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캐리어 어그리게이션

-4CA에서 넘어옴
국제전기통신연합( ITU) 인증 이동통신 기술
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1. 개요2. 상세3. 대한민국 통신사들의 LTE-A의 진실?
3.1. LTE-A와 LTE-CA에 대한 몇 가지 유의점
4. 기술적 전망5. 지원 단말기

1. 개요

Carrier Aggregation
주파수 집성

ITU가 승인한 4세대 이동통신 기술 및 서비스인 LTE Advanced를 구성하는 핵심 기술 중 하나.

일명 3.9G라 불리는 LTE에 몇 가지 핵심 기술을 적용하면 LTE Advanced를 구현할 수 있는데, 그 핵심 기술 중 현재 상용화된 기술이다. 또한 듀얼밴드 Wi-Fi라 불리는 기술도 개념은 일치하며 이쪽은 일찌감치 상용화 되었다 자세한 내용은 항목 참조. 내용을 진행하기 전에 보다 전문적인 정보를 보기 위해서는 이 링크와 이 링크(영어)의 PDF 파일들이 도움이 된다.

2. 상세

주파수 듀얼 밴드라는 기술을 이용한 통신 서비스는 이전에도 존재했다. 이는 통신사가 2개 이상의 주파수 대역으로 동일한 통신 서비스를 지원하고 있을 때, 단말기가 그 대역을 전부 지원하게 설계하고 상황에 맞게 어느 한쪽으로 접속하게끔 하는 기술이다. 이를 SK텔레콤이 트래픽이 몰리는 곳을 자동적으로 인지하게 한 후 조금 더 널널한 주파수로 접속하게끔 한 단계 발전시켰고 마케팅을 위해 멀티 캐리어라는 용어를 만들게 된다. 때문에 한국 내에서는 듀얼 밴드 LTE를 '멀티 캐리어'라 부르는 경향이 생겼다.(Release 9에 해당된다)[1]

파일:external/ncc.phinf.naver.net/IMG03.jpg
(멀티 캐리어와 캐리어 어그리게이션과의 차이점.[2])

캐리어 어그리게이션은 멀티 캐리어를 이루는 주파수를 하나의 대역으로 묶어서 사용하게 만드는 기술이다. (Release 10) 이는 주파수 대역폭의 한계로 빠른 속도를 구현하지 못하기 때문에 고안된 기술로, 각각 10 MHz 대역의 주파수 2개라 하더라도 20 MHz의 광대역 주파수와 동일한 효과를 나타내게 한다. LTE 기준으로 보면 10 MHz 대역폭으로 최대 75 Mbps, 20 MHz 대역폭으로 최대 150 Mbps의 다운로드 속도를 보장하기 때문에 10 MHz 대역폭을 가진 주파수를 아무리 여러 개 사용해도 75 Mbps를 넘을 수 없으나, 캐리어 어그리게이션을 적용하면 20 MHz의 대역폭을 가진 한 개의 주파수와 동일한 효과를 줄 수 있다.

요약하면 10 MHz의 대역폭당 75 Mbps의 속도를 보장하는 각각의 주파수 두 대역을 묶어 20 MHz로 올린 게 캐리어 어그리게이션이다. 단, 사용하는 주파수가 인근의 10 MHz 대역폭을 추가로 사용하는 건 캐리어 어그리게이션이라고 하지 않고, 국내에선 광대역 LTE라고 부른다. 광대역 LTE와는 달리 캐리어 어그리게이션은 전혀 다른 대역의 10 MHz 대역폭을 사용하여 기술의 난이도가 높고, 덩달아 배터리 소모량도 늘어난다.

2014년 8월 기준으로 이야기가 달라져서 20+10의 Max Bandwidth 225 Mbps의 비대칭 CA가 지원되고 있다. Qualcomm Fusion 4.5(APQ8084 + MDM9x35)를 채용한 단말(eUE category 6지원)에서 비대칭 CA가 되는중.

