‘5G시대, 세상이 바뀐다’는 말은 사실이었다.

이정식씨(중소기업 운영·가명)의 삶은 5G 상용화 이후 완전히 달라졌다. 변화는 이씨 아파트에 5G 기지국이 설치되면서 시작됐다. 아파트 내 기지국 설치를 반대해온 이씨의 아내는 전자파에 예민한 반응을 보였는데 최근에는 전자기과민성증후군(EHS) 증상마저 나타나고 있다. 5G 전자파의 유해성을 다룬 유튜브에 심취한 아내는 와이파이 공유기를 차단하는가 하면 가족들의 실내 휴대폰 사용까지도 병적으로 꺼렸다. 휴대폰을 둘러싼 충돌이 잦아지면서 가정생활도 깨졌다. 이씨는 “아내가 하도 난리를 치니까 이제는 뭐가 뭔지 모르겠다”며 “기지국 하나 들어선 것뿐인데 온가족이 고통받고 있다”고 말했다.

일러스트 김상민

 

 

불확실성에서 생겨난 전자파 공포

전자파는 유해한가? 답은 ‘안전하다’이다. 다만 조건이 있다. 인체보호기준을 만족해야 한다. 국립전파연구원은 “인체 보호기준을 벗어난 강한 세기의 전자파는 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있다”며 “현재 일상에서 접하는 전자파는 미미한 수준으로 아주 오랜 시간 노출되지 않는 이상 인체에 영향을 미치지 않는다”고 밝힌 바 있다.

휴대폰 전자파에 대한 답도 있다. 2011년 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)는 휴대폰 전자파(RF)의 암 발생 등급을 2B로 분류했다. 2B는 사람에게 발암 증거가 제한적이고 동물실험에서도 근거가 충분하지 않을 때 부여되는 등급이다. 2B군에는 휴대폰 전자파뿐만 아니라 커피, 절인 채소도 포함된다. 휴대폰 전파의 암 발생 위험도는 술, 담배, 자외선보다 낮고 김치, 피클과 같은 수준이다.

김학림 교수(단국대 의대)는 전자파에 대한 두려움은 무지와 불확실성에서 온다고 본다. 최근 5G 전자파의 유해성 논란이 확대되는 이유도 5G가 경험해보지 않은 미지의 영역에 있기 때문이다. 실제로 지난 1월 19일 영국과 독일 등 유럽 36개국의 과학자와 의사 180여명은 5G 주파수의 유해성에 대한 심층연구가 이뤄질 때까지 5G 서비스 개시를 유예해야 한다는 내용의 공개서한을 유럽연합(EU)에 제출했다. 이들은 상용화에 앞서 이동통신사업자 등 산업계의 입김이 닿지 않는 독립적인 연구를 통한 검증이 먼저라고 강조했다. 유럽 시민사회에서도 스위스를 중심으로 5G 보이콧 운동이 확산되는 추세다.

유럽과 달리 국내에서는 세계 최초 타이틀을 달고 5G 서비스 상용화가 이뤄졌다. 그렇다면 국내에서는 5G 전자파 유해성에 대한 우려가 해소된 것일까. 현재 국내에서 상용화된 5G는 3.5㎓(기가헤르츠)대 주파수를 이용한다. 기존 LTE 주파수(최대 2.6㎓)와 큰 차이가 없다. 때문에 전자파 인체 노출량에 대한 측정방법도 이전 LTE 때와 같다. LTE와 5G(3.5㎓)에 대한 인체 유해성은 사람의 체온 변화를 통해 측정하는데 전자파를 통해 체온이 올라가면 인체 유해성도 올라간 것으로 본다.

시중에 유통된 LTE, 5G(3.5㎓) 휴대폰 단말기의 전자파흡수율(SAR)은 0.151W/㎏에서 최대 0.612W/㎏으로 전자파흡수율 1등급에 속한다. 김기회 국립전파연구원 연구관은 “현재 휴대폰 전자파는 인체 보호기준을 모두 충족하는 수준”이라며 “인체에 유의미한 영향을 미치는 전자파는 아니다”라고 말했다.

