[신바람 이선생 ] 5 G를 알자! - ⑴ 5 G가 뭐야

[신바람 이선생 ] 5 G를 알자! - ⑴ 5 G가 뭐야

1시간 전

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1. 5G가 무엇이냐?

5G(5generation) 통신의 공식 용어는 IMT-2020으로, 5G 기술은 아직 국제 표준 미정이다. 5G는 다음과 같은 의미를 지닌다.

• 사람 이외에 주변의 물건, 자동차 등의 사물을 대상으로 하는 사물인터넷을 말한다.
• 기가급 유비쿼터스 네트워크를 사람과 사물을 포함한 모든 사용자에게 비용과 에너지 효율적으로 제공하는 통신 서비스를 말한다.
• 디바이스들이 5G 네트워크를 통해 연결되어 초고속, 대용량, 초연결, 초실시간의 서비스가 가능하여 이전과는 다른 새로운 가치를 제공한다.

★1G
1984년 아날로그 방식의 1세대 이동통신이 전화만 가능한 형태로 수도권 지역에서 처음 서비스되었다.

★2G
2세대 이동통신은 디지털 방식을 채택해 음성 통화 중심의 휴대전화 대중화를 이끌었고, 통신사별 식별번호인 011(SK텔레콤), 016(KT), 017(SK텔레콤), 018(KT), 019(LG유플러스)의 번호를 유지한 채로 다른 통신사로 옮길 수 있었으며, CDMA(코드 분할 다중 접속) 방식을 사용했다. 이때부터 14.4Kbps의 데이터 통신이 가능해서 문자 서비스(SMS¹⁾ ), e메일 등의 데이터 전송이 가능한 수준을 제공했다.

★3G
3세대 이동통신은 CDMA-2000 1X EV-DO 방식으로 2GHz 주파수 대역을 이용하여, 2~2.4Mbps의 속도를 제공하고 문자, 음성, 동영상 등 멀티미디어 데이터 전송 및 영상 통화, 인터넷을 가능하게 했다. 유심 칩을 사용하기 시작했으며, 통신사별로 다른 식별번호를 이때부터 010 번호로 통합했다.
HSDPA(high speed down link packet access, 고속 하향 패킷 접속) 기술을 WCDMA 방식에 적용하면서 이론상 14.4Mbps 속도로 다운로드를 제공하여 2010년 스마트폰의 출시에 도움을 주었다.

★4G
4세대 이동통신은 2011년 LTE(long term evolution) 서비스가 상용화되면서 시작되었고, LTE와 와이브로의 핵심 기술은 주파수를 잘게 쪼개서 다중사용자 접속을 가능하도록 하는 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access, 직교 주파수 분할 다중 접속) 방식을 사용한다.
ITU(International Telecommunication Union, 국제전기통신연합)는 4G 이동통신의 데이터 전송 속도를 저속에서 1Gbps, 고속에서 100Mbps의 속도로 규정하고 있다. 4G는 안테나를 여러 개 사용하는 다중 안테나(MIMO)를 채택하여 더 많은 데이터를 동시에 보낼 수 있고, 주파수의 대역폭(1.4~20MHz)이 넓어 빠른 데이터 통신이 가능하여 데이터 응답 속도도 빨라지면서 모바일 게임이 급성장했다.


★5G 이동통신의 기대효과 
5G 이동통신으로의 진화로 다가올 미래에는 대폭 증대된 전송 속도로 인해 초고용량 영상 콘텐츠(8K-UHD_160Mbps)가 보편화되어 3D 영상 또는 홀로그램 서비스가 확대되고, 네트워크의 지연 시간이 수 ms로 양방향 초실시간 서비스 가 실현되어 기기 간 통신 서비스가 가능해진다.
또한 초실시간 처리와 고속 전송 속도로 현실과 구분하기 어려운 AR(augmented reality), VR(virtual reality) 서비스를 제공하고, 다양한 커넥티드 카와 각종 디바이스인 IoT 디바이스 에 대한 실시간 서비스가 가능하다. 다시 말해, 초연결(hyper-connectivity), 초고속, 초실시간처리 통신 서비스로 현실감 있는 증강현실, 원격의료, 자율주행 등이 가능할 것이다.

