHz 이내대역의미사용주파수를발굴하거나군용, 방송용등기존에다른용도로사용되었던주파수대역을이동통신용으로활용하는방안이적극적으로검토되고있다. 우리나라에서도 TV 방송을아날로그에서디지털방식으로전환하면서여유가생기게된 700MHz 대역주파수의활용에대한논의가이루어지고있으며, 다 LG Business Insight 2012 8 1 33
산업계및학계를중심으로모바일트래픽폭증대응전략이논의되고있다. 른대역의주파수재정비및 이용방안역시꾸준히연구 되고있다. 주파수부족의문제를 인식한세계각국은신규주 파수확보를위한정부차원 의대책을서둘러마련하고 있다. 미국연방통신위원회 (FCC) 는 National Broadband Plan 을통하여 향후 10 년내에이동통신용으로 500MHz 를추 가로확보할예정이고, 영국통신위원회 (Ofcom) 는향후 15 년간최대 900MHz 의주파 수수요를예상하여디지털 TV 주파수대역의 유휴자원활용및공공용주파수의재정비등 의정책을추진하고있다. 우리나라의방송통 신위원회역시모바일광개토플랜을통하여 2020 년까지 600MHz 의주파수자원을신규로 확보하겠다는계획을발표하는등주파수자원 의확충에총력을기울이고있다. 그러나현재가용한주파수자원이이동 통신뿐만이아니라다양한목적으로폭넓게 활용되고있는것을비춰볼때, 향후에도지 속적으로새로운주파수자원을확충하기란 그리쉽지않은것이사실이다. 특히구글및 마이크로소프트등많은 IT 기업들까지주파 수자원확보전쟁에뛰어들면서주파수부족 에대한논란은쉽게진화되지않을전망이다. 모바일트래픽과다유발차단 여러연구에의하면불과 1% 의사용자가전체 < 표 2> 주요국의추가주파수확보계획 국가계획명 ( 발표시기 ) 현재대역폭 모바일트래픽의 40% 이상을사용하는등트 래픽소비의불균형이심화되면서대다수의 사용자가충분한서비스품질을제공받지못 할위험이높다고한다. 또한출퇴근시간등 특정시간대의트래픽역시평균보다더욱빠 른속도로증가하고있기때문에, 많은이동통 신사들은과도한모바일트래픽유발을사전 에차단하기위한대책을도입하고있다. 3 세대이동통신에서무제한데이터요금 제를도입했던 AT&T 등많은글로벌이동통 신사들은이를폐지하고데이터상한제, 시간 대별과금제등다양한요금정책을마련하여 모바일트래픽과다발생가능성을사전에차 단하고있다. 또한사용자의데이터사용행태 를실시간으로분석하고트래픽의흐름을효 과적으로제어하는심층패킷분석 (Deep Packet Inspection) 기술을적용하는등여 러대처방안을통하여네트워크품질수준을 일정하게유지하고자노력하고있다. 추가확보대역폭 한국모바일광개토플랜 ( 12. 1 월 ) 320MHz 600MHz 미국 National Broadband Plan ( 10. 3 월 ) 545.4MHz 500MHz 영국 Enabling UK Growth-Releasing Public Spectrum( 11. 3월 ) 349.6MHz 750MHz 일본빛의길 ( 10. 3 월 ) 370MHz 1440MHz 자료 : 방송통신위원회 이러한방안들은추가적인주파수확보 및네트워크증설등막대한투자부담없이 모바일트래픽급증에따른네트워크의포화 34 LG Business Insight 2012 8 1
네트워크용량확대를위한새로운기술이활발하게연구되고있다. 위험을효과적으로낮출수있다는점에서이동통신사들에게가장현실적인방안이라볼수있다. 그러나이는망중립성및사생활침해논란과맞물려법적갈등및사용자들의반발등여러문제를야기할가능성도높기때문에장기적으로는한계가있다는주장도제기되고있는실정이다. 주파수효율증진기술개발단위주파수당전송할수있는데이터의양을증가시키기위한노력은초기이동통신의등장과함께지속적으로이루어져왔고, 그결과 4세대 LTE에서는 2세대 CDMA에비해훨씬높은주파수효율을달성할수있게되었다. 현재가장대표적인주파수효율증진기술로는다중안테나 (Multi Input, Multi Output) 기술을들수있는데, 이는여러개의안테나를사용하여모바일트래픽을송수신하는기술로서이론적으로는사용되는안테나의수에비례하여전송성능을끌어올릴수있는것이특징이다. 이외에도여러기지국간유기적인협력을통하여전파간섭현상을최소화하고기지국의전파송수신지역내다양한위치에있는사용자에게보다높은속도로데이터를전송할수있는기지국협력전송기술 (Coordinated Multi Point) 및 TV, 라디오등다른용도로사용되고있는주파수를공유하면서이동통신데이터를송수신할수있는인지무선 (Cognitive Radio) 기술역시주파수효율 을증진시킬수있는주요기술로손꼽힌다. 