일론머스크가 노리는 건 우주만이 아니다… 주파수 인수부터 6G 지상·위성 통합까지 | 미국 통신 3사가 긴장한 스페이스X의 다음 계획

Video: 일론머스크가 노리는 건 우주만이 아니다… 주파수 인수부터 6G 지상·위성 통합까지 | 미국 통신 3사가 긴장한 스페이스X의 다음 계획
Channel: 안될공학 - IT 테크 신기술
Duration: 14m 17s
Source: subtitle (auto, ko)
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네, 여러분 안녕하세요. 패치입니다. 지난 10월 9일 미국 이동통신 시장이 크게 출렁했는데요. T모바일 주가는 하루 만에 약 13%가 떨어졌고요. ATNT랑 버라이존도 큰 폭으로 하락했습니다. 통신 장애가 터진 것도 아니고요. 가입자가 갑자기 빠져나간 것도 아니었는데요. 무슨 일이 있었냐고요? 일론 머스크의 스페이스 X가 미국 저녁에서 사용할 수 있는 이동통신 주파수를 약 80억 달러, 그러니까 우리 돈으로 11조원 넘게 주고 사 드리기로 했다는 소식 때문이었습니다. 그런데 더 재밌는 건 이게 최첨단 6G 주파수가 아니라는 거예요. 예전에 스프린트랑 넥스텔 같은 그런 통신사들이 쓰던 800MHz대 주파수였거든요. T 모바일이 오랫동안 매각을 추진했던 그런 자산이기도 하고요. 스페이스 X는이 주파수가 미국의 주요 이동통신 사업자로 성장을 하는데 필요한 핵심 퍼즐이라고 설명을 했는데요. 어 아직 미국 통신 당국의 승인이 필요한 계약이지만 시장은 벌써 기존 통신사들의 미래를 걱정을 하기 시작을 한 거죠. 여기에서 궁금한게 있는데요.

머스크는 이미 스타링크 위성으로 전 세계 곳곳에 인터넷을 제공을 하고 있잖아요. 그런데 왜 하필 지상 통신사가 쓰던 그것도 오래된 주파수까지 사 드리려고 하는 걸까요?이 이 질문에 답을 하려면 일단 주파수의 가격이 어떻게 결정되는지부터 좀 볼 필요가 있어요. 자, 여러분이 스마트폰으로 유튜브를 보고 있다고 해 볼게요. 스마트폰은 전파로 근처 기지국이랑 통신을 하고요. 기지국은 또 광케이블 같은 통신망을 통해서 인터넷이랑 연결이 되죠. 그런데 주변에는 와이파이랑 블루투스 그리고 이동 통신 신호까지 아주 수많은 전파가 섞여 있습니다. 근데 그러면 스마트폰은 그 안에서 어떻게 자기한테 필요한 신호만 쏙쏙 골라낼까요? 통신 장비는 정해진 주파수 대역에다 데이터를 실어 보내고요. 스마트폰 안에 필터랑 통신칩은 그 대역에 신호를 골라서 해석을 하죠. 어, 라디오 주파수를 맞춰 가지고 원하는 방송을 듣는 거랑 비슷한 거예요. 근데 문제는 여러 신호가 같은 주파스 채널을 무질소하게 막 사용을 하면 서로 간섭하기 시작한다는 겁니다.

그래서 이동 통신에서는 정부가 특정 대역의 사용 권리를 통신사한테 할당을 하고요. 통신사가 그 안에서 이제 수많은 기기를 관리를 하게 됩니다. 이번에 스페이스 X가 사드리려는 것도 바로 그런 사용 권리예요. 자, 그런데 왜 800h일까요? 전판에 일반적으로 주파수가 낮을수록 같은 조건에서 멀리 도달을 하고요. 또 건물 내부까지 전달이 되는데 유리합니다. 왜냐하면 높은 주파수보다 장애물의 영향을 좀 비교적 덜 받기 때문이에요. 자, 그렇다면 저주파만 잔뜩 확보하면 통신 품질이 최고일까요? 아, 근데 여기에서 한 가지를 또 구분을 해야 하는데요. 주파수가 낮다는 거랑 한꺼번에 많은 데이터를 보낼 수 있다는 건 또 다른 이야기예요. 데이터 전송에는 사용할 수 있는 그런 주파수의 폭, 그러니까 대역 폭도 중요하거든요. 도로가 멀리 이어져 있어도 차선이 좁으면 많은 차를 한꺼번에 보내기 어려운 것과 같아요. 근데 스페이스 X가 계약을 한 자산은 미국 여러 지역에서 사용을 할 수 있는 800MHz 대의 최대 14MHz 쌍을 이룬 주파수입니다.