서울의 한 휴대전화 판매점 앞을 사람들이 지나가고 있다. /김영민 기자

 

하지만 5G 초고주파 대역(28㎓)으로 가면 얘기가 달라진다. 해당 주파수 대역은 미지의 영역이다. 28㎓ 대역부터는 인체에 미치는 영향을 측정하는 방식이 달라진다. 해당 주파수 대역의 전파는 인체 내부를 투과하지 못한다. 이 때문에 내부 전기장 세기를 근거로 온도 변화를 측정하는 기존 3.5㎓ 대역의 전자파흡수율 측정방식으로는 28㎓ 대역 주파수가 인체에 미치는 영향을 판단할 수 없다.

28㎓ 대역에서 전자파 인체 노출량 평가는 전력 밀도(인체 표면의 면적에 흡수되는 전자파량)를 사용하는데 정확한 전력 밀도를 측정할 수 있는 장비와 방법은 아직 개발되지 않았다. 일부 업체에서 전력 밀도 측정시스템을 개발하긴 했지만 신뢰성에 대한 검증과정을 거치지 않아 한계가 있다.

 

업계, 전자파 차단 필름·스티커 출시

5G 휴대전화 ‘전자파 괴담’은 3.5㎓와 28㎓ 사이에 메우지 못한 작은 틈새에서 비롯된다. 실제로 28㎓ 대역에서의 인체 유해성 관련 연구는 상당한 데이터가 축적된 이전 주파수대 연구와 비교해 미미한 수준이다. 국제비전리복사방호위원회(ICNIRP) 기준에 따라 한국도 300㎓ 주파수 대역까지 인체 보호기준을 마련해 두었지만 사용자들은 ‘기준’만으로는 마음을 놓지 못한다. 여기에 휴대폰 전자파로 팝콘을 튀기고 달걀을 익히는 ‘조작’ 영상이 유튜브에 돌면서 괴담이 확대재생산되는 것이다.

김남 충북대 정보통신공학부 교수는 “6㎓ 이하에 대한 연구는 많고 다양한 데 비해 28㎓ 대역은 연구가 많지 않은 것이 사실”이라며 “현재까지 진행된 28㎓ 관련 연구에서 나타난 특이사항은 없는데도 사람들은 생소하다는 이유만으로 두려워한다”고 말했다.

이런 가운데 산업계는 5G 휴대폰 전자파 논란을 되레 부채질하고 있다. 업계는 5G 전자파 유해성에 대한 입장이 극단으로 나뉜다. 5G 상용화 이후 휴대폰 전자파 차단 필름·스티커를 비롯해 침구와 앞치마, 담요 등 전자파 차단제품이 쏟아졌다. 이들 전자파 차단제품 제조업체들은 전자파의 위험성을 부풀리고 다른 한편에선 제품의 전자파 차단 효과를 과대포장해 매출을 올린다. 이른바 ‘공포 마케팅’이다. 최근에는 가정용 저가형 전자파 측정장비들이 출시되고 있는데 이들 장비 대부분은 낮은 전자파를 측정하지 못하는 불량 장비들이다. 예컨대 실제 전자파가 0.01에 불과하더라도 액정에는 장비 최소치인 1로 표기되는 것이다.

이동통신사·휴대폰 제조사들은 반대 입장이다. 이들은 5G 전자파 유해성은 없다고 일축한다. KT는 지난 9월 11일 자체 발간한 5G 뉴스레터 팩트체크 코너를 통해 “WHO와 한국방송통신전파진흥원 등 국내외 공인기관에서 통신 전자파의 인체 유해성에 대해 ‘전자파가 인체에 유해하다고 할 수 없다’고 공식적으로 발표한 바 있다”고 밝혔다. 하지만 KT의 주장은 사실이 아니다. 한국방송통신전파진흥원 관계자는 “KT의 주장은 진흥원의 입장과 다르다”며 “지금은 5G가 안전한지 지켜보는 시기인 만큼 5G를 비롯해 전자파가 유해하지 않다는 입장을 밝힌 적이 없다”고 말했다. 관련 산업계가 같은 사안을 두고 이해관계에 따라 둘로 나뉘어 혼란을 키우고 있는 셈이다.

5G를 혁신성장의 한 축으로 설계한 정부는 5G 유해성을 둘러싼 불안 여론 진화에 나서고 있다. 최형도 한국전자통신연구원 책임연구원은 “주파수가 높다고 해서 인체에 더 위험한 것은 아니다”라며 “10㎓ 이상에서 전자파의 인체 침투 깊이는 0.27㎝ 이하로 대부분 피부에서 흡수될 뿐만 아니라 5G 28㎓의 경우에는 장애물이 있으면 통신이 끊기기 때문에 사람에게 전자파가 닿지 않는 구조로 만든다”고 말했다.

