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일본의 사설/로컬 5G망의 진화: 5G NSA→5G SA, mmWave→Sub-6로 마이그레이션 시작
Private 5G in Japan
April 05, 2021 | By 손장우 @ Netmanias (son@netmanias.com)
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    손장우 (Harrison Jangwoo Son)

 

    넷매니아즈 | (주)엔앰씨컨설팅그룹 대표이사

    son@netmanias.com

 

 

지난 1월 정부에서 5G 특화망* 개념을 공개하고 사설 5G 주파수 할당을 검토하기 시작하여, 국내에서도 사설 5G망의 도입이 머지 않았다. 사설 5G망 분야에서 우리보다 1~2년 앞서있는 일본의 사설 5G (로컬 5G) 관련 현황을 정리해본다.

 

* 사설 5G망 = Private 5G망 = 5G 특화망 = 로컬 5G망 = 특정지역내 특정기업 전용 5G망

 

1. 2019년 12월

5G mmWave 28GHz, LTE 2.5GHz를 로컬 5G망용으로 신규 공급: NSA 로컬 5G망으로 시작!

 

일본 총무성은 2019년 12월 24일에 로컬 5G 주파수로 mmWave 28.2-28.3GHz(100MHz폭)를 공급했다.

 

당시에는 이통사들이 5G 공중망을 처음 구축하면서 기존의 깔려 있는 전국망인 LTE망을 함께 사용하는 NSA 구조(LTE가 Anchor: 제어신호는 LTE로, 이용자 데이터는 5G로 전달)로 5G망을 구축하고 있었고, 망장비와 단말도 NSA만 지원하고 있었다. 근까, 당시에는 SA 단말도 없었고 SA Core도 상용화 상태가 아니어서 로컬 5G망을 SA 구조로 하려면, SA 생태계가 조성될 때까지 긴 기다림이 필요했다.

 

또한 일본 총무성이 공급한 28GHz 주파수는 mmWave라서 커버리지가 100여m 정도로 매우 작고, 또 벽이나 문 등의 장애물을 통과하기도 어려워 비용효율적으로 넓은 커버리지를 확보하기 위해 저주파수 대역이 필요했다(mmWave에서 SA로 하면 아래 오른쪽 그림처럼 커버리지를 다 채우기 위해 많은 수의 기지국이 필요하다).

 

따라서, 총무성을 즉각적인 로컬 5G 구축과 경제적인 커버리지 확보를 위해 아래 그림의 왼쪽의 NSA 구조를 채택하고, 28GHz의 사설 5G 주파수와 함께 2.5GHz(2.575 - 2.595GHz, 20MHz폭, 자영등BWA이라고 명명함)의 사설 LTE 주파수도 함께 공급했다.  

 

 

로컬 5G망을 mmWave 주파수와 NSA 구조로 구축하면서 다양한 문제들이 인식되기 시작했다. 

NSA는 기지국과 단말에 LTE와 5G가 모두 있어야 하여 고가이다. 이통사망에서는 기존에 전국에 깔아 놓고 10년째 쓰고 있는 LTE망을 활용하고 핫스팟 위주로 5G 기지국을 두고 LTE망에 붙이는게 의미가 있다. 그런데, 로컬/사설 5G망은 Greenfield 망이다. 어차피 아무것도 없는 곳에 새로이 5G망을 구축한다. NSA구조로 두개의 망을 구축할 필요가 없다. 또한 NSA는 4G를 통해 제어 신호가 처리되므로 느리고, 4G Core를 쓰므로 5G Core가 제공해주는 네트워크 슬라이싱 같은 기능을 완벽하게 구현하지 못한다.

 

2. 2020년 12월

Sub-6 주파수 추가 공급: SA 로컬 5G망으로 진화!

 

일본 총무성은 2020년 12월 18일에 로컬 5G용으로 Sub-6 (4.7GHz대역: 4.6-4.9GHz, 300MHz) 주파수를 추가 공급했다. Sub-6 주파수는 mmWave에 비해 전파 도달거리도 길고, 회절성이 좋아 장애물에도 강하다는 장점이 있다. 즉, 커버리지 확보를 위해 4G를 함께 사용하는 NSA 구성이 아닌 5G망만으로 사설망을 구축하는 로컬 5G SA 구성이 가능해진다. SA 5G망은 제어신호와 데이터를 모두 5G로 전달하며, 5G의 특징인 초고속, 초저연, 초연결을 제공하며, 5G Core의 사용으로 효율적인 네트워크 슬라이싱도 제공해준다.  

 

 

작년말과 올해초에 로컬 5G 서비스를 개시한 후지쯔, NEC, NTT Comm 등은 mmWave+NSA 구조가 아닌, 기술적 장점과 비용적 장점을 모두 가진 Sub-6기반의 SA망 구조를 메인으로 고객에게 제안하고 있다.

 

일본내에서는 작년 12월 개시한 Sub-6 주파수 공급을 계기로 올해에는 로컬 5G망 사업에 참여하는 기업들이 크게 늘어날 것으로 보인다. 아래의 로컬 5G 신청자 및 면허인 목록표를 보면 28GHz mmWave 주파수를 신청하지 않았던 많은 기업들이 4.7GHz Sub-6 주파수를 신청하고 있음을 볼 수 있다. Sub-6 주파수의 공급으로 로컬 5G가 이제는 될 것 같다고 판단들 한 것이다.

 

<출처: 일본 총무성>

 

국내에서도 5G 특화망이라는 이름으로 사설 5G (로컬 5G) 주파수 할당 작업이 시작되고 있다.

일본의 경우, 2018년 12월에 로컬 5G 작업반을 만들고, 1년이 지난 2019년 12월에 비로소 28GHz 면허신청을 개시했고, 또 1년이 지나서 2020년 12월에 Sub-6 (4.7GHz 대역)의 면허신청을 시작했다. 국내에서 올해내에 면허 신청이 시작된다고 해도 일본, 독일 등에 비하면 거의 2년 가까이 늦었다.

 

하지만, 우리가 늦게 시작하더라도, 그 사이 5G 관련 기술 (5G SA Core, O-RAN, Sub-6, Network Slicing, MEC 등)들이 성숙해지고 있어 이를 잘 적용하고, 해외의 성공사례와 시행착오 사례 등을 잘 분석하면 빠른 시일에 선진국들을 따라잡을 수 있을 것이다. 과기정통부가 5G 특화망 주파수로 Sub-6의 양질의 주파수를 신속히 공급해주면 승산이 있다. 국내기업들이 국내 5G 특화망 환경에서의 좋은 사업화 사례를 많이 발굴하고, 이를 기반으로 이제 시작되고 있는 글로벌 사설 5G망 시장에 진출하여 시장을 주도해 나가길 기원해 본다.

 

 

 

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