높아지는 모바일 무선 네트워크 ‘체증’ 우려…VAWN 연구, 새 주파수 경매, HSPA+, LTE 신기술 등 다각도 대책

엠톡에 기고한 글

무선 트래픽의 폭발적인 증가세와 그에 따른 ‘네트워크 체증’ 우려가 점점 더 깊어지고 있다. 시스코와 다른 연구자들은 모바일 비디오 소통량에서 특히 모바일 TV와 소셜 미디어 비디오가 가파른 상승세를 타고 있다고 전한다. 시스코의 연례 ‘비주얼 네트워킹 인덱스 전망’에 따르면 2014년의 전체 인터넷 소통량은 지금보다 4배 늘어나는 데 견주어 모바일 비디오의 소통량은 15배로 폭증할 것으로 전망된다. 여기에 2013년 6억2천만 대의 스마트폰이 팔려 PC 판매량을 넘어설 것이라는 모건 스탠리의 전망을 더하면 모바일 네트워크의 대재난을 우려할 만도 하다.

캐나다에서도 예외가 아니다. 다음과 같은 몇 가지 거시 지표는 캐나다의 무선 통신 산업과 관련 트래픽의 현재와 미래를 엿보게 해준다. 
 

= 2010년 현재 캐나다에는 57개의 무선 통신 서비스 업체가 존재한다. 벨 (Bell), 텔러스 (Telus), 로저스 (Rogers) 등과 같이 전국을 대상으로 한 곳도 있고, 주 단위, 혹은 특정 지역만을 대상으로 한 업체도 여기에 포함된다. 이들은 무선 서비스를 이용한 캐나다 인구의 99%를 커버하며, 3G 네트워크를 통한 광대역 고속 모바일 서비스 이용자의 93%에 서비스를 제공한다. 

= 2009년 12월말 현재 캐나다의 무선전화 가입자는 2천2백80만여 명에 이른다. 캐나다 전체 가구 수의 75%가 적어도 한 대의 셀폰을 소유하고 있다.

= 캐나다인들은 또 다른 나라 사람들에 비해 무선 기기를 자주, 더 오래 사용하는 것으로 정평이 나 있다. 캐나다인 한 사람이 무선 통신기기를 쓰는 데 소비한 시간은 1년 평균 4천분 (약 6.67시간)으로, 이는 모바일 기기의 보급률이 캐나다보다 훨씬 더 높은 유럽 나라들의 평균보다도 더 높은 수치다. 

= 캐나다무선전기통신협회’ (Canadian Wireless Telecommunications Association, CWTA)의 자료에 따르면 캐나인들은 2009년 한 해 동안 350억개 이상의 문자 메시지를 보냈다. 가입자 한 사람당 1,500개 이상을 보낸 셈이다.

= 캐나다 전체 가구의 12%가 셀폰을 집안의 유일한 전화로 쓴다. 유선 전화를 쓰지 않는다는 이야기다.

3G에서 4G로 업그레이드 해도 이 같은 무선 소통량의 급증을 제대로 감당하기는 어려울 것으로 보인다. 앞으로 더욱 많은 사람들이 인터넷 이용 스타일을 PC에서 스마트폰으로 바꿀 것이기 때문이다. 아이패드, 갤럭시 탭, 모토롤라 줌 등으로 대표되는 태블릿의 대중화도 모바일 네트워크에 작지 않은 압력으로 작용할 것이다.
 

시스코에 따르면 2010년의 경우 캐나다 셀폰 이용자의 31%가 스마트폰을 쓰는 것으로 추정되며, 2014년에는 50% 선까지 다다를 것으로 전망된다. 한편 영국의 시장 연구 기관인 TNS 글로벌 텔레콤스 (Global Telecoms)은 2010년 상반기까지 캐나다인의 55%가 스마트폰을, 21%가 무선 ‘넷북’을 구입할 것으로 전망하기도 했다. 그에 비해 전통적인 랩탑을 찾는 이는 예년보다 다소 둔화된 22%, 데스크탑 PC는 5%에 그칠 것으로 예견됐다.

이처럼 우려가 깊어가는 가운데, 인텔, 시스코 그리고 버라이존이 그 문제를 해결하기 위해 손을 잡았다. ‘비디오 인지 무선 네트워크’(Video Aware Wireless Networks, VAWN)라고 이름 붙은 이들의 3년짜리 연구 프로젝트가 그것이다. 코넬대, 캘리포니아주립대(샌 디에이고), 서던캘리포니아대, 텍사스대(오스틴) 등 유수한 대학들도 여럿 참여하고 있다. “네트워크가 다양한 디지털 기기의 네트워크 품질 요구 사항을 이해하고 그에 적절히 대응할 수 있는 혁신적 기술을 개발하는 게 목표”라고 인텔 연구소의 수석 엔지니어인 제프리 포스터(Jeffery Foerster) 씨는 말한다. 이를테면 ‘지능형 무선 네트워크’를 건설하겠다는 의도다. “그것이 실시간 비디오 엔터테인먼트든, 화상 회의든, 비디오 공유든, 혹은 라이브 스트리밍이든, 네트워크의 총 수용능력과 개인의 미디어 만족도 양쪽을 극대화하겠다는 목표다.”
 