2015년 1분기에는 3-Band CA 서비스가 예정되어있다. 20+10+10의 Dl Bandwidth로 300 Mbps의 이론적인 속도 지원 예정. 퀄컴 스냅드래곤 810 MSM8994가 3-Band CA를 지원하는 첫 단말기가 될 것으로 예상되었지만 스냅드래곤 810의 문제로 엑시노스 7를 탑재한 갤럭시 노트 4 S-LTE가 첫 단말기가 됐다.

문제는 SK텔레콤과 KT의 Band 1(2.1 GHz)은 이전의 UMTS Band 1(2.1 GHz)의 3G 주파수를 상하향 10 MHz씩 빼서 LTE로 돌릴 예정이기 때문에 기존 3G 이용자는 그만큼 손해를 본다. 현재는 5 MHz를 추가로 LTE 용도로 전환해 3G 대역폭은 SKT와 KT 각각 5 MHz로 더 줄어들었다.

3. 대한민국 통신사들의 LTE-A의 진실?

한국에는 SK텔레콤이 2013년 6월 26일에 LTE-A라는 서비스로 상용화 했다. 이 용어의 유래는 당연히 LTE Advanced에서 따왔다. 문제는 엄밀히 말해 사기나 날조가 아니다!

마케팅 전쟁으로 인해 소비자들이 혼란을 겪게 하는 것이 가장 큰 문제가 되는데, 해외에선 초창기에 대한민국에서 LTE-A 서비스를 한다고 하자. 몇몇 기자들은 현 LTE-A 항목의 그 LTE-A인 줄 알고 700 Mbps 같은 오보를 내는 것은 기본에, 대한민국 국민 한정으로 LTE, LTE-A, 광대역 LTE, REAL 4G, 900 MHz, 무선전화기/마이크, 4G[3], '150 Mbps가 최대인데 내 건 100 Mbps이다. 그래도 빨라진 게 어디야?' 등의 각종 혼란스런 보도와 광고, 선전 등의 여파로 전문적인 지식을 얻으려면 여러 통신규격 관련 사이트나 공식 기관의 설명문 [4] 몇 개를 찾아보지 않는이상. LTE 자체를 이해하기 무지 어려워졌다. LTE에서 캐리어 어그리게이션을 적용한 것은 Release 10에 해당되기 때문에 LTE Advanced라 부를 수 있다.

CA만이라도 적용해 LTE-A 서비스를 처음 제공한 곳은 SK텔레콤이 아니다. 러시아 요타가 2012년에 주요 대도시에서 서비스를 개시한 바 있다.[5]

최대 다운로드 속도도 1.5 Gbps의 1/10에 불과한 속도인 150 Mbps이다. 이런 상황에서 Cat.7 또는 차후의 LTE Advanced를 상용화 하려면 최소 2016년은 되어야 할 것으로 보인다. 쉽게 말하면 갤럭시 S6~S7 정도는 되어야 제대로 상용화 된다는 소리다. 그런데 그것이 실제로 일어났다! 하지만 2015년 1월 중순 Cat.9까지 지원하는 모뎀이 장착된 갤럭시 노트 4S-LTE의 출시가 예정됨에 따라 예상보다 빨리 더 높은 등급의 LTE Advanced가 상용화 되고 있다.

문제는 지금 마케팅 하면서 LTE-A라는 용어를 남발했기 때문에 정작 제대로된 LTE Advanced를 상용화 하게 되면 통신사들은 자신들이 정한 명칭이 부메랑이 돼서 돌아올 것이라는 점. '똑같은 LTE-A인데 왜 저건 가격과 속도가 다르냐?' 라는 상황이 일어나기 때문에 요금을 올려받기 힘들 것이다. LTE Advanced가 말그대로 발전된 LTE이기 때문에 큰 장비 차이는 나지 않고 기존망에서 추가하는 식으로 할 수 있어서 기지국 설치 비용은 그렇게 크지 않을 것이니 큰 손해는 아니지만[6] 미래의 수익을 미리 끌어다 쓴 꼴이다.