넓은 지역이랑 신뢰 연결 유리한데 이것만으로 기존 통신사의 도심 데이터 처리 능력을 대체할 수 있는 건 아니죠. 어이 주파수가 스페이스 X의 손에 들어오게 된 과정도 재밌는데요. 2020년 모바일은 스프린트를 인수하면서 경쟁 유지 조건에 따라서이 주파수를 처분을 해야 했습니다. 여러 해 동안 매각을 추진한 끝에 투자 회사 그레인 매니지먼트가 확보를 했는데요. 이번에는 또 그레인이 스페이스엑랑 약 80억 달러의 매각을 하는 그런 계약을 맺은 거죠. 한 때는 처분 대상이었던 주파수가 지금은 머스크의 이동통신 사업에서 아주 중요한 자산으로 평가를 받고 있는 겁니다. 그런데 이걸 이해를 하려면 일단 스타링크의 새로운 서비스부터 좀 살펴봐야 돼요. 기존에 스타링크를 떠올리면 집이나 캠핑카 위에 설치하는 그런 접시 모양 안테나가 생각나실 텐데요. 그러니까 스페이스 X는 이제 별도의 접시 안테나 없이도 일반 스마트폰을 위성이랑 직접 연결을 하는 다이렉트 셀 기술을 개발을 하고 있습니다. 이게 말은 간단한데 상당히 어려운 기술이에요.

기존 스타링크 단말기는 하늘의 위성이랑 통신하도록 설계된 전용 장비거든요. 근데 반면에 스마트폰은 손바닥만 한 기기에 작은 안테나가 들어 있고요. 송신 출력도 좀 제한이 되어 있죠. 그 작은 스마트폰이 수백km 떨어진 위성의 신호를 받고 반대로 또 자기 신호까지 위성에 보내야 됩니다. 그래서 스페이스 X는 위성의 커다란 위상 배율 안테나를 사용을 합니다. 여러 안테나 소자의 신호를 정교하게 조절을 해 가지고 원하는 방향으로 전파를 이렇게 집중시키는 기술인데요. 쉽게 말해서 우주에 있는 위성이 거대한 이동통신 기지국 역할을 하는 거죠.이 이 기술은 이미 서비스에 들어갔습니다. 미국 T 모바일은요. 스타링크랑 협력을 해 가지고 지상 기지국이 닿지 않는 지역에서도 문자랑 일부 앱 서비스를 이용을 할 수 있도록 하고 있는데요. 여러분, 여기에서 재밌는 관계가 만들어집니다. T 모바일은 스타링크의 협력사인데 스페이스 X가 직접 통신 사업을 확대를 하게 되면 동시에 잠재적인 경쟁자도 되는 거죠. 자, 그럼 정말 위성만으로 전국의 기지국을 대신할 수 있을까요?

사람이 거의 없는 산속이나 사막이라면 위성통치는 굉장히 매력적인데요. 왜냐면 지상의 기지국을 촘촘히 짓지 않고도 넓은 지역을 연결할 수가 있으니까요. 그렇지만 이제 건물 안으로 들어가게 되면 이야기가 좀 달라지죠. 위성에서 스마트폰으로 오는 신호는 지붕이랑 벽 때문에 약해질 수가 있습니다. 주파수를 낮추면 좀 유리해지기는 하는데 800h 전파라고 해 가지고 우주에서 곧장 모든 건물 안으로 잘 들어오는 건 아니거든요. 거기에다가 더 큰 제약은 통신 용량인데요. 산속에서 몇 사람이 그냥 메시지를 보내는 거랑 강남역 주변에서 수만 명이 영상 통화를 하고 유튜브를 동시에 보는 건 완전히 다른 문제잖아요. 도심의 이동 통신사는 기지국을 촘촘히 설치를 해서 구역을 작게 나눕니다. 자, 그러면 같은 주파수를 멀리 떨어진 다른 구역에서도 반복해서 사용할 수가 있고요. 전체 네트워크가 처리하는 데이터량도 늘어나죠. 이걸 주파수의 공간적 재사용이라고 합니다. 위성이 넓은 지역을 커버하는데 강하다면 지상 기지국은 좁은 지역에 많은 사용자가 모였을 때 강한 거죠.