셀폰, 스마트폰, 넷북, 랩탑, 데스크탑 PC. 언뜻 보기에 그 성격이 달라보이는 이들 기기들에는 한 가지 공통점이 있다. 바로 무선통신 기능을 갖추었다는 점이다. 하지만 이들이 모두 같은 규모의 대역폭 (bandwidth)을 소비하는 게 아니라는 점에 주목할 필요가 있다. 일반적으로 말해 통신기기의 기능성이 진보한 것일수록 그것이 요구하고 소비하는 대역폭이 더 크고, 소비 대역폭이 클수록 통신업체가 서비스를 제공하고 지원하는 데 더 많은 비용이 들기 때문이다 (아래 그림). 

= 아마존 킨들 (Amazon Kindle), 반스앤노블 누크 (Barnes and Nobel Nook) 같은 e북 리더는 음성과 텍스트를 주고받는 기본 셀폰에 견주어 2배 정도의 데이터 트래픽을 발생시킨다.
 

= 아이폰, 블랙베리 같은 스마트폰은 기본 기능만 갖춘 셀폰의 10배에 이르는 데이터 수요를 발생시킨다.

= 무선 네트워크 기능을 갖춘 랩탑이나 넷북은 스마트폰의 130배, 기본 셀폰의 1,300배에 이르는 데이터 트래픽을 발생시킨다. 

VAWN 연구진은 비디오 파일에 대한 지능적 대응을 무선 네트워크와 모바일 기기에 어떻게 반영해, 3G와 4G 네트워크에 큰 부담으로 작용할 비디오 트래픽을 적절히 조절할 것인가에 초점을 맞추고 있다. 프로젝트에 참여하고 있는 코넬대의 애런 와그너(Aaron Wagner) 교수는 “현행 네트워크의 효율성을 높일 여지가 많다”라고 강조한다. “예를 들면, 셀폰을 통해 똑 같은 비디오를 시청하는 두 사람은 별도의 비디오 복제본을 받아 본다. 대단히 비효율적이다.”

이들은 데이터 전송 속도를 높이는 데만 집중하는 대신, 비디오의 전송과 재생 과정 자체에 일종의 ‘지능’을 탑재하고, 기기가 이용자의 눈에 비치는 비디오의 품질을 감지할 수 있는 소프트웨어를 설계함으로써 데이터의 전송과 재생을 최적화하는 데 초점을 맞춘다. 그 결과 비디오 인지 네트워크는 끊임없이 스마트폰과 대화하면서, 기기 이용자의 요구 사항에 꼭 맞는 양의 비디오 데이터만을 보낸다. 이는 무선통신 서비스 회사의 트래픽 부담을 줄여줄 뿐 아니라 가입자의 불필요한 데이터 소비와 그에 따른 추가 비용을 덜어줄 것이다. 그뿐 아니라 모바일 기기에 설치된 소프트웨어는 기기가 열악한 네트워크 환경에서도 최적의 비디오 화질을 보여주고, 복원하고, 수정하고, 개선할 수 있게끔 도와줄 것으로 기대된다.
 

그러나 이 같은 신기술로도 무선 트래픽의 급증을 해소하기는 역부족이라는 게 업계 관계자들의 주장이다. 아직 활용되지 않고 있는 주파수 대역, 특히 700Mhz와 2500Mhz 대역을 주파수 경매제를 통해 속히 풀어야 한다는 캐나다 CWTA의 주문은 거기에서 나온다. 그 전에 미국의 오바마 행정부가 무선 트래픽의 급증하는 수요에 부응하기 위해 500Mhz를 상업용으로 추가 할당한 결정을, 캐나다도 그대로 본떠야 한다는 주장 역시, 무선 트래픽의 폭발적 수요에 대한 업계의 한 해법이다.
 

그런 한편, 무선통신 서비스 업체들은 신규 고객을 끌어들이고, 급증하는 무선 트래픽을 감당하기 위해 HSPA+, LTE 같은 현행 3G 이후의 고속, 혹은 초고속 무선 네트워크 신기술의 개발 및 구축에 투자를 아끼지 않고 있다.

그 중 가장 주목되는 것이 흔히 ‘3.5G’로 속칭되는 HSPA+ 인프라 구축 경쟁이다. ‘진화된 고속 패킷 액세스 플러스’ (Evolved High-Speed Packet Access Plus)의 약자인 HSPA+는 초당 21메가bps (Mbps)의 전송속도를 자랑한다. 현행 고속 네트워크 속도인 7.2Mpbs의 거의 3배에 이르는 진전이다. 로저스, 벨, 텔러스 등 캐나다의 주요 무선통신 사업체들은 이미 대도시를 중심으로 HSPA+ 서비스를 시작했고, 점차 그 범위를 넓혀갈 예정이다.