2세대 5G 모뎀+RFFE 솔루션 발표… 미국 시범망 확대 구축

5세대(5G) 이동통신 시대의 막이 올랐다. 올해 5G 스마트폰까지 여럿 출시될 예정이지만 아직 5G 모뎀 솔루션을 상용화한 곳은 퀄컴 뿐이다. 이번에는 2세대 솔루션까지 출시, 압도적 우위를 차지할 전망이다.

 

퀄컴, 2세대 5G 솔루션 공개… 하반기 상용화

퀄컴은 20일 2세대 5G 뉴라디오(NR) 모뎀 '스냅드래곤 X55 5G 모뎀'과 2세대 무선통신(RF) 프론트엔드(RFFE) 솔루션을 출시했다고 20일 밝혔다. 이 제품들이 탑재된 기기는 올해 하반기 나온다.

 

▲퀄컴이 2세대 5G 뉴라디오(NR) 모뎀 '스냅드래곤 X55 5G 모뎀'과 2세대 무선통신(RF) 프론트엔드(RFFE) 솔루션을 출시했다./퀄컴
▲퀄컴이 2세대 5G 뉴라디오(NR) 모뎀 '스냅드래곤 X55 5G 모뎀'과 2세대 무선통신(RF) 프론트엔드(RFFE) 솔루션을 출시했다./퀄컴

7나노 공정에서 제작된 단일 칩 '스냅드래곤 X55'는 2G부터 5G까지 아우르는 멀티모드 모뎀이다. 5G로는 밀리미터파(mmWave)와 6㎓ 이하(Sub-6㎓) 대역, 시분할(TDD)과 주파수분할(FDD) 방식을 모두 지원한다. 5G 복합형(NSA)과 독립형(SA) 기기 모두에 쓸 수 있는 셈이다.

최대 다운로드 속도는 7Gbps, 업로드 속도는 3Gbps다. 카테고리(Category) 22 LTE에서 다운로드 속도는 2.5Gbps다.

100㎒ 엔벨롭 트래킹(envelope tracking) 기술과 5G Sub-6㎓ 대역 적응형 안테나 조정 기술을 지원한다. 4G와 5G를 상황에 따라 자유롭게 오가는 동적 주파수 공유 기능도 적용됐다. 4G 망에서는 4G를, 5G가 지원되는 복잡한 도심 속에서는 5G를 쓰는 식이다. 

2세대 밀리미터파용 안테나·RFFE 모듈 'QTM525', 4·5G 파워 앰프(Power amplifier), 100㎒ 엔벨롭 트래킹(envelope tracking) 솔루션 'QET6100', 다이버시티(Diversity) 모듈, 5G 안테나 튜닝 솔루션 'QAT3555'도 출시했다.

먼저 'QTM525'는 1세대 밀리미터파 안테나·RFFE 모듈보다 두께를 줄여 8㎜ 이하의 얇은 스마트폰에도 적용할 수 있게 했다. 

'QET6100'은 5G NR 구현을 위해 필요한 100㎒ 업링크 대역폭 및 256-쾀(QAM) 변조 방식 등을 지원해 여타 APT 기술 대비 두 배 이상의 전력 효율성을 제공한다.

안테나 튜닝 솔루션 'QAT3555'는 이전 세대 제품보다 손실도 줄이고 패키지 두께는 25% 줄인 제품이다. 지원하는 주파수는 6㎓까지 확장했다.

 

다른 업체들 상용화도 못했는데… 퀄컴 우위 배경은?

5G 모뎀을 개발 중인 곳은 퀄컴만이 아니다. 인텔은 서버부터 네트워크 장비, 스마트폰까지 다양한 시스템에 적용할 수 있는 5G 모뎀 솔루션을 발표했고 미디어텍과 삼성전자도 스마트폰용 5G 모뎀을 개발하고 있다. 

퀄컴이 이 시장에서 우위를 차지할 수 있었던 건 5G 모뎀과 함께 RFFE 솔루션까지 마련해 공급했기 때문이다.

RFFE 모듈은 기기에 들어오는 여러 주파수를 분리해 신호를 명확하게 읽을 수 있도록 해준다. 5G NR은 6㎓ 이하 주파수(Sub-㎓) 대역과 밀리미터파(mmWave)를 통해 데이터를 주고 받는다. 이전 세대 이동통신 기술보다 주파수 대역이 높고(파장이 짧아) 대역폭도 넓다. 그만큼 RFFE 모듈이 하는 역할도 커진다.

안테나 크기도 반도체만 해진다. 주파수 대역이 높다는 것은 파장이 짧다는 것이다. 안테나 크기(길이)는 주파수 대역과 반비례한다. RFFE 모듈과 안테나가 가까울수록 잡음에 받는 영향은 줄어든다. 퀄컴은 RFFE 모듈과 안테나를 하나로 합쳤다.

1세대 안테나·RFFE 모듈은 두께가 두꺼워 스마트폰 제조사들로부터 좋은 반응을 얻지 못했다. 2세대 모듈은 이 점을 개선했다.

업계 관계자는 "퀄컴은 애초에 5G 모뎀과 RFFE 모듈을 같이 내놨지만, 다른 업체들은 이제서야 RFFE 모듈을 개발하고 있다"고 말했다.

 

5G 시범망 구축에도 앞장서

퀄컴은 이날 미국 캘리포니아 샌디에고 및 뉴저지 브릿지워터에 위치한 퀄컴 연구개발(R&D) 센터에 구축된 5G 시범방을 확대한다고 밝혔다.

3GPP 5G NR 릴리즈 15 규격의 엔드-투-엔드 구현에 기반한 이 시범망은 5G 차세대 코어 네트워크 및 gNodeB기지국, 퀄컴 스냅드래곤 X50 모뎀 제품군과 RF 트랜시버 안테나 모듈 및 RF 프론트엔드, 안테나를 탑재한 모바일 단말기로 구성됐다.

해당 시범망은 현재 퀄컴 테크날러지 연구개발(R&D) 거점들에 구축돼 각각 △5G NR 실외 Sub-6 GHz 대역 릴리즈 15 스탠드얼론(SA) 대규모 MIMO OTA 네트워크 △5G NR 실내 및 실외 mmWave OTA 네트워크 △5G NR 기지국 협력 통신(CoMP) 실내 OTA 네트워크 등으로 이루어져 있다. 이 중 5G NR CoMP 실내 OTA 네트워크는 비면허 대역의 산업 사물인터넷(IIoT) 애플리케이션을 지원, 비면허 대역에서 스탠드얼론 5G NR를 활용하기 위한 3GPP의 NR-U 표준 개발에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

퀄컴은 이 시범망을 통해 저지연 확장현실(XR) 등 엣지 컴퓨팅 기능 데모와 아직 상용화되지 않는 5G 기능을 선보일 계획이다. 

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