2. 4G와 다른 것은 오직 속도 뿐인가?

5G 이동통신은 지금의 4G LTE보다 얼마나 더 빨라지는 건가요?"
최근 주변인들로부터 많이 듣는 질문 중 하나다., 차세대 5G 이동통신의 전송속도는 지금의 4G LTE 이동통신 전송속도보다 빠르다. 당연한 얘기다.
5G는 롱텀에볼루션(LTE)에 비해 최소 20배, 최대 1000배 빠르고, 대용량 데이터 전송이 가능해 4차 산업혁명의 핵심인 자율주행차, 스마트홈 등을 가능케 한다. 

그리고, 전송속도는, 차세대 이동통신이 갖춰야 할 중요한 조건 중 하나임에 틀림없다. 하지만, 빠른 전송속도만이 5G의 요건이라고 말할 수는 없다. 5G는 빠른 전송속도 이외에도 갖춰야 할 것이 너무 많기 때문이다.

 노키아 네트웍스 연구 기술팀의  라우리 옥사넨(Lauri Omksanen)'의 말을 빌려보자. 그는 "우리는 아직 5G가 무엇인지, 어떤 기술인지, 어떻게 사람들의 생활을 바꿔 놓을지 모른다. 지금은 그저 예측하는 단계일 뿐이다. 5G는 지금의 LTE 즉, 4G 이동통신과 성격이 다를 것이다. 4G는 사람을 위한, 사람을 대상으로 하는 기술이었다. 하지만, 5G는 사람 이외에 주변의 물건, 자동차 등 사물을 대상으로 하는, M2M 기술이 될 것이다"라며, "2020년에 이르면, 전세계 50억 명 이상이 통신(네트워크)에 연결할 것이다. 그리고 네트워크에 연결되어 있는 기기는 500억 개 이상일 것으로 예상된다. 5G는, 우리 주변의 모든 사물을 인터넷에 연결할 수 있는 네트워크여야 한다"라고 말했다.

"5G는 기가비트 단위의 전송속도를 만족해야 하며, 초고밀도의 대용량 네트워크가 구현되어야 한다. 동시에 먼 거리까지 커버할 수 있어야 하며, 이 모든 것을 만족하는 아키텍처 기술도 필요하다. 단순히 무선 이동통신 기술뿐만 아니라 네트워크 전반에 대한 아키텍처가 필요하다. 네트워크가 어떤 곳에 사용되는지, 무엇에 필요한지 파악해 자유롭게 변화할 수 있는 플랫폼에 대응할 수 있어야 한다"라고 강조했다.

5G는 우리 주변의 모든 사물을 네트워크에 연결할 수 있어야 한다. 혹자는 이를 가르켜, 초연결시대 네트워크라고 말한다. 요즘 이런 말을 자주 들을 수 있다. IoT, internet of thing, 사물인터넷. 생활 속 사물을 유무선 네트워크로 연결해 정보를 공유하는 환경이라는 뜻이다. 각 사물이 통신, 인터넷에 연결되어 있다면 어떤 변화가 생길까.

사실 LG유플러스뿐만 아니라, SK텔레콤, KT 등 국내 이동통신 3사는 일반인 또는 기업을 위한 IoT 서비스를 시행 또는 준비 중이다. 비닐하우스 내 온도를 자동으로 관리하고, 꺼져 있는 가로등이 지나가는 사람을 감지해 자동으로 켜지는 등 다양한 IoT 서비스는 지금, 현실 속에서 우리 옆에 대기 중이다. 창문 감지 센서, 가스밸브 감지 센서, 대기전력 절감 플러그 내 센서 등. 하지만, 이 같은 센서가 앞서 예상한 것처럼 전세계에서 500억 개 이상으로 증가한다면 어떻게 될까. 당장 현재 상용화되어 있는 LTE 기술로는 이를 효율적으로 제공할 수 없다.