SK텔레콤이 LTE-A를 상용화하는 데 성공하자, 이에 발맞추어 LG U+에서도 계획보다 두 달 앞당겨서 상용화를 하겠다고 발표했다.

KT의 경우 기존 1.8 GHz 대역폭에 근접한 주파수를 획득하면 주파수 집성(CA) 없이 기존 LTE 로도 150 Mbps 다운로드 속도를 지원하는 광대역 서비스가 가능하다고 언플하는 중.[7] 결과는 2013년 9월 주파수 경매 때야 알 수 있지만 갤럭시 S4의 경우 KT가 광대역 LTE를 선보이면 KT에는 기존 단말기와의 팀킬을 피하기 위해 LTE-A 단말기는 출시하지 않는다고 했는데 뜬금없이 갤럭시 S4 LTE-A를 출시해버렸다! 하지만, SK텔레콤과 LG U+는 당장 광대역 LTE 상용화가 2013년 주파수 경매를 해서 새로운 대역을 얻더라도 불가능 하기 때문에 기존 LTE 단말기로는 다운로드 속도 최대 75 Mbps까지만 받을 수 있다. #

상황이 이렇게 꼬이다 보니 통신사들끼리 정의 내리기 놀이는 끊이질 않는데, KT는 주파수간섭이 심한 900 MHz대역을 CA로 묶어버리는 대신, 1.8 GHz을 광대역화 하여 LTE-A와 동일한 최대 속도인 150 Mbps를 달성하고 이를 마케팅에 이용하기 위해 '광대역 LTE-A'라는 문구를 사용했으나, SK텔레콤과 LG U+의 견제를 받아 -A를 삭제하라고 정부 당국에게서 시정 명령을 받은 상태다. 다만, 기존의 75 Mbps를 150 Mbps로 2배가량 빠른 속도를 낼 수 있는 것은 광대역 LTE나 LTE-A나 동일하기 때문에 '2배 빠른'이라는 문구는 삭제하지 않는다고 한다.
그래도 CA를 적용한 LTE 서비스는 앞서 언급한 대로 SK텔레콤에서 2013년 6월 26일에 세계최초로 상용화를 발표하고 첫 번째 지원 단말기로 갤럭시 S4의 LTE-2CA 지원 파생 모델인 갤럭시 S4 LTE-A를 출시했다. # 요금제의 경우 현행 LTE 요금제대로 이용가능하고 SK텔레콤 측에서는 추후에 LTE-A용 요금제를 신설하겠다고 하였다. #

커버리지는 LTE 서비스 초기처럼 현재 LTE보다는 제한적인 만큼 가입을 하겠다면 자신의 지역이 지원 하는지부터 확인하고 가입해야 한다.[8] 상용화 초기에는 오히려 갤럭시 S4 LTE보다 데이터 전송 속도가 느린 지역도 존재했다.

여담이지만 SK텔레콤의 갤럭시 S4 LTE-A 광고[9]에서 다운로드 속도가 매우 빠르다며 광고하는데 정작 기기는 Wi-Fi를 이용 중이란 것이 스크린 샷을 통해 밝혀졌다.

그런데, SK텔레콤이 서비스 종료를 했다고 한다. 10 MHz + 10 MHz 캐리어 어그리게이션과 20 MHz 광대역 LTE가 이론적인 속도차이가 없기 때문에 소리소문 없이 서비스를 중단했다고 한다고 알려졌으나, 1800 MHz대역의 광대역화가 안 된 기지국에선 CA로 연결된다. 이후 SK는 Cat.6을 실시하면서 LTE-A ×3 을 사용했고, 2015년 1월 S-LTE 개시를 앞두고 3배 빠르니 4배 빠르니 복잡한 개념을 단번에 정리하고 5G를 향해 먼저 간다는 취지로 밴드 LTE로 이름을 바꾸었다.

3.1. LTE-A와 LTE-CA에 대한 몇 가지 유의점

문제는 기술적으로 인정하는 것과 마케팅상 사용을 허용하는 것을 설명하기 상당히 어렵기 때문'이다.

