ADI가 5세대 이동통신(5G) 기지국 장비 공략에 속도를 내고 있다. 중간 주파수 변환 과정 없앤 '제로-IF'로 개발 기간과 비용을 줄일 수 있는 원스톱 솔루션이 핵심이다.
최근 구체적인 성과도 냈다. 삼성전자 네트워크 사업부와 협업해 통신 탑과 옥상 설치용 5G 무선기지국 개발을 진행했다. 짧아도 6개월, 보통 1년 가까이 걸리는 개발 기간을 3개월 만에 끝냈다. 안테나 수가 많아지면서 시스템이 복잡해지고 발열이 심해지는 문제를 손쉽게 끝냈다. ADI는 삼성전자가 일정 내에 기지국 장비를 제작할 수 있도록 다방면에서 지원했다. 개발 일정이 짧은 만큼 시스템 개발과 제작을 병행했다.
자연스럽게 고객사가 늘어났다. 지난해 미국 통신사인 스프린트, AT&T와 5G 장비 공급 계약을 맺었다. 버라이즌과 5G 고정 무선망(FWA) 상용서비스도 시작했다. 올 10월에는 일본 통신사 KDDI의 5G 사업자로 선정됐다.
삼성전자는 ADI와 제작한 5G 장비로 시장점유율을 지난해 5%에서 오래 3분기 기준 11%로 6%p 높였다. 순위도 화웨이(34%), 에릭슨(24%), 노키아(19%)에 이어 4위로 한 계단 올라섰다.
삼성전자는 최근 기존 고객사 외에 캐나다 유무선 통신 사업자 비디오트론에 통신장비를 공급한다고 밝혔다. 캐나다에 통신장비를 공급하는 것은 이번이 처음이다. 2020년 상반기부터 비디오트론이 보유 중인 4세대 이동통신(4G) 주파수 대역을 모두 지원하는 듀얼밴드, 대규모 다중입출력(Massive MIMO:mMIMO) 장비가 대상이다. 향후 3.5GHz, 28GHz 대역 5G 장비도 공급할 계획이다.
5G 인프라 문제, ADI가 앞서 해결
현재 5G 서비스의 가장 큰 문제는 좁은 전국망(커버리지)이다. 이를 늘리기 위해서는 세밀하게 기지국과 중계기를 설치해야 한다. mMIMO 안테나를 얼마나 효율적으로 구축하는지가 과제로 떠오르고 있다. mMIMO는 다수의 송수신 안테나를 사용해 커버리지를 확장하고 속도를 높이는 기술이다.
5G 서비스 가입자 수는 빠르게 늘어나고 있지만 사용자 서비스 만족도는 굉장히 낮은 것으로 나타났다. 기존 롱텀에볼루션(LTE) 통신과 크게 다르지 않은 속도와 좁은 전국망(커버리지)이 문제로 지적되고 있다.
시장조사업체 컨슈머인사이트는 지난 12일 5G 이용자의 만족도 조사를 했다. 데이터 속도, 커버리지, 품질, 데이터전반 만족도로 나눠 평가했다. 조사 결과에 따르면 5G 서비스 만족률은 국내 통신 3사 모두 전 항목에서 20~30%대에 그쳤다. 데이터 속도가 30% 중반대로 가장 높았고 나머지는 모두 20% 후반에서 30% 초반 사이였다. 특히 커버리지 만족률은 3사 모두 30% 이하로 낮게 나왔다.
커버리지를 늘리기 위해서는 기지국 수를 늘리는 게 가장 확실한 방법이다. 하지만 기지국 구축에 드는 비용을 간과할 수 없다. 따라서 통신삳즐은 mMIMO 안테나를 얼마나 효율적으로 구축하는 지에 집중하고 있다. mMIMO는 기지국 하나에 들어가는 안테나 수를 늘려 더 동시에 더 많은 기기와 데이터를 주고 받을 수 있는 기술이다. 문제는 안테나가 늘어나는 만큼 시스템이 커지고 복잡해진다.
5G 장비 개발 '원스톱' 솔루션
ADI는 점점 복잡해지는 무선 시스템을 간소화할 수 있는 솔루션을 제공하고 있다. 회로 집적으로 크기를 줄이는 방법도 있지만 무선 시스템 크기, 무게, 전력 소비를 낮추기 위해서 시스템 차원으로 접근하고 있다. 회로 집적 차원으로만 접근해서는 원하는 효과를 달성하지 못할 수 있다고 ADI는 설명한다.
예컨대 무선 아키텍처에서 대형 필터 등 다른 수동 부품 크기를 줄이거나 아예 제거할 수 있도록 개발한다면 시스템을 전반적으로 훨씬 소형화할 수 있다. ADI는 시스템 크기를 줄이기 위해 제로-IF(ZIF) 무선 아키텍처를 개발했다. ZIF는 무선 시스템에서 중간 주파수(IF)로 변환하는 과정을 줄여준다.
대부분 무선 통신시스템은 공기 중으로 전달되는 전자파를 IF로 변환한다. IF를 음성이나 화상 등 실제 정보를 담은 저주파로 한 번 더 변환해 기기에서 처리가 가능하도록 만든다. 이 중간 과정을 생략할 수 있도록 시스템을 설계하면 전반적인 시스템 복잡성과 전력 소모를 최소화하고 기능 집적도를 높일 수 있다. IF로 변환하는데 사용하는 필터 비용을 줄여준다. ADI는 ZIF로 무선 시스템으로 인쇄회로기판(PCB) 공간을 50% 줄이고 비용은 3분의 1로 줄일 수 있다고 설명했다.
AID는 ZIF 아키텍처를 기반으로 하는 표준 상보성 금속산화막 공정(CMOS) 무선 트랜시버 제품군을 제공한다. 이외에도, 무선 프론트엔드 신호 체인, 정밀 모니터링, 제어용 RF 부품과 전원 관리 IC 제품을 제공하고 있다. 간소화된 무선 제품군은 '라디오버스(RadioVerse)'라고 불린다.
토마스 카메론 ADI 최고기술자(CTO)는 "라디오버스 기술은 시스템 차원 접근법을 활용해 고객들에게 가치를 제공하기 위한 것"이라며 "ADI 전 무선 제품 포트폴리오에 시스템 차원에서 축적된 전문성을 결합했다"고 설명했다. 라디오버스 생태계를 활용해 설계부터 프로토타입 개발, 양산 착수까지 빠르게 진행할 수 있다. 토마스 CTO는 "라디오버스 제품군으로 기지국 안테나 수가 증가하는 것에 따라서 전력을 크게 절약할 수 있다"고 덧붙였다.