자, 바로 여기서 스페이스 X의 800MHz 거래가 좀 이해가 되시나요? 스페이스 XL의 계획은 800MHz를 우주에서 싸서 기존 통신사를 이렇게 밀어나겠다는 그런게 아니에요. 위성에서는 주로 2GH대 주파수로 스마트폰을 연결을 하고요. 지상에는 새로 확보하려는 800MHz를 쓰는 기지국을 구축을 해서 실내랑 생활권의 통신을 보완하겠다는 그런 구상인 거죠. 그러니까 위성망이랑 지상망에 서로 다른 역할을 맡기는 겁니다. 자, 근데 문제는 지상 기지국을 만드는데 돈이 많이 든다는 건데요. 스페이스 X는 여기에서 바로 자기가 지금 갖고 있는 자산을 활용을 하려고 합니다. 자, 보통 이동통신 기지국 뒤에는 관케이블 같은 통신망이 연결이 되어 있어요. 기지국이 스마트폰에서 받은 데이터를 인터넷이랑 통신사망으로 전달하는 그런 통로인데요. 이걸 우리는 백홀이라고 부릅니다. 그런데 광케이블을 설치하기 어려운 시골이라든가 외딴 지역에서는 어떨까요? 스페이스 X는 스타링크 위성 인터넷을이 매콜로 활용하는 방법을 제시하고 있습니다.

예를 들어서 이미 스타링크 단말기가 설치된 건물 옆에다 소형 기지국을 두면 주변 스마트폰은 가까운 지상 기지국에 연결이 되고요. 그 기지국의 데이터는 스타링크를 통해서 멀리 전송을 할 수 있는 거죠. 근데 여기에서 중요한 건 역할 구분인데요. 스마트폰이랑 직접 연결을 하는 건 800MHz 지상 기지국이고요. 기지국 뒤에 통신망을 이어주는 건 스타링크 인터넷이에요. 그러니까 건물 안에서 스타링크 위성 신호를 스마트폰이 직접 받아야 하는 그런 구조가 아닌 거죠. 물론 이것도 공짜는 아니에요. 왜냐면 소형 기지국을 놓을 장소랑 전력 그리고 뭐 사용 허화가 필요하고요. 가입자가 막 몰리게 되면 처리 용량도 부족해질 수 있습니다. 기존 스타링크 안테나가 자동으로 기지국이 되는 것도 아니고요. 그래도 이미 위성망이랑 위성 인터넷 단말기를 보유한 회사라는 점이 스페이스 X만의 아주 돋보적인 출발점인 거죠. 여기에다가 지난해 에코스타랑 체결한 170억 달러 규모의 주퍼수 거래. 최근 미국 FCC가 승인한 차세대 모바일 스타일링크 위성 배치 계획이랑 2번 800MHz 주파수 계획까지 다 연결을 해 보겠습니다.

우주에서는 스마트폰이랑 직접 통신할 위성을 늘리고요. 지상에서는 건물 안까지 닿는 통신망을 구축을 하는 거예요. 그리고 그 연결에 필요한 위성을 만들고 발사하는 로켓까지 스페이스 X가 다 직접 갖고 있죠. 이렇게 보면 머스크가 노리는 건 그냥 단순한 위성 인터넷 확장이 아니에요. 위성이랑 지상을 함께 운영하는 새로운 이동통신 사업입니다. 그런데 이런 방향이 스페이스 X만의 독특한 아이디어는 아니에요. 통신업계가 준비하고 있는 6G의 중요한 흐름이랑도 또 맞닿 있습니다. 3G에서 4G, 5G로 넘어올 때 우리는 주로 인터넷 속도를 떠올렸잖아요. 물론 6G에서도 속도는 중요한 목표긴 한데요. 그런데 6G에서 좀 주목해 봐야 될 변화 중에 하나가 바로 통신이 닿는 영역이에요. 지금의 이동 통신망은 지역마다 지상 기지국을 설치를 하고 스마트폰이 이동을 할 때 연결을 그다음 기지국으로 넘기죠. 이거를 핸드오버라고 하는데요. 그렇지만 바다 한가운데라든가 사람이 거의 없는 사막까지 기지국을 설치하기는 어렵죠. 그래서 위성을 이동 통신망에 포함하려는 기술이 발전을 하고 있습니다.