이러한기술들은현재학계및산업계를중 심으로활발하게연구및상용화가이루어지 고있으며, 일부는 LTE-Advanced 의조기 도입에따라빠른시간내에적용이확대될 수있을것으로예상된다. 그러나한편으로 는전파의물리적특성및실시간사용자환 경등수많은변수를고려하면이러한기술 들이기대만큼큰효과를가져오기는어렵다 는주장도제기되고있다. 따라서기술의발 전과더불어실제주파수효율증진가능성 에대한논쟁은향후에도꾸준히이어질것 으로보인다. 소형기지국의설치확대 모바일트래픽의증가및주파수자원의부족 에대한우려가고조되고있는가운데, 소형 기지국의설치를통한네트워크용량증대방 안이새롭게주목받고있다. 이는소출력의 작은기지국을다수설치하여모바일트래픽 을처리하는것으로, 기존기지국에비해설 < 그림 4> 펨토셀이용이전세계적으로빠르게증가 이용자수 ( 만명 ) 20,000 16,000 12,000 8,000 4,000 0 일반용펨토셀 기업용펨토셀 2010 2011 2012 2013 2014 2015 자료 : ABI Research, ETRI 재인용 메트로펨토셀 LG Business Insight 2012 8 1 35
소형기지국의설치및 Wi-Fi 기술은모바일트래픽폭증시대의주요전략으로손꼽힌다. 치및유지비용을크게절감하면서트래픽수요가높은지역을집중적으로지원할수있는것이특징이다. 이미 LTE 시대로접어들면서 RRH(Remote Radio Head) 라는소형기지국장비가기존의기지국을빠른속도로대체하고있으며, 더불어실내외에자유롭게설치할수있는펨토셀 (Femto Cell) 등차세대소형기지국의도입역시글로벌이동통신사를중심으로속속이루어지고있다. IT 전문시장조사기관인 ABI Research는빠르면 2014년 LTE 소형기지국의출하량이기존기지국을넘어설수있다는전망을발표하기도하였다. 이러한소형기지국의설치를통하여기존기지국에서지원이어려운음영지역을효과적으로해소하는동시에, 동일한주파수자원의재활용을극대화하여추가적인주파수를확보하지않고도네트워크용량을늘릴수있게된다. 또한바로인터넷망과접속할수있기때문에기존기지국의부하를절감할수있으며, 현재모바일트래픽의 70% 이상이실내에서발생한다는것을감안하면상당한양의트래픽을소형기지국자체적으로처리할수있을것으로전망된다. 특히현재이동통신과같은주파수대역및기술을사용하기때문에보다안정적인데이터송수신을지원할수있으며, 향후에는셋톱박스, 홈서버등여러기능및서비스와융합할수있는차세대 IT 기기로거듭날수있을것으로기대된다. 그러나이러한소형기지국의설치역시여러종류의 기지국간신호간섭방지및동기화지원, 이동시끊김없이서비스를지원할수있는핸드오프등각종기술적문제와더불어설치와운용에따른여러법적, 경제적이슈등을내포하고있으므로보다심도깊은연구및논의를거쳐야할것으로예상된다. 다양한무선통신기술을이용한트래픽분산흔히 Wi-Fi 로불리는근거리무선통신기술은미국전기전자학회 (IEEE) 의 802.11 표준화작업을중심으로성능이비약적으로발전하였고스마트기기의보급이폭발적으로증가하면서이동통신과더불어모바일트래픽을효과적으로처리할수있는대표적인기술로각광받게되었다. 현재 Wi-Fi 기술은글로벌 IT 기업들의기술연구및표준화작업을통하여지속적인발전을거듭하고있으며그간약점으로지적되어온보안성과전송품질등을개선하기위한노력이 802.11 표준화를중심으로꾸준히이어지고있기때문에, 급증하는모바일트래픽을분산수용할수있는가장핵심적인대안이될수있을것으로예상된다. 이외에도기지국없이단말기기간데이터를직접주고받을수있는직접통신기술과지금까지활용이쉽지않았던초고주파수대역에서의근거리무선통신기술에대한연구및제품개발도빠르게이루어지고있다. 특히초고해상도화질의 Ultra HDTV 등대용량멀티미디어를실감나게즐기기위해서는초당수백 MB 및수 GB 이상의높은데이터 36 LG Business Insight 2012 8 1