5G는 이러한 수많은 사물의 네트워크 연결을 만족시킬 수 있어야 한다. 사람이 많이 몰리는 지역에서 급증하는 트래픽으로 인해 통화 연결이 어려운 것을 경험한 적이 있는지. 연말 연시에 몰리는 안부 전화로 통화, 문자 등이 지연되는 현상처럼 수많은 통신 네트워크의 연결은 다양한 문제점을 양산한다.
또한, 각 사물에 필요한 통신 네트워크는 상황에 따라 필요조건이 달라진다. 대한민국 사람이라면, 누구나 매달 사용하는 전기와 수도 등에 대해서 사용한만큼 세금을 낸다. 사용한 양은 검침기를 통해 확인할 수 있다. 하지만, 각 검침기에 통신할 수 있는 센서를 달아 필요할 때마다 정보를 얻어낼 수 있다면, 굳이 검침기를 확인하지 않아도 무선으로 이를 파악할 수 있다. 그리고 해당 검침기는 매번 통신에 연결되어 있을 필요가 없다. 한달에 한번만 확인할 수 있으면 그만이다.

때문에 배터리 문제도 해결해야 한다. 한달에 한번, 필요할 때만 확인할 수 있으면 끝이기에 계속 전력을 공급하는 냉장고나 TV처럼 계속 전원에 연결할 필요가 없다.. 작은 건전지 등을 통해 소량의 전력만 수급하면 되는데, 지금의 통신 센서는 생각보다 전력 소모량이 크다. 보다 적은 전력으로 아주 작은 용량의 데이터를 오래 통신할 수 있는 이동통신 기술이 필요한 셈이다.

현재 사람들은 음성통화할 때 100ms 미만의 응답시간을 만족해야 이를 자연스럽게 받아들이고 수용한다. 이보다 늦어지면 '왜 이렇게 말을 안해?'라고 인식한다. 해외에 나가 있는 리포터와 생방송으로 방송을 연결할 때, 서로 상대의 음성을 듣기 위해 지연되는 시간을 떠올리면 된다.

음성이 아닌 영상일 경우에 이 응답시간은 더욱 중요하다. 자꾸 끊기는 영상 정보는 오히려 스트레스를 유발하기 마련. 보통 끊김 없는 영상을 보기 위해서는 10ms 미만으로 응답시간을 줄여야 한다. 그리고 IoT, 가상현실, 스마트카 등 더 많은 정보를 담고, 더 빠른 변화에 대응해야 하는 정보는 응답시간을 1ms 이하로 낮춰야 한다. 응답시간이 늦은 네비게이션을 상상해보라. 당장 우회전을 해야 하는데, 뒤늦게 알려준다며? 그건 의미 없는 기술일 뿐이다.

지난 2015년 10월 11일, 부다페스트 ITU Telecom World 2015에 하루 앞서 개최한 '7차 CTO 회합'에서 5G, IoT 등 유무선 하이브리드 네트워크 하의 서비스 호환설, 러스트 기반 정보 인프라 및 오픈소스 솔루션에 관한 전략적 우선 순위 등을 구체화했다. 당시 회합에 각국 통신사업자 및 연구소 기술 임원들과 ITU표준화총국(ITU-T) 담당자를 포함한 총 14인이 참석해 'ITU 표준화 수요'와 'ICT 산업의 최근 트렌드에 관한 성명서(communiqu)'를 발표했지만, 아직 방향성에 대해서 의견을 모았을 뿐이다.
사실 이동통신 세대(5G)를 구분하기 위한 근거도 아직 정해지지 않았다. 업계에서 얘기하는 대략적인 조건만 있을 뿐이다. 데이터 전송속도는 저속 이동 시 10Gbps, 고속 이동 시 100Mbps이고, 응답시간은 1ms 이하여야 한다는 것. 아직 더 많은 준비가 필요한 상황이다. 다만, 전세계 관련 업계 관계자는 2020년 도쿄 올림픽에 맞춰 5G를 완성해 나갈 것이라고 목소리를 높인다.

https://blog.naver.com/djlee5248/221315359531