800MHz 인수와 도시 용량
스페이스X가 10월 8일 그레인 매니지먼트로부터 미국 전역의 800MHz 주파수를 인수하기로 했습니다. 발표 다음 날 버라이즌과 AT&T 주가는 각각 10.1%, 10.8% 하락했고, T모바일은 13.3% 급락했습니다. 그동안 통신 음영지역을 보완하던 스타링크 모바일이 미국의 네 번째 이동통신사로 성장해 기존 통신사들과 직접 경쟁할 수 있다는 전망에 시장이 민감하게 반응했습니다.
기존 스타링크 모바일은 지상 통신사의 주파수를 빌려 일반 LTE 휴대전화가 연결되지 않는 지역에 서비스를 제공하는 보완망으로 출발했습니다. 이번에 인수하기로 한 800MHz는 건물과 장애물을 비교적 잘 통과하고 먼 거리까지 도달하는 저대역 주파수입니다. 거래가 승인되면 스페이스X는 자체 주파수로 서비스 지역을 넓히고 실내 연결도 개선할 수 있습니다. 여기에 에코스타로부터 확보 중인 2GHz 주파수를 결합하면 데이터 처리량과 커버리지를 보완하면서 휴대전화뿐 아니라 사물인터넷, 차량, 로봇까지 서비스 대상을 넓힐 수 있습니다.
다만 주파수를 직접 확보하더라도 기존 통신사와 같은 수준의 서비스를 제공하기는 어렵습니다. 가장 큰 제약은 사용할 수 있는 주파수 폭입니다. 스페이스X가 인수하는 최대 14MHz는 업로드와 다운로드에 각각 7MHz를 배정하는 페어드 방식의 합계이고, 지역에 따라 4.85MHz까지 줄어듭니다. 미국 빅3 통신사가 보유한 저대역 주파수보다도 좁습니다. 800MHz는 신호를 멀리 보내는 데 유리하지만, 대역폭이 좁으면 한꺼번에 처리할 수 있는 데이터도 제한됩니다. 가입자가 드문 농촌에서는 충분한 효과를 낼 수 있어도 이용자가 밀집한 도시에서는 사정이 달라집니다.
위성은 지상 기지국보다 훨씬 넓은 지역을 담당하기 때문에 이러한 제약이 더 커집니다. 위성 사양이 공개되지 않아 대략적인 추산이지만, 5m 안테나를 가정하면 800MHz 빔 하나가 덮는 면적은 약 730㎢이고 다운로드 대역폭 7MHz에서 빔 전체 처리량은 초당 약 7~14메가비트입니다. 면적이 약 59㎢인 맨해튼과 주변 지역이라면 100만 명 이상이 같은 빔의 서비스 범위에 들어갑니다. 이들 가운데 일부만 동시에 데이터를 사용하더라도 제한된 용량을 나눠 써야 합니다. 기존 통신사들이 도심에 기지국을 촘촘하게 설치하는 것도 같은 주파수를 작은 구역마다 반복 사용해 더 많은 가입자를 수용하기 위해서입니다.
실내 연결에는 거리 문제까지 더해집니다. 지상 기지국은 휴대전화에서 수 km 떨어져 있지만 스타링크 위성은 고도 360~550km에서 신호를 보냅니다. 같은 800MHz에서 2km 거리의 지상 기지국과 비교하면 거리만으로 발생하는 전파 손실이 약 3만 배 크다는 계산이 나옵니다. 대형 위성 안테나와 빔 형성 기술로 손실의 상당 부분을 보완할 수 있지만, 건물의 지붕과 벽, 여러 층을 통과하면서 신호는 추가로 약해집니다. 저대역 주파수가 실내 연결에 유리하더라도 지상 기지국을 대체하기는 어려운 이유입니다.
따라서 이번 인수의 효과는 통신망이 희박한 농촌과 이동 구간에서 먼저 나타날 가능성이 높습니다. 기존 통신사의 설비가 부족한 지역에서는 위성의 넓은 커버리지 자체가 경쟁력이지만, 대도시에서는 얼마나 많은 가입자의 데이터를 동시에 처리하느냐가 중요합니다. 스페이스X가 빅3와 도시 가입자를 놓고 경쟁하려면 위성망 확대와 함께 지상 기지국에도 투자해야 합니다.