이게 NTN 즉 B상 네트워크예요. 여기에서 한 가지 집고할게 있는데요. 위성 통신이 6G에서 갑자기 처음 등장하는 건 아니에요. 2022년에 완성된 5G 표준인 3G PP 릴리스 17부터 위성 통신을 지원하는 규격이 들어가기 시작을 했거든요. 그 이후에는 위성이 단순히 지상 신호를 중계하는 수준을 넘어서서 위성 자체에서 기지국 기능을 처리하는 그런 방향으로 기술이 발전을 하고 있습니다. 자, 그럼 6G에서는 뭐가 달라질까요? 국제 전기 통신 연합인 ITU의 6G 비전에는 어디서나 연결되는 통신이 중요한 목표로 포함이 되어 있는데요. 도심에서는 데이터 용량이 큰 지상망을 쓰다가 지상 기지국이 닿지 않는 곳에서는 위성망으로 통신을 이어가는 그런 모습인 거죠. 근데 실제로 이걸 자연스럽게 구현을 하려면 어 만만치 않은 문제가 있습니다. 일단 지상 기지국이랑은 달리 저괴도 위성은 빠르게 움직여요. 스마트폰에서 바라본 위성의 위치랑 거리가 바뀌게 되고 이동 속도 때문에 신호 주파수도 조금씩 달라지는 그런 도플러 효과도 생기고요.

다음 위성으로 연결을 옮길 때도 이런 변화를 계산을 해야 합니다. 거기에다가 위성망이랑 지상망은 사용할 수 있는 용량이 다르기 때문에 어느 순간에 어떤 망으로 연결할지도 빠르게 판단을 해야 하고요. 자, 이런 기술이 발전한다고 해서 2030년에 모든 장소에서 아주 끊김없는 초구속 인터넷이 완성이 된다. 그런 뜻은 아니고요. 6G 표준화도 아직 진행 중입니다. 다만 스페이스 X는 위성망을 실제로 운영을 하면서 지상 주파수랑 기지구까지 확보를 하려고 하고 있는 거죠. 차세대 통신망의 방향을 먼저 사업으로 시험해 보는 셈입니다. 그렇다면 여기에 기존 통신사들은 과연 어떻게 대응을 하고 있을까요? T 모바일이랑 ATNT 그리고 버라이존 미국 통신 3사가 수십년 동안 싸운 강점은 분명합니다. 좋은 주파수랑 촘촘한 기지구 그리고 광케이블 또 수많은 가입자인데요. 스페이스 X가 위성을 많이 갖고 있다고 해도 뉴욕의 빌딩안이나 뭐 사람이 꽉찬 경기장에서는 당장에 그 기존 통신사들 같은 서비스를 제공을 할 순 없어요.

왜냐면 도심 기지국이랑 설치 부지 운영 인력이랑 뭐 막대한 투자까지 필요하니까요. 그러면 아무것도 걱정할게 없는데 10월 9일에 통신사 주가는 도대체 왜 그렇게 크게 떨어졌을까요? 제 생각에는 당장 내일 가입자를 다 빼앗길 거라는 그런 걱정보다는 통신사만 할 수 있다고 여태까지 여겨왔던 사업에 전혀 다른 비용 구조를 가진 경쟁자가 들어온다. 그런 불안감이 더 컸다고 봅니다. 스페이스 X는 위성이랑 로켓 그리고 자체 인터넷망을 이미 갖고 있죠. 여기에다가 지상 주파수까지 확보를 하면 통신망을 구축하는 방법을 새로 조합할 수 있어요. 물론 그런 방식이 기존 통신사보다 실제로 저렴할지는 아직 증명을 해 봐야 하긴 합니다. 시장 반응에서도 이런 차이가 좀 드러났는데요. T모바일이나 ATNT 같은 이동 통신사 주식은 떨어졌거든요. 그런데 아메리칸 타워라든가 크라운 캐슬 같은 그런 통신탑 회사 주식은 오히려 올랐어요. 스페이스 X가 지상망을 늘릴수록 결국은 통신탑이랑 설치 공간이 더 필요해질 수도 있다는 그런 기대 때문입니다.

