국내 연구진이 실내에서도 끊김 없이 5G 서비스를 원활하게 즐길 수 있는 핵심 네트워크 기술을 개발했다. 이에 따라 실질적인 5G 서비스 구역을 확대하면서 국내 통신 인프라를 한 층 더 개선하는데 큰 도움이 될 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 세계 최초로 기지국으로부터 밀리미터파(28㎓) 기반 광대역 5G 신호를 받아 건물 내로 보낼 수 있는 광중계기 기술 개발에 성공했다고 밝혔다.

생활에서 많이 쓰는 모바일 데이터는 실내에서 80% 가량 소비된다. 이 기술을 활용하면 공항, 역사, 대형 쇼핑몰 등 실내 환경에서 5G 최대 전송 속도인 20Gbps급 서비스 이용이 가능하다. 특히 기존 방식 대비 전송 용량, 장비 크기, 구축 비용 등을 획기적으로 개선해 많은 활용이 예상된다.

연구진이 개발한 기술의 핵심은 RoF 광전송 기술과 5G 기지국 인터페이스 기술이다. RoF 광전송 기술은 최대 5㎞ 구간에서 5G 무선 신호를 광신호로 바꿔 신호 왜곡 없이 전송할 수 있는 기술이다. 또 5G 기지국 인터페이스 기술은 실외에 위치한 5G 기지국과 실내 분산 안테나 시스템을 무선 SW 업데이트(OTA) 방식으로 연결해 주는 기술이다.

아파트 옥상에 설치된 5G 기지국 인터페이스가 인근 기지국으로부터 5G 신호를 받아 RoF 기술이 탑재된 아파트 단자함에서 광신호로 바뀐 뒤, 각 층별 실내 곳곳에 분산되어 있는 안테나로 전달하는 셈이다.

이 기술은 5G 신호를 32개 대역으로 다중화해 신호를 전달할 수 있어 전송 용량이 매우 높은 편이다. 기지국처럼 복잡한 기능 구현이 필요하지 않고 단순한 기능만 구현하면 돼 별도 기지국을 설치할 때보다 구축 비용도 1/5로 저렴하다.

연구진은 다이어리 정도 크기만한 RoF 광트랜시버를 개발해 실내 분산 안테나 시스템을 구성하는 호스트 장치와 안테나 장치에 심어 RoF 기술을 구현했다고 밝혔다. 5G 기지국 인터페이스 기술도 호스트 장치와 쉽게 연동할 수 있도록 노트북 크기를 지닌 독립 모듈 형태로 개발했다.

연구진은 최근 고주파 대역을 활용, 대용량 데이터 사용량 급증으로 인해 90년대부터 연구를 진행해온 RoF가 다시 쓰임새가 높아지면서 지니고 있던 원천기술과 노하우를 바탕으로 이번 성과를 낼 수 있었다고 밝혔다.

ETRI는 2018년 2월 평창 동계올림픽에서도 세계 최초로 밀리미터파 기반 5G 실내 분산 안테나 시스템 기술을 활용한 5G 시범서비스를 시연한 바 있다. 당시에는 5G 신호를 2개 대역으로 다중화하는 수준이었지만 이를 고도화하면서 현 수준에 이를 수 있었다고 밝혔다.

연구진의 기술은 세계 최고 권위 광통신 관련 학술대회 최우수 논문 선정, 우수 SCI 논문 게재, ITU 국제 표준 제정, 2020년도 국가연구개발 우수성과 100선 선정 등으로 우수성을 인정받았다.

ETRI 김선미 네트워크연구본부장은 "실내 환경 음영 지역 해소 및 서비스 품질을 보장하면서 실감형 엔터테인먼트 산업, 스마트 공장 등 융합 신산업 생태계 조성과 침체된 국내 광중계기 관련 산업생태계 복원에도 기여하길 바란다"고 말했다. 연구진은 향후 실내 환경에서 5G를 넘어 6G 모바일 서비스 제공을 위해 차세대 통신 인프라 구축 기술도 연구 중이다.