3GPP는 과거 GSM부터 시작해서 WCDMA, LTE, LTE Advanced까지 이어지는 3GPP 계열 이동통신 기술뿐만이 아니라 HDMI, DP, 랜선등의 기술적 표준을 지정하는 곳이다. 때문에 이쪽에서는 LTE Advanced를 업로드 1.5 Gbps, 다운로드 3 Gbps가 기술적으로 인정되는 최대 속도로 정했지만.한국에서는 HSPA+를 3G로 취급하고 있지만, ITU에서는 빠른 속도와 기술 발전 등의 이유로 일찌감치 4G로 인정했던 기술이다. 때문에 해외에서는 4G로 마케팅을 하고 있으며 LTE 도입이 늦었던 미국 T모바일에서는 그냥 4G로 홍보하고 다녔다.

이렇게 마케팅으로 중요한 용어를 확립시키는 역할을 하고 있기 때문에 ITU는 세계 각국의 통신사들의 압박을 꽤 강하게 받고있다. 때문에 기술적인 개념보다는 속도가 전 세대보다 확연하게 차이가 나는 정도면 차세대 이동통신으로 마케팅 할 수 있게 인정하고 있다.

또한 캐리어 어그리게이션은 기존 주파수의 대역을 2배 속도로 늘리는 것이기 때문에 고속도로로 비유하면 유지비도 2배 이상 소모된다. 통신을 양쪽으로 하기 때문에 배터리 소모량도 상당히 증가한다. 광대역화 한 LTE라도 캐리어 어그리게이션보다는 약 30% 정도 적게 사용하지만, 결론적으로는 기존 10 MHz 대역의 75 Mbps의 속도이던 것보다는 소모율이 증가한다. 통신을 최대한으로 하면 오히려 전보다 배터리를 빨리 소모하는 셈.

2013년 9월 22일 기준으로 통신사들은 전부 LTE-A라 지칭하지만, 이러한 사태가 일어나기 전에는 통신사들도 정상적인 '캐리어 어그리게이션'이라는 명칭을 사용했다. 기술적인 차이를 상세하게 보고 싶다면 한국어

현재 기사를 작정하는 기자와 관련 부처인 미래창조과학부 또한 통신사들이 이해하기 어렵고 엄청 꼬아놓은 이 단어에 대해 제대로 설명해주지 않았기 때문에 골머리를 앓고있다고 한다. 일단 미래창조과학부에서는 LTE-A와 광대역 LTE-A가 무엇인지 확실한 정의를 내려서 보고하라는 명령을 내린 상태라고 한다. 문제는 기사를 작성하는 기자인데, 일단은 이 위키의 수준보다 못한 기사를 이해도 못 한 채 쓰고 있다. 다행히 LTE-A 관련 기사들의 빈도가 줄어들고, 네이버 캐스트 등에서 좀 더 제대로 설명이 된 칼럼 및 자료가 나오고 있어서 이 문제는 해결될 것으로 보인다. 하지만 대부분 구글을 통한 해외지문을 보는 게 빠르고 편하다. 3gpp만큼 가장 신뢰성 있는 곳이 없다는 걸 생각하자.

4. 기술적 전망

현재 이렇게 꼬인 건 통신사들이 마케팅을 하기 위해 LTE-A로 연결 지은 것뿐이지 기술적으로 볼 때 상당히 획기적인 기술이다. 기존 장비로 이루어진 주파수 대역에서 추가적인 통신을 제공하여 통신자원의 낭비를 줄일 수 있음과 동시에 300 Mbps, 450 Mbps, 6.94 Gbps 등 상당한 속도를 낼 수 있도록 구현해준다. 또한 2G나 3G가 도태되어도 보조망으로 사용되도록 장기적인 계획을 가지고 있다.

