◎모바일 시대의 ‘개방과 공유’, 주파수 이용에도 필요한 트렌드

LG경제연구원 '모바일 시대의 ‘개방과 공유’, 주파수 이용에도 필요한 트렌드'

모바일 시대가 본격화함에 따라 주파수에 대한 수요도 점차 커지고 있다. 이통사뿐 아니라 가전 및 IT 업체, 정부나 지자체 역시 다양한 무선 기반의 서비스를 제공하게 되면서, 주파수 활용에 대한 니즈가 더욱 증가하고 있다. 문제는 주파수가 한정된 자원이라는 점이다. 주파수 이용의 효율성을 높이기 위해 이를 개방 혹은 공유해야 한다는 주장이 확대되고 있다. 주파수의 개방과 공유는 사회적 후생 증대 효과와 혁신 유발 효과가 적지 않을 것으로 보인다. 
  
언제부터인가 출근 시간 지하철과 버스 안에서 스마트폰으로 전날 저녁에 방송되었던 드라마나 예능 프로그램을 시청하는 사람들을 심심치 않게 볼 수 있다. 3G 서비스 시대만 하더라도 동영상 콘텐츠는 다운로드 받아 시청하는 게 일반적이었다. 하지만 LTE 네트워크에서는 다운로드 없이 스트리밍 방식으로도 원활한 동영상 이용이 가능하게 되면서 소비자들의 시청 방식도 변화하고 있다. 이제 이용자들은 다운로드를 과거보다는 귀찮게 여기기 시작했으며, 통신사나 방송사들이 제공하는 다시보기(VOD) 서비스를 시청하는 것이 더 편하다고 느끼는 것으로 보인다. 여기에 사업자들간의 경쟁으로 인해 본 방송이 종료된 지 얼마 지나지 않은 콘텐츠가 바로 바로 업데이트되면서 스트리밍 방식에 대한 선호는 더욱 높아지고 있다. 
  
데이터 사용량 증가로 주파수 확보 중요해져 

스트리밍 동영상 시청과 같이 데이터 이용량이 많은 서비스들이 증가하면서 데이터 폭증 현상이 가시화되고 있다. 특히 LTE 서비스 가입자 수가 꾸준히 증가하고 있고, 스마트폰 외에 태블릿이나 웨어러블 단말기와 같은 스마트 기기가 점차 늘어남에 따라 모바일 데이터 이용량이 더욱 증가할 전망이다. 데이터 이용량과 관련해서 가장 많이 인용되는 시스코의 예측치를 살펴보면 2012년에 885PB였던 모바일 데이터 사용량은 연평균 66%씩 성장하여 2017년에 11,157PB를 기록할 것으로 예상되고 있다. 

이러한 데이터 이용량 폭증은 주파수가 그만큼 많이 이용된다는 의미이기 때문에 결국 주파수가 부족하게 될 수도 있다. 이에 대비하기 위해 각국의 통신사들은 새로운 주파수 확보에 적극 나서고 있다. 정부의 주파수 경매에 참여하여 신규 주파수를 할당받는 것뿐만 아니라, 타 사업자로부터 주파수 이용권한(주파수 면허, License)을 매입하는 사례도 늘어나고 있다. 국내 통신사들도 작년 8월 주파수 경매에서 막대한 자금을 투입하여 신규 주파수를 확보한 바 있는데, 이 역시 비슷한 맥락에서 볼 수 있다. 
  
주파수를 필요로 하는 서비스 계속 증가 

한가지 주목할 점은 통신서비스 외에 주파수를 필요로 하는 서비스가 점차 늘어나고 있다는 것이다. 각 개인들이 TV, 노트북, AV 기기들을 연결할 때 유선 케이블보다 무선 방식이 선호되는 경우가 늘어나고 있다. 또한 단순한 전자제품이었던 세탁기, 냉장고, 전기밥솥 등도 스마트화 바람에 맞춰 기기간 통신이 가능해지면서 이들 역시 주파수를 필요로 하는 제품으로 진화해 나가는 중이다. 

