기가 모바일 통신을 위한 진화

박세웅 교수

박세웅 교수
(서울대학교 전기정보공학부)

2015년 발표된 Cisco의 모바일 트래픽 분석 및 예측(Global Mobile Data Traffic Forecast Update, 2014–2019) [1]에 따르면 모바일 트래픽은 매년 57%씩 양적 성장을 지속하여, 월간 사용량이 2015년, 4.2ExaByte에서 2019년, 24.3ExaByte으로 기하급수적으로 증가하는 데이터 폭발 현상(Data Explosion)이 예측된다. 반면 LTE를 비롯한 모바일 네트워크의 평균 접속 속도는 매년 10%의 증가율을 보여 사용자가 체감하는 네트워크 속도는 점차 하락하고 있다. 이에 많은 사용자는 non-셀룰러 네트워크, 즉, WiFi 또는 펨토셀등을 활용하는 경향이 커졌다. ([그림 1] 참고)

이러한 현상으로 인해 LTE와 WiFi 네트워크의 동시적/기회적 활용을 제공하고자 하는 기술들이 여러 계층에 등장하였다. 이러한 기술들은 LTE/WiFi 통합 기술(integration) 내지는 묶음 기술(aggregation)로 명명되어왔다. 이는 여러 네트워크의 동시적 사용을 통해서 네트워크 수율을 향상시키고, 다중 연결(connectivity)을 통한 서비스 안정성을 확보하고자 하는 것이 목표이다. 또한 과중한 셀룰라 네트워크의 트래픽을 WiFi로 offloading 할 수 있다는 점에서 네트워크 사업자 역시 큰 관심을 보여왔다.

2015년 Cisco 모바일 트래픽 분석 및 예측

그림1. 2015년 Cisco 모바일 트래픽 분석 및 예측

현재 Gbps를 지원하기 위한 5G 네트워크에 대한 구체적인 논의가 이루어지지 못하는 상황에서 LTE/WiFi의 동시 사용을 통한 네트워크 용량 증대는 중요한 이슈이다. 또한 WiFi 사용량 계속해서 늘어가고 있는 상황에서 WiFi/LTE 간 핸드오버시 서비스 연결성을 향상시키기 위해서 MPTCP를 비롯한 다른 네트워크 묶음 기술에 대한 관심은 커질 것으로 예상된다. 다만 MPTCP(Multi-Path TCP)를 가장 선도적으로 상용화했음에도 불구하고 몇몇 이유로 소비자들의 큰 관심을 얻지는 못하고 있다. 첫번째로 Gbps급 네트워크 용량을 필요로 하는 어플리케이션이 없다. 현재 모바일 트래픽에서 동영상 스트리밍 트래픽이 가장 큰 비중을 차지하고 있으나 동영상 재생을 위해 필요한 네트워크 속도는 수 Mbps에 지나지 않는다. 이는 현재의 WiFi의 네트워크 속도로도 충분히 지원가능하다. 둘째로는 LTE/WiFi 간 트래픽 분할의 주체가 사용자가 아니라 네트워크 사업자라는 점이다. 이러한 점은 사용자의 네트워크 선택권을 제한함으로써 LTE 네트워크의 과금에 민감한 소비자들이 MPTCP를 기피하는 원인이 되고 있다. 마지막으로 seamless한 수직적 핸드오버가 아직 지원되지 않는 점에 있다. 현재 MPTCP를 이용하더라고 WiFi 네트워크의 connectivity가 약해졌을 때 유실된 패킷이 LTE 네트워크를 통해 재전송되거나 WiFi 네트워크의 연결을 끊고 single TCP로 전환하는 등의 적극적인 운영 방식이 구현되어 있지 않다. 이는 사용자의 편의성을 심각하게 떨어뜨리는 요인으로 향후 보완이 필요한 점이다. LTE/WiFi 묶음 기술은 현재 MPTCP에서 Link 계층 솔루션으로 그 중심이 이동하고 있다. 현재 상용화된 국내의 MPTCP 기술들은 향후 개발될 이러한 LTE 중심 묶음 기술들이 좀더 향상된 성능과 사용성을 가질 수 있게 하는 좋은 참고 자료가 될 수 있으리라 예상한다. @ New Media and Communications Newsletter 2016. 3