다만, KT가 CDMA 서비스를 중지할 때처럼 엄청난 반발이 있을 가능성이 매우 높기 때문에 WCDMA에 대한 관심이 극히 적을 때 실시해야 큰 반발을 막을 수 있을 것으로 보인다.[10] 하지만 예상되는 시기에 LTE Advanced Cat.6 이상의 칩을 가지고 있으며, 2G나 3G칩을 안 가지고 있을 것이기 때문에[11] 중간에 무리를 하는 것보다는 망 재활적인 의미와 일부 음영지역에 도움을 주는 성격이 강할 것이다. 3G 사용자가 상당수를 차지할 경우 2030년까지 3G가 존재할 수도 있다는 말.[12] 로밍 문제와 글로벌 단말기 수급 문제도 있기 때문에 세계적으로 WCDMA에서 LTE로 어느 정도 옮겨간 다음에야 3G 종료가 시작될 듯 하다.

5. 지원 단말기

기술 자체를 가장 먼저 상용화한 이동통신사는 전 세계에서 SK텔레콤, LG U+ 둘뿐이다. KT의 경우 LTE-A는 Release 9 수준이라 CA를 사용하는 Release 10과는 다르기 때문에 CA를 상용화했다고 인정받기 위해서는 900 MHz 클리닝 작업이 시급할 것으로 보인다.[13] 2013년 10월에 방통위와 LG U+와 합의를 했으며 2014년 2월에 재할당을 했다 주파수 클리닝이 마무리 되고 주파수를 조정해서 2014년부터 기지국 설치가 재개되었다. 현재 한국 내에서 지원하는 단말기들은 한국 내수용 혹은 한국 기업의 글로벌 LTE 모델뿐이다.

2014년 5월, 일본의 KDDI도 서비스를 시작한다.

[1] 어떠한 규격이 나왔을때 기술적인 큰 변화가 있는경우 3gpp에서 공개할 때 Release 버젼을 한 단계 올린다. 우리가 처음 사용한 LTE는 Release 8이고 현재는 Release 9/10을 사용한다. [2] 그림을 설명하자면, 고속도로를 2차선씩 나누는 것보다 4차선으로 움직이는 게 더 빠르다는 것을 생각하면 쉽다. 물론 예로 들 때는 차 1대로는 부족하고 출퇴근길 정도는 돼야 확실하게 차이를 느낄 수 있다. [3] ITU에서 가장 큰 공헌을 한 게 바로 이부분 [4] 3gpp, ITU등에서 공개하는 pdf 파일 [5] 다만 요타의 경우 과거 Mobile WiMAX를 서비스 하다 TD-LTE로 갈아탄 무선 광대역 서비스 업체이며 olleh 에그 같은 라우터가 주력 영업인 기업에 기술 적용이 상대적으로 쉬운 TDD 주파수인 것은 감안해야 한다. [6] LTE Advanced의 장비와 주파수는 기존 LTE와 호환된다. 문제는 기기의 통신 모뎀으로 아직까지 150 Mbps 이상의 다운로드 속도를 구현하는 LTE Cat.5 통신 모듈은 당시에는 퀄컴도 시판하지 않았다. [7] 단, 허위 사실을 과장한 건 아니다. [8] 수도권은 모두 지원한다. [9] 제조사에서 주로 광고를 하지만, 경우에 따라 통신사가 제조사의 허락을 받고 광고하는 경우도 있다. 갤럭시 U와 베가 LTE A가 대표적. [10] 다만 CDMA 종료 시 반발은 01X 번호 유지와 연관되어 있다는 점도 고려해야 한다. [11] 통신칩이 몇 백 원 한다고 하더라도 수십만 개 찍어낼 경우 가격이 비싸고, 결정적으로 저 칩 자체의 전력소모를 줄이려 할 것이며, 이미 LG U+는 헬지명성을 없애기 위해 순수 LTE로만 모든 걸 해결하려 하고있다. [12] 단, 차후 모든 통신요금제가 종량제가 아닐 경우 대격변이 일어나면서 01X 유저들을 제외한 3G 사용자들은 차세대 통신으로 갈아탈 확률이 매우 높으므로 섵부른 판단은 금물 [13] 무선전화기/마이크 언급이 위에 나온 이유는 저 두 기기가 900MHz 대역을 사용한다.

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