나아가 공공서비스 부문에서도 더 많은 주파수를 필요로 하고 있다. 대표적인 것이 소위 4K라고 불리는 울트라HD 방송을 꼽을 수 있다. 현재 풀HD 방송을 제공하고 있는 지상파 사업자들은 당장 울트라HD 방송을 위한 주파수가 부족하다고 토로하고 있다. 여기에 4K에서 한 단계 진화한 8K 울트라HD 방송도 제공해야 한다면 더 많은 주파수가 필요하게 될 전망이다. 

방송 외의 공공서비스들도 주파수를 필요로 하는 서비스가 늘어나고 있다. 미국의 경우 911 테러와 카트리나 사태 등을 통해 공공안전 및 재난구조를 위한 별도의 통신 네트워크가 필요하다는 사실을 체감하고, 이를 위한 주파수를 할당한 바 있다. 
  
주파수 개방은 주파수를 추가로 공급하는 효과 

이렇듯 통신사뿐 아니라 개인, 가전 및 IT 업체, 정부나 지자체 등도 주파수를 더욱 필요로 함에 따라 주파수를 이용하는 방법에도 변화가 필요하다는 주장이 제기되고 있다. 지금까지 주파수는 대개 통신사나 방송사에게 할당되어 이들이 배타적으로 활용하는 방식이 일반적이었다. 하지만 이러한 면허 방식으로는 다양한 사업자들이 필요로 하는 주파수가 제때에 공급되기 힘들 수도 있다. 이에 따라 여러 사업자가 자유롭게 이용할 수 있는 주파수도 많이 필요하며, 정부가 이를 위해 주파수를 적극 개방해야 한다는 목소리가 높아지고 있는 것이다. 주파수가 개방될 경우 한 사업자가 주파수를 점유하여 사용하지 않기 때문에 주파수 이용에서의 효율성도 높아져, 그만큼 많은 주파수를 공급하는 효과가 발생한다. 

이미 이를 인식하고 있는 몇몇 국가의 정부 및 사업자들은 주파수 개방을 위해 본격적으로 나서고 있다. 이들의 주파수 개방 방식을 살펴보면 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 하나는 주파수에 특정 사업자가 이용할 수 있는 면허를 제공하지 않고 완전히 개방하는 방식이며, 또 다른 하나는 주파수의 주 사용자(Primary User)에게 면허를 부여하되, 이를 다른 사업자나 개인들이 2차 사용자(Secondary User)로서 공유할 수 있도록 하는 방식이다. 
  
비면허 주파수 개방은 저대역과 고대역으로 확대 중 

주파수 완전 개방의 대표 사례로는 우리에게 친숙한 WiFi 서비스를 들 수 있다. 2.4GHz 대역을 전세계적으로 사용하고 기술 표준도 통일되어 있어 통신사, 전자제품 업체, 지자체, 심지어는 개인들도 지원 단말기만 있으면 쉽게 사용할 수 있다. 

하지만 2.4GHz 대역이 고대역 주파수이기 때문에 전파의 효율성이 낮아, 저대역에서도 WiFi와와 같은 개방된 주파수가 필요하다는 요구가 커지고 있다. 이에 따라 현재 1GHz 이하 대역에서 WiFi 기술을 적용하기 위한 움직임이 한창 진행 중이다. 해당 주파수는 800~900MHz에서의 빈 공간이 이용될 예정인데, 정확한 대역은 국가마다 약간씩 차이가 있다. 우리 나라의 경우 917.5MHz~923.5MHz, 미국은 902MHz~928MHz, 유럽은 863~868MHz의 대역에서 이 서비스가 예정되어 있다. 

저대역의 경우 비어 있는 공간이 많지 않아 새롭게 확보할 수 있는 주파수가 많지 않은 게 사실이다. 따라서 고대역에서의 주파수 개방을 위한 움직임도 감지되고 있다. 퀄컴의 경우 5GHz 대역을 활용한 LTE-A 서비스의 필요성을 주장하고 있다. 국내 통신사들도 상용화한 LTE-A는 서로 다른 대역의 주파수를 묶어 하나의 넓은 주파수 대역처럼 활용할 수 있는 특징을 갖는데, 퀄컴은 통신사가 할당받은 주파수 외의 비면허 대역을 묶어 사용하는 아이디어를 제안했다. 국가마다 차이가 있겠으나 현재 5GHz 대역에서 미국과 유럽 기준으로 약 195MHz 정도 이용하지 않고 남아 있는 것으로 알려져 있어 활용할 만한 가치가 있는 것으로 보인다. 