위성 회사에 등장해 통신사는 바짝 긴장을 하는데 통신탑 회사는 새로운 고객을 기대하고 있는 거죠. 꽤나 흥미로운 장면이죠. 물론 기존 통신사들도 가만히 있지만은 않습니다. 10월 1일랑티모바일 버라이저는 위성을 이용한 휴대전화 연계를 확대하기 위한 그런 합작 사업 계약을 발표를 했는데요. 기존의 지상망이 닿지 않는 그런 지역의 통신을 보완하겠다는 거죠. 근데 재밌는 건 서로 출발점이 정 반대라는 거예요. 자, 미국 통신사들은 지상에서 우주로 올라가고요. 스페이스엑스는 거꾸로 우주에서 지상으로 내려오고 있습니다. 결국은 양쪽 다 지상망이랑 위성망을 결합을 하려는 거예요. 자, 그럼 한국의 SK텔레콤이랑 KT한테도 비슷한 위협이 올까요? 미국이랑 한국은 출발 조건부터 좀 다른데요. 한국은 일단 국토가 작죠. 그리고 인구가 밀집한 지역에 촘촘하게 이동 통신망이 구축이 되어 있고요. 또 아파트나 지하철, 지하 상가처럼 위성이 직접 통신하기 어려운 공간도 좀 많습니다. 그래서 한국에서 스타링크가 넓은 지역을 덮을 수 있다는 이유만으로 SK텔레콤이나 KT를 대체하기는 어려울 것 같아요.

그런데 그렇다고 해서 위성통신이 우리랑 영 무관한 기술인 건 또 아니에요. 국내에서도 스테링크 서비스가 시작이 됐고요. SKT 링크는 선박 통신에 KT셋은 회상 서비스랑 재난 대비 통신망 등의 스타링크를 활용을 하고 있습니다. 지금은 기존 통신망이 닿지 않는 곳을 보완하는 용도가 중심인 거예요. 앞으로 지상망이랑 위성망의 통합이 발전하면 그때는 이제 국내 통신사들도 선택지가 달라질 수 있겠죠. 위성망을 직접 확보할 수도 있고요. 스페이스 X 같은 회사랑 협력을 할 수도 있겠죠. 다만 스페이스 X가 미국에서 확보려는 그런 800MHz 주파수 사용권을 한국에서도 그대로 쓸 수 있는 건 아닙니다. 왜냐면 주파수랑 통신 사업 인허가는 나라별로 정해지는 거니까요. 저는 요번에 특히 흥미롭다고 생각을 한 게요.이 주파수는 20년 전에도 존재를 했고요. 통신사들이 이미 사용을 하던 자산입니다. 그런데 이게 위성통신 기술이랑 결합을 할 방법이 생기면서 그 오래된 주파수의 사업적 가치가 다시 주목을 받게 된 거죠. 그러니까 이번 소식은 그냥 단순히 일론 머스크가 오래된 주파수를 비싸게 샀다.

그런 이야기가 아니고요. 앞으로는 통신망의 경쟁력이 그냥 주파수를 얼마나 갖고 있느냐 이것뿐만이 아니라 지상이랑 우주에 흩어져 있는 자산을 어떻게 하나의 서비스로 잘 묶느냐에 따라서 달라질 수도 있다는 이야기인 거죠. 물론 스페이스 X가 기존 이동 통신사들을 실제로 얼마나 위협을 할지는 앞으로 구축할 지상망의 품질이랑 비용 그리고 서비스 가격에 달려 있습니다. 그렇지만 어쨌든 한 가지는 분명해졌어요. 앞으로 이동 통신 시장에서는 기지국을 잘지는 회사뿐만이 아니라 위성이랑 로켓을 가진 회사도 같은 고객을 놓고 경쟁할 수도 있다는 겁니다. 자, 그럼 오늘은 여기까지 패치였습니다.