5G의 예상치 못한 킬러 앱, 가정용 광대역

2019년 5G가 처음 출시되었을 때 업계의 과대광고에 따르면 5G 통신은 모바일 증강 현실과 자율 주행 자동차와 같은 화제의 애플리케이션이 될 것이라고 했습니다. 그러나 예상치 못한 반전은 가정용 케이블 인터넷을 대체하는 것이 5G의 가장 널리 채택된 새로운 애플리케이션이 되면서 일어났습니다. 고정 무선 접속(FWA)은 현재 미국에서 1,400만 명 이상의 고객에게 서비스를 제공하며 전 세계 무선 트래픽의 28%를 차지합니다. FWA는 말 그대로 케이블, 광섬유, 굴착, 위성 광대역 안테나 없이 셀룰러 무선 링크를 통해 고정된 위치에 전달되는 광대역 인터넷입니다. FWA를 독특하게 만드는 점은 모바일 기기용으로 구축된 동일한 타워, 스펙트럼 및 5G 인프라를 재사용한다는 것입니다.

미국 연방통신위원회 위원 중 한 명은 FWA를 5G의 킬러 앱이라고 불렀습니다. 그리고 이것은 미국에서만 해당되는 것이 아닙니다. 인도 최대 통신사인 Jio는 또한 세계 최대 FWA 제공업체 중 하나이며, 작년 기준으로 900만 명 이상의 고객을 보유하고 있습니다. 통신사들은 잉여 5G 용량을 재사용할 수 있다는 사실을 발견했으며, 동시에 사용 패턴의 특이점을 활용했습니다. 모바일 트래픽은 오후 8시 이후에 감소하기 시작하는데, 이는 가정용 인터넷 사용이 최고조에 달하는 시간입니다. 그 결과는 기존 셀룰러 타워를 통해 전달되는 광대역이며, 광섬유 구축보다 저렴한 비용으로 제공됩니다. 이러한 이유로 FWA는 케이블 광대역에 실질적인 가격 경쟁을 제공하면서도 서비스가 부족한 농촌 및 교외 지역사회에 도달합니다.

FWA는 광섬유보다 구축 비용이 저렴하며, 대부분의 가정과 소규모 기업의 경우 광섬유의 기가비트 속도는 오히려 과잉입니다. 그리고 FWA는 셀룰러 서비스를 위해 구축된 동일한 무선 네트워크를 사용하기 때문에 안정적인 셀룰러 신호를 수신하는 모든 곳에서 작동합니다. 셀룰러 네트워크가 서비스가 거의 없는 지역으로 확장됨에 따라 FWA의 커버리지 맵도 함께 확장됩니다. 이러한 원격 지역에서 다른 주요 실행 가능한 광대역 대안은 일반적으로 Starlink와 같은 위성 서비스에서 제공됩니다. 이는 FWA와 비교할 때 더 비싸고 지연 시간이 길며 대역폭이 낮습니다.

대부분의 FWA 구축은 현재 사용되지 않는 마이크로파 대역을 사용하지만, 일부 FWA 구축은 5G가 출시했지만 모바일 사용자에게는 대부분 실패한 전자기 스펙트럼을 사용합니다. 밀리미터파는 4G 스펙트럼보다 10~40배 높은 주파수에서 작동하며, 넓은 가용 대역폭으로 높은 데이터 속도를 제공합니다. 그러나 오늘날 5G 모바일 사용자가 일반적으로 밀리미터파 스펙트럼을 사용하지 않는 데는 그럴 만한 이유가 있습니다. 밀리미터파는 건물을 통과할 수 없습니다. 게다가 송신기에서 1~2km 이내에서 신호 강도를 잃습니다. 밀리미터파 안테나는 또한 마이크로파 및 전파 기술에 비해 휴대폰 배터리에 큰 부담을 줍니다.

그러나 이러한 문제 중 어느 것도 가까운 타워에 대한 명확한 시야를 가진 고정국에는 적용되지 않습니다. FWA 가정용 장치(고객 구내 장비 또는 CPE라고 함)는 5G 핸드셋보다 훨씬 뛰어난 성능을 보입니다. 이는 주로 하드웨어 때문입니다. CPE는 일반 휴대폰보다 더 크고 민감한 안테나를 가지고 있으며, 더 강력한 트랜시버와 짝을 이룹니다. CPE는 또한 일반적으로 벽면 콘센트에 연결되므로 배터리 문제는 문제가 되지 않습니다. 모바일 무선에서 주목을 받지 못한 또 다른 5G 기술은 다중 사용자 다중 입력 다중 출력(MU-MIMO)입니다. MU-MIMO가 있는 기지국은 안테나 배열을 사용하여 동일한 주파수에서 여러 사용자를 동시에 서비스합니다. 그러나 MU-MIMO 신호를 유지하려면 각 사용자를 개별적으로 추적해야 하며, 이는 충분한 모바일 사용자가 있을 때 빠르게 압도적인 문제가 됩니다. 그러나 FWA는 다릅니다. 안정적인 다운링크 트래픽 부하를 가진 정적 CPE는 MU-MIMO 기술에 이상적인 조합입니다. 따라서 FWA 인터넷 서비스는 대부분 사용되지 않는 스펙트럼을 사용할 뿐만 아니라 5G 모바일 사용자보다 5G 스펙트럼을 더 효율적으로 사용합니다. 물론 이러한 5G 기술은 원래 모바일 사용자를 위해 설계되었습니다!