면허 발급 후 공유하는 사례도 점차 확대 

주 이용자에게 주파수 이용 면허를 발급하되, 이 대역을 타 사업자와 공유하는 방안도 점차 구체화되고 있다. 이러한 공유 방법은 또 다시 2가지로 나눠서 생각해 볼 수 있는데, 하나는 주 이용자를 제외하고 나머지 이용자에 대해서는 기본 규칙만 따른다면 누구든 이용할 수 있도록 하는 것이고, 다른 하나는 2차 사용자들 역시 허가받은 사업자들로 국한시키는 방안이다. 

전자의 대표적인 사례로는 TV 화이트 스페이스(TV White Space, 이하 TVWS) 서비스를 꼽을 수 있다. 슈퍼 WiFi라고도 불리는 TVWS 서비스는 디지털 방송 전환 후 TV 방송 대역 중 지역적, 시간적으로 비어있는 주파수를 개방하여 이를 초고속인터넷이나 기기간 무선 연결과 같은 용도로 활용하는 서비스를 말한다. 즉 지상파 방송사들이 TV 방송 대역의 주 이용자로서 면허를 확보하고 있지만, 2차 이용자들에게는 비면허 방식으로 개방되는 것이다. 

2008년 11월에 미국의 통신방송규제기관인 FCC가 TVWS 서비스 도입을 위해 방송 주파수 개방을 결정했으며, 이러한 움직임은 전세계로 확산되어 가고 있다. 미국의 경우 가장 먼저 개방을 결정한 나라인 만큼, 대학과 같은 작은 지역에서는 이미 상용화 단계에 접어들었다. 이외에 캐나다, 영국, 프랑스, 핀란드, 일본, 싱가포르 등의 선진시장뿐 아니라 중국, 케냐, 탄자니아, 남아프리카공화국과 같은 신흥시장에서도 서비스 도입을 위한 준비가 한창이다. 작년 8월 국내에서도 5개 컨소시엄이 TVWS 시범사업자로 선정되었으며, 이들 사업자들의 시범서비스 개시 소식이 속속 전해지고 있다. 

주파수를 허가받은 사업자들에 한해 공유하자는 개념은 흔히 ASA(Authorized Shared Access), 혹은 LSA(Licensed Shared Access)라고 불린다. 퀄컴, 노키아 지멘스 네트워크 등의 사업자와 미국 정부, 유럽의 EC 등이 ASA 개념을 발전시키고 상용화시키기 위해 노력하고 있다. 주로 정부가 이용하는 주파수 가운데 활용 빈도가 낮거나 특정 지역에서만 주로 사용되는 주파수를 민간에 개방하는 형태가 될 것으로 보인다. 

미국의 경우 대통령과학기술자문위원회(PCAST)의 권고에 따라 국방부가 사용하고 있는 3.5GHz 대역의 100MHz를 우선적으로 공유한다는 방침을 밝힌 바 있다. 이 주파수 외에도 현재 1.7GHz와 2.7GHz 등의 대역이 검토되고 있는데, 미국 정부에 따르면 3.5GHz 대역을 포함하여 총 1,000MHz 가량의 주파수가 공유 가능할 것으로 예상되고 있다. 
  
저렴한 주파수 공급은 혁신의 디딤돌 

그렇다면 주파수 개방을 통해 어떠한 효과를 기대할 수 있을까. 첫째 개방된 주파수를 이용할 경우 주파수 할당 비용이 필요 없기 때문에 저렴한 가격의 모바일 데이터 서비스 제공이 가능하다. 현재 WiFi의 경우 일부 유료로 제공되거나 통신사의 요금제에 포함되기도 하지만, 무료로 제공되는 경우가 많으며 소비자들 역시 ‘WiFi는 공짜’라고 인식하고 있다. 특히 데이터 통화료 폭탄이 문제되고 통신 요금 인하에 대한 요구가 커져가고 있는 상황에서 저렴한 가격에 모바일 데이터 서비스를 제공하는 것만으로도 큰 의미가 있다. 