 

 

 

(원문: 여기를 클릭하세요~)

 

 

 

 

주파수로 알아보는 5G – 혁신의 시작은 지금부터

 

 

5G는 애플리케이션이 도약할 수 있는 큰 기회

5G는 단일 네트워크에서 다양한 니즈와 데이터 서비스를 지원할 수 있도록 설계되어, 신규 사용자에게 새로운 방식으로 애플리케이션을 배포할 수 있는 통합 연결 구조입니다. 몰입형 엔터테인먼트, 에너지 사용, 지속가능한 도시, 물류, 농업, 치안, 보건 분야 등의 앱 개발자들은 5G와 5G의 놀라운 주파수 사용 사례를 통해 다양한 혜택을 누릴 수 있습니다.

무선 산업은 2G 시절부터 무선 주파수를 더 효율적으로 사용하기 위해 많은 노력을 기울여 왔는데요. 2022년까지 약 7배 증가할 것으로 보이는 전 세계 모바일 데이터 트래픽을 수용하기 위해서는 주파수 대역을 보다 스마트하고 알차게 사용하는 것이 중요합니다. 따라서 5G 무선 인터페이스인 5G NR은 3.5 GHz와 같은 상위 중대역과, 28 GHz와 같은 밀리미터파(mmWave) 대역 등, 더 많은 주파수 대역을 통해 모바일 활용 범위를 확대시킬 수 있습니다.

5G가 이룬 가장 큰 발전 중 하나는, 이전의 무선 세대보다 주파수를 효율적으로 사용할 수 있다는 점입니다. 주파수 효율이 높아졌다는 것은 5G의 첨단 안테나 기술이 무선 주파수 사이클 당 더 많은 비트를 전송할 수 있게 되었다는 것을 의미합니다.

 

5G는 어떤 주파수 대역을 사용할까?

이전 세대의 무선 네트워크는 주로 3 GHz 이하의 면허 주파수 대역을 활용했습니다. 아래 그림에서 확인할 수 있듯이, 5G는 주파수 사용에 있어 두 가지 주요한 변화를 가져왔습니다.

 

 

첫 번째로는, 5G는 처음부터 면허 주파수는 물론, 공유 주파수와 비면허 주파수도 지원하도록 설계되었다는 점입니다.

면허 주파수는 앞으로도 유비쿼터스 무선 연결에 있어 핵심이 될 것이며, 데이터를 A포인트에서 B포인트로 옮기는 데 주 역할을 할 것입니다. 면허 주파수는 독점 사용 기반이며, 전 세계적으로 40개 이상의 LTE 주파수와 그 이상의 5G 주파수 대역을 갖고 있습니다. 유연한 5G NR 프레임워크는 이러한 면허 주파수 외에 공유 주파수와 비면허 주파수도 지원하며, 이는 데이터의 이동 경로를 넓히는 중요한 역할을 합니다.

그렇다면 공유 주파수와 비면허 주파수는 왜 중요할까요? 증가하는 데이터에 대한 수요로 인해 발생 가능한 병목 현상을 어느 정도 해소하는 새로운 방법을 제시할 수 있기 때문입니다. 가령 주파수를 공유하면 통신사가 많이 사용하고 있지 않은 대역을 다른 곳이 사용할 수 있게 됩니다. 게다가 많은 주파수, 특히 고주파수도 공유나 비면허 주파수로 사용될 수 있겠죠.

또 다른 변화로는, 5G가 1 GHz 이하부터 최대 100 GHz 혹은 그 이상의 대역에서도 가능하도록 설계되었다는 것입니다. 1 GHz 이하의 저주파수 대역에서는 대규모 사물인터넷과 같은 5G 서비스에 필요한 광역 커버리지를 제공합니다. 그리고 1 ~ 6 GHz의 중대역은 고신뢰성과 저지연성이 가장 중요한 제어활동과 초광대역 이동통신(eMBB)을 위한 보다 큰 대역폭을 제공합니다.

 

국가별 5G 주파수 할당 현황

 

밀리미터파 기술이란?