모바일트래픽의급증에따른네트워크의마비는생각보다빠르게현실로다가오고있다. 전송속도를지원해야하기때문에, 광범위한주파수자원을충분히활용할수있는수십 ~ 수백 GHz 및 THz 대역에서의통신기술의중요성은꾸준히강조될것으로보인다. 아직까지는 Wi-Fi 를제외하고이러한통신기술들이담당하고있는모바일트래픽의양은극히미미한수준에그치고있다. 그러나꾸준한성능개선과새로운수요발굴을위한노력이계속되고있기때문에이들기술은점진적으로확산될수있을것으로기대된다. 다각적인대응이필요한모바일트래픽폭증시대모바일트래픽의증가로인한문제는이미곳곳에서감지되고있다. 이동통신사들은연말연시가되면폭주하는트래픽을처리하기위하여비상대책을세우는등골머리를앓고있다. 사람들이붐비는주요도심지에서는모바일트래픽이증가함에따라데이터전송속도가평소보다급격히떨어지거나심지어는접속조차이루어지지못하는사태가빈번하게발생하기도하였다. 하루가멀다하고스마트폰과태블릿 PC, 전자책등여러종류의스마트기기가쏟아져나오고그활용또한한층광범위하게이루어지고있기때문에, 모바일트래픽폭증에따른이동통신네트워크의마비는생각보다빠르게현실로다가오고있다. 이미이동통신이개별서비스차원을넘어거의모든산업에필수적인기반인프라로자리잡고있는사실을감안하면, 이는단지개개인의불편을넘어사회전반적으로막대한경제적손 실을야기할것으로예상된다. 현재글로벌이동통신사들의통신네트워크구축및운용현황에비춰볼때, 단기적으로는주로추가적인가용주파수확보와과금제및과도한트래픽제어등네트워크인프라의효율성제고노력을통하여모바일트래픽의급증에대처할것으로예상된다. 그러나지속적인모바일트래픽의증가추세에비춰볼때장기적으로이들방안만으로는적절한대응이쉽지않은것이사실이다. 따라서향후에는신기술을통한주파수효율증진노력과더불어차세대융복합통신네트워크 (Heterogeneous network) 의구축이단계적으로추진될전망이다. 이는펨토셀과매크로셀등다양한형태의무선기지국과 LTE와 Wi-Fi 등여러통신기술이유기적으로연계되어모바일트래픽을처리할수있는새로운개념의네트워크시스템으로현재 IEEE, 3GPP 등여러글로벌표준화단체를중심으로활발히논의되고있다. 네트워크품질이이동통신사들의핵심역량으로새로운주파수자원의확충및모바일트래픽급증방지대책마련과더불어, 새롭게전개될패러다임에대응할수있는핵심기술과양질의네트워크구축및운용역량의확보가이동통신사들의중요한현안으로대두될것이다. LTE 시대를맞이하여각이동통신사들이자사네트워크의우수성을고객유치를위한중요한마케팅포인트로삼고있듯이, 지속적 LG Business Insight 2012 8 1 37
향후네트워크품질의중요성은한층강조될전망이다. 인모바일트래픽의증가에따라안정된네트워크품질이통신서비스선택의가장중요한가치로부각되고있다. 이미주문형비디오 (VoD) 와 HDTV 등각종멀티미디어의모바일이용이빠르게자리잡고있으며클라우드기반애플리케이션등새로운통신콘텐츠역시효과적으로구축된네트워크인프라에서만원활하게지원될수있다는점을고려하면, 데이터트래픽을안정적으로처리할수있는유무선네트워크의보유는이동통신사들이갖추어야할필수요건으로더욱강조될전망이다. LTE 서비스가본격적으로도입된지불과 1년밖에지나지않았음에도각이동통신사들은차세대 LTE-Advanced 시대를대비하기위한발걸음을재촉하고있다. 2세대와 3세대, 그리고 4세대를거치면서새로운이동통신기술의연구개발및적용은점차빠른속도로전개되고있으며핵심기술을보유한기업의영향력은다방면으로한층강화되고있다. 따라서새로운기술을신속하게확보하고이를자사의네트워크인프라에선제적으로적용하는기업은시장지배력을강화하고이를기반으로통신산업의가치사슬전반에걸쳐새로운부가가치를창출할수있겠지만, 반대로이러한변화에충분하게대처하지못하는기업들은빠르게경쟁력을상실할수있다. 또한통신네트워크의기술고도화및융복합화를효율적으로지원할수있는차별화된운용및관리노하우역시네트워크품질 유지를위한이동통신사의핵심역량으로한층그중요성을더할것으로보인다. 정부차원의종합적인대응책마련도중요아울러모바일트래픽폭증시대를준비하기위한정부차원의종합적인대응책마련또한중요하다. 주파수자원의대대적인정비및적시적인할당을서둘러이동통신사들의원활한주파수확충을지원하는동시에, 중장기적로드맵아래차세대통신네트워크의원천기술연구개발에대한투자도더욱강화할필요가있다. 이미미국과유럽, 일본등주요선진국들은 IT 산업환경의구조적변화에선제적으로대응할수있는미래인터넷등차세대통신네트워크구축을국가차원의중요아젠다로설정하고각종컨소시엄구성및민관연구협력등막대한지원과투자를아끼지않고있다. 2000년대초선진국보다한발앞선초고속인터넷네트워크구축을통하여우리나라 IT 산업발전의결정적인전기를마련할수있었듯이, 급증하는모바일트래픽의위험에대처할수있는튼튼한네트워크의구축은급변하고있는글로벌 IT 산업에서주도권을확고히쥘수있는초석이될수있다. 그러므로우리나라역시이러한시대적흐름에뒤떨어지지않고국가 IT 경쟁력을보다강화할수있도록 LTE 이후차세대통신네트워크의핵심기술선점및빠른상용화에더욱박차를가해야할것이다. www.lgeri.com 38 LG Business Insight 2012 8 1