둘째 주파수 개방을 통해 새로운 서비스 혁신의 달성도 가능하다. 주파수 이용에 대한 비용 부담이 크지 않고, 진입장벽 또한 낮다면 스타트업들까지도 쉽게 뛰어들어 그만큼 다양한 응용 서비스들이 등장할 가능성이 높아진다. 대표적인 것으로 기기간 연결을 꼽을 수 있다. 앞서 언급한 전자제품 간의 연결뿐 아니라 다양한 사물들이 무선 네트워크로 연결된 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 서비스가 활성화되기 위해서는 얼마나 쉽게 주파수를 사용할 수 있는가가 기본이 되어야 한다. 이러한 사물인터넷은 다양한 용도로 활용될 수 있기 때문에, 신사업창출과 고용확대, 각종 사회적 문제 해결에 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 

셋째, 주파수 개방은 정부의 주파수 배분 정책에도 큰 도움이 될 수 있다. 주파수가 고갈되어 가고 있어 새로운 주파수 분배가 필요하다는 논리 뒤에는 통신사에게 공평하게 분배되어야 할 이동통신 전용 주파수가 부족하다는 의미도 포함되어 있다. 통신사에게 주파수를 제공하기 위해서는 각 통신사들이 가져갈 주파수의 총량뿐 아니라 저대역과 고대역의 배분 등에서도 공평함이 보장돼야 한다. 또한 기존의 다른 용도로 이용되던 주파수를 이동통신용으로 재배치(Refarming)하기 위해서는 많은 시간과 비용이 필요하다. 따라서 이러한 요소들을 모두 만족시키기는 주파수의 신규 발굴은 그만큼 어려울 수 밖에 없다. 하지만 주파수를 개방하고 공유한다면 주파수를 재배치 하는 것에 비해 시간과 비용이 훨씬 적게 소요될 수 있다. 또한 주파수 이용의 진입장벽이 낮은 만큼 사업자간 공평한 분배에 대한 이슈도 완화될 수 있기 때문에 신규 주파수 공급에 필요한 정부의 노력이 상대적으로 줄어들 수 있다. 
  
간섭 문제 해결이 우선 되어야 상용화 가능 

주파수 공유의 장점에도 불구하고 아직까지 도입이 신중하게 이뤄지고 있는 이유는 바로 간섭 문제 때문이다. 전파의 특성상, 주변의 다른 전파로부터 영향을 받는 경우가 종종 있다. 이러한 간섭이 발생하면 TV의 경우 화질이 나빠지고, 통신서비스의 경우 혼선이 생기는 등의 현상이 나타나게 된다. 화질 저하나 혼선 등도 문제이겠지만, 군사용 주파수를 공유하면서 레이더가 교란된다든지 긴급 재난용으로 활용되는 주파수에 간섭으로 제때 교신이 이뤄지지 않는다면 사회적으로 큰 혼란이 야기될 수도 있다. 

따라서 주파수 공유에 따른 간섭 발생에 대한 우려는 당연히 커질 수 밖에 없으며, 면허권자와 2차 사용자 간의 갈등이 증폭되기 쉽다. 실례로 미국의 경우 방송사와 공연업계가 FCC의 TVWS 서비스 개방 정책에 반대 의사를 표명하며 이를 막기 위한 소송까지 진행한 바 있다. 

물론 이러한 간섭 문제를 해결하기 위한 기술적 방안도 준비되고 있다. 현재 간섭 회피를 위한 방법으로는 단말기가 주변의 전파를 인식하여 비어있는 대역을 찾아 이를 활용하는 기술이 개발 중이다. 다만 이 기술의 완성도나 경제성 문제 등에 대한 이슈는 여전히 개선될 필요가 있다. 간섭 회피를 위한 또 다른 방법으로는 데이터베이스 도입을 꼽을 수 있다. 즉 해당 주파수의 면허권자의 이용현황 및 가용 대역의 정보 등을 담은 데이터베이스를 의무화하여 간섭을 해결하는 것이다. 이 경우 실시간까지는 아니더라도 빠른 업데이트가 필요하며, 정보의 정확성도 보장되어야 한다. 따라서 누가 데이터베이스를 운영할 것인지, 운영비용은 어떻게 마련할 것인지 등에 대한 의사 결정이 요구된다. 
  