5G 주파수의 가장 큰 특징 중 하나는 밀리미터파(mmWave)라고 불리는 24 GHz 이상의 고주파수 대역입니다.

5G의 가장 중요한 목적은 4G LTE 대비 데이터 비트당 비용을 줄이는 것입니다. 이를 가능케 하는 하나의 방법이 밀리미터파와 같은 고대역의 새로운 주파수를 사용하는 것이죠. 밀리미터파는 이전의 광역 이동통신에서는 사용할 수 없었던 방대한 양의 대역폭을 열어 줄 것입니다.

 

 

기본적으로 고주파 전파는 훨씬 높은 대역폭을 제공하는데, 이는 고용량 데이터를 빠른 속도로 전송할 수 있음을 의미합니다. 그러나 이는 저주파 대역과 같은 커버리지를 제공하지 못합니다. 고주파인 밀리미터파는 경로 손실이 크고 밀집한 물체와 같은 장애물의 영향을 받기 쉽기 때문입니다. 게다가 밀리미터파의 전력 및 안테나 요구 사항을 모바일에 적용하는 것이 어렵죠. 때문에 밀리미터파가 60 GHz의 802.11ad와 같은 기술이 제공하는 무선 도킹과 같은 분야에만 제한적으로 적용되어 있는 것입니다.

하지만 안테나 기술이 진화했고, 지능형 빔포밍(beamforming)과 빔트래킹(beam-tracking)과 같은 영역에서의 신호 처리 기술도 발달했습니다. 이러한 기술 발전 덕분에 밀리미터파는, 간섭은 줄이면서 향상된 커버리지와 연결성을 제공할 수 있게 되었습니다. 밀리미터파의 ‘모바일화’가 더 이상 먼 훗날의 이야기가 아닌 것이죠.

실제 생활에는 어떤 변화를 불러올까?

사용 가능한 주파수가 늘어나고 모든 주파수의 효율이 향상되면, 네트워크 용량이 늘어나고 사용자 경험은 개선되며 5G 네트워크 구축도 새로운 방식으로 가능해질 것입니다. 면허 주파수를 가진 이동통신사도 물론 혜택을 보겠지만, 5G는 제한된 주파수나 비면허 주파수 대역을 사용하는 기업에게도 새로운 가능성을 제공합니다.

밀리미터파는 5G를 통해 새로운 사업 기회를 제공합니다. 이동통신사는 공공 네트워크 내 밀리미터파를 통해 물론 혜택을 얻겠지만, 일반 기업 역시 실내 전용(private) 네트워크를 통해 혜택을 얻을 수 있습니다. 이러한 네트워크에서 밀리미터파는 와이파이를 보완하는 동시에, 공용 네트워크와는 독립되어 셀룰러 수준의 보안을 더 강화합니다. 이러한 전용 IoT 네트워크를 광산이나 창고, 항구, 스마트 빌딩, 공장 등에 구축할 수 있습니다. 구체적인 적용 사례를 알아볼까요?

– 사무실: 대부분의 사무실은 와이파이를 이용해 컴퓨터, 서버, 프린터, 그리고 관련 장치들을 연결합니다. 여기에 밀리미터파 스몰셀을 기존의 와이파이 액세스 포인트가 있는 지점에 함께 배치하면, 두 장치가 전력과 유선 백홀을 공유할 수 있습니다. 밀리미터파가 실내 와이파이를 보완하기 때문에, 멀티 기가비트 급의 속도와 초저지연성으로 사용자 경험이 훨씬 개선됩니다.

– 인구 밀집 지역: 컨벤션 센터, 콘서트장, 경기장과 같은 넓은 공간에서는 많은 인원으로 인해 네트워크 소모가 심합니다. 기존에는 이를 해소하기 위해 무선 액세스 포인트를 추가하여 네트워크를 보다 촘촘히 배치시켜 왔습니다. 하지만 밀리미터파를 활용하면 수백 MHz의 대역폭에 접근할 수 있어, 증가하는 데이터 수요를 충족시킬 수 있습니다.

– 교통 중심지: 지하철역, 기차역, 공항 터미널과 같이 복잡한 공간에서도 밀리미터파와 와이파이를 함께 배치하여 높은 커버리지와 빠른 연결성을 확보할 수 있습니다.

 

 

 

(원문: 여기를 클릭하세요~)

 

 

 

 

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