올해 3월에 스페인에서 개최된 MWC 2015에서 KT는 5G, Hetnet, IoT 등의 분야에서 다양한 신기술과 서비스를 시연했다. 이 글에서는 이중에서 와이파이 관련한 pre-5G 기술, LTE-H (LTE-Hetnet)과 LTE-U (LTE-Unlicensed)에 관한 시연 내용을 살펴보도록 한다. 

1. LTE-H (LTE-HetNet)

그림 1.MWC 2015에서 KT의 LTE-H 시연

KT는 LTE와 와이파이간의 링크 레벨 병합기술(LTE-WiFi Link Aggregation)인 LTE-H를 세계 최초로 시연했다. LTE 기지국과 WiFi AP는 삼성 장비가, 단말 칩은 Qualcomm 칩이 각각 사용되었다. 시연 현장에서 LTE-H 기술로 600Mbps가 넘는 속도가 나옴을 확인했다(그림 1).

LTE-H는 기존 LTE-A (CA)가 복수개의 LTE carrier들을 병합하는 것과 달리, 서로 다른 RAT (radio access technology)인 LTE와 Wi-Fi를 묶어 link aggregation하는 기술이다. 단말은 LTE망과 WiFi망을 동시에 사용할 수 있기 때문에 각 망의 가용한 전송 속도의 합으로 수신이 가능하다. 이번 시연에서는 LTE로부터 150 Mbps, WiFi AP로부터 450 Mbps를 수신할 수 있어 600 Mbps로 수신이 가능했다.

BBU가 단말과 Wi-Fi AP간에 신호 수신감도를 감지(AP로부터 보고를 받음)하여 자동으로 WiFi 접속을 제어(on/off)한다. 즉, 단말이 LTE와 WiFi를 동시에 쓰거나 LTE만 쓰거나하는 것은 망의 선택이지 사용자의 선택이 아니다. 

[시연 환경] KT는 Samsung 및 Qualcomm과 협력하여 시연하였다. 이번 시연에 사용된 LTE 기지국은 KT 상용 RAN처럼 C-RAN으로 BBU-RRH 분리형이고, WiFi AP는 802.11ac 기반 GiGA WiFi AP이다. BBU와 RRH는 CPRI 인터페이스를 통해 연결되고 BBU와 WiFi AP는 gigabit Ethernet 인터페이스를 통해 연결된다(BBU가 AP쪽으로 이더넷 인터페이스를 갖는 게 눈에 띄였다). RRH는 1.8GHz 대역에서 20MHz 대역폭으로 WiFi AP는 5GHz 대역에서 40MHz 대역폭으로 동작한다. 단말은 LTE RRH와 WiFi AP를 통해 동시에 데이터를 수신한다.

그림 2.MWC 2015에서 KT가 시연한 LTE-H의 Link Aggregation 방식

이번에 KT가 시연한 LTE-H (Link aggregation)은 BBU와 단말에서 PDCP 계층에서 수행되었다. BBU의 PDCP 계층은 scheduling 기능이 있어 RRH로 전달할 패킷과 WiFi AP로 전달할 패킷을 구분한다. RRH로 전달되는 패킷은 기존처럼 CPRI 인터페이스를 통해 RRH로 전달되고, WiFi AP로 전달되는 패킷은 Ethernet을 통해 WiFi AP로 전달된다.

WiFi AP는 PDCP-aware하여(그러니까 기존의 막 AP가 아니다) BBU로부터 PDCP 패킷을 수신하면 802.11 frame으로 변환하여 단말에게 전송한다. RRH와 WiFi AP로부터 동시에 PCDP 패킷을 수신한 단말은 PDCP 계층에서 PDCP 패킷들을 결합하고 사용자 IP 패킷을 상위로 전달한다.

KT 관계자의 말을 따르면 이번 시연에서는 link aggregation이 PDCP 계층에서 이루어졌는 데, PDCP 레벨과 RLC 레벨을 모두 검토하고 있으며, macro/small RRH를 포함한 다양한 deployment 시나리오를 고려 중이라 한다. 

KT는 우리나라 통신 3사 중 가장 광범위한 Hotspot WiFi 사이트를 확보하고 있고, 각 사이트에 설치되는 기가 와이파이 AP를 1GE으로 연결하는 전용 백홀망도 구축하였다. KT는 자사의 광범위한 WiFi 망과 연계하여 2016년 상반기 전국 곳곳의 Hot Spot에 기가급 속도를 제공하는 LTE-H 시범망을 구성해 운용할 계획이라고 한다. 

[이슈: LTE-H 서비스가 상용화되면 Wi-Fi 트래픽 분량은 지금처럼 공짜일까?] 현재 Wi-Fi는 공짜다. LTE는 패킷 과금이다. LTE는 이용자별 Packet accounting을 P-G/W에서 한다. 만일 LTE-H 서비스에서 Wi-Fi로 다운로드받은 분량을 공짜로 해주려면 P-G/W가 이 패킷이 Wi-Fi로 뿌려질지 LTE로 뿌려질지 알아야 하는 데, 이를 알 수 있나?. 그럼 패킷을 Wi-Fi로 또는 LTE로 보낼지를 결정하는 BBU가 패킷 accounting해서 P-G/W나 과금 서버에게 알려주어야 할 것 같은 데, 이런 부분이 표준에 아직 없을 듯하며, LTE-H를 상용화하고 Wi-Fi 패킷 과금 정책을 정할 때 기술적으로나 정책적으로 생각해야할 것들이 많을 듯하다.

[이슈: DU와 WiFi AP간의 IP 연결] BBU는 주요 CO에 집중되어 있고 AP는 무진장 산재되어 있는 데, BBU와 AP간의 GE 회선을 어떻게 확보하나? - 아마도 Hotspot GiGA Wi-Fi 백홀망을 이용할 듯!

2. LTE-U (LTE-Unlicensed)