국내의 특수성을 반영한 정책 필요 

이러한 주파수 개방과 공유의 장점을 최대화하기 위해서는 몇 가지 전제 조건들이 필요할 것으로 보인다. 먼저 정부는 어떠한 주파수를 이통사나 방송사에 할당하고, 어떠한 주파수를 개방할 것인지에 대해 결정해야 한다. 특히 개방 및 공유되는 주파수 대역을 타 국가들과 가능한 맞추되, 국내의 현실도 반영해야 한다. 국내 특성상 타 국가보다 간섭이 일어나기 쉬운 주파수 대역임에도 글로벌 표준을 강조하며 개방을 강행한다면 사회적으로는 편익보다 비용이 더 커지는 일이 발생할 수도 있기 때문이다. 

한편 주파수의 개방과 공유 시점은 다른 나라와 달리 국내 모바일 데이터 트래픽 증가 속도에 따라 탄력적으로 대응해야 할 것으로 보인다. 다른 국가들보다 모바일 데이터 이용량이 상대적으로 높은 현실을 감안했을 때 주파수를 가능한 빠르게 개방하는 것이 필요할 것으로 예상되기 때문이다. 이를 위해서는 현재 스마트폰을 통한 트래픽 증가 외에 사물인터넷이 활성화되었을 경우까지를 모두 감안한 트래픽 예측이 선행되어야 하며, 이를 기반으로 추가적인 주파수 공급이 제때에 원활하게 이뤄져야 할 것이다. 
  
개방과 공유 트렌드를 경쟁력 향상의 기회로 활용 

앞서 본대로 주파수의 개방과 공유로 인한 사회적인 혜택은 적지 않을 것으로 기대된다. 빠른 상용화가 필요한 이유이다. 그러나 주파수의 개방과 공유 트렌드에 대해서 아직 국내 사업자나 정부의 움직임은 두드러지지 않은 편이다. 대부분의 정책방향이나 의사 결정에서 아직까지는 선진국 시장이 앞서가고 있는 느낌이다. 우리나라가 초기 아이디어나 정책 등에서는 한발 늦었더라도 주파수 개방과 공유의 활성화에는 선진국들보다 앞서 나아갈 수 있다. 

개방과 공유 트렌드의 적극 수용을 통해 산업 활성화 효과도 기대할 수 있다. 주파수의 개방과 공유를 바탕으로 새로운 서비스 혁신을 달성하고, 다양한 비즈니스 모델이 등장하게 된다면 업계에 큰 활력이 될 것이다. 또한 전자 업계의 경우 관련 장비와 단말기의 글로벌 시장 개척에도 큰 도움이 될 수 있을 것이다. 
특히 주파수 개방과 공유에 필요한 회피 기술 개발 및 적용, 데이터베이스 운영 등은 많은 경험이 쌓여야 하는 부분인 만큼, 적극적 상용화를 통한 노하우 확보는 글로벌 시장 진출 시 큰 자산이 될 것으로 기대된다. 

이를 달성하기 위해서는 산업계의 적극적인 참여가 요구된다. 주파수 공유에 따른 간섭 문제가 발생할 수 있기 때문에 잠재적으로 피해를 입을 수 있는 사업자들에게는 개방 정책을 수용할 수 있는 유인도 필요할 것이다. 정부 뿐만 아니라 산업계가 함께 노력하여 상생할 수 있는 모델이 구축되어야 할 것이다. 

주파수의 개방 및 공유는 어느 한쪽의 이득보다는 사회적 후생 극대화를 위한 것이다. 정부와 업계는 무엇이 사회적으로 더 바람직한 것인가에 대해 역점을 둔 고민과 통찰이 필요해 보인다.  <끝>