5G

5세대 이동통신(5G)

5세대 이동통신 이란 최대속도가 20Gbps에 달하는 이동통신 기술로, 4세대 이동통신인 LTE에 비해 속도가 20배가량 빠르고, 처리용량은 100배 많다. 초고화질 영상이나 3D 입체영상, 360도 풀영상, 홀로그램 등 대용량 데이터 전송에 필수적이다. 강점인 초저지연성과 초연결성을 통해 4차 산업혁명의 핵심 기술인 가상현실, 자율주행, 사물인터넷 기술 등을 구현할 수 있다.

개요

5G의 정식 명칭은 'IMT-2020'으로 이는 국제전기통신연합(ITU)에서 정의한 5세대 통신규약이다. ITU가 정의한 5G는 최대 다운로드 속도가 20Gbps, 최저 다운로드 속도가 100Mbps인 이동통신 기술이다. 5G는 초고속, 초저지연, 초연결 등의 특징을 가지며, 이를 토대로 가상·증강현실(VR·AR), 자율주행, 사물인터넷(IoT) 기술 등을 구현할 수 있다. 이에 전 세계 여러 국가는 5G 기술과 시장 선점을 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있는데, 우리나라는 2018 평창동계올림픽에서 5G 기술을 적용해 화제를 모았다. 대표적으로 타임 슬라이스 기술이 5G를 통해 피겨스케이팅, 쇼트트랙, 아이스하키 등의 종목에 구현된 바 있다. 다양한 각도에서 찰나를 포착하는 타임슬라이스는 여러 대의 카메라가 동시에 촬영한 영상을 5G 단말기로 실시간 전송해주는 기술로, 고화질 이미지를 실시간으로 전송해야 하기 때문에 초고속 대용량 통신이 필요하다. 특히 앞서의 CDMA(2세대), WCDMA(3세대), LTE(4세대)가 휴대폰과 연결하는 통신마엥 불과했던 반면 5G는 휴대폰의 영역을 넘어 모든 전자 기기를 연결하는 기술이다. 그로인해 5G는 가상현실(VR), 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 빅데이터 등과 연계해 스마트 팩토리, 원격의료, 무인배달, 클라우드·스트리밍 게임까지 다양한 분야에서 엄청난 변화를 일으킬 것으로 전망된다.

역사

1세대(1G)

1세대, 즉 1G 무선 표준은 1979년 일본 도쿄에서 처음 서비스된 이후 1984년까지 일본 전역에 배치됐다. 미국은 1983년 모토롤라 다이나택 휴대폰을 통해 첫 1G 네트워크를 개시했고 영국과 캐나다 등의 국가들이 뒤를 이었다.

2세대(2G)

1991년 핀란드에서 GSM(Global System for Mobile Communications) 표준이 상업적으로 출시됐다. 2G는 1G와 비교해 월등히 우월한 표준이었다. 특히 음질에서 정적 잡음과 배경잡음이 크게 감소하면서 괄목할 만한 수준으로 개선됬다. 이 밖에 개선된 무선 연결을 통해 SMS 문자 메시지를 지원했으며 디지털 암호화된 대화를 구현했고 모바일용 데이터 서비스 또한 최초로 제공됬다. 문자 메시지의 개발은 사람들이 소통하는 완전히 새로운 방식을 창출해냈다는 의미를 지닌다. 그러나 이러한 디지털적 변화는 휴대폰의 전파 도달 범위가 줄어든다는 특성으로 이어졌으며 도시 곳곳 셀 타워가 구축되는 원인이 되었다.

3세대(3G)

3G는 2001년 5월 프리 릴리즈 테스트를 거쳐 2001년 10월 일본에서 처음 출시됬다. 초창기에는 3G 지원 핸드폰의 부재로 서비스가 지연되는 현상도 있었지만 3G 역시 2G 보다 우수한 표준이었다. 3G 사용자는 위치 기반 서비스를 사용하고 모바일 TV를 시청할수 있고 화상회의에 참여하거나 주문형 동영상을 보는 것도 가능했다.

4세대(4G)

3G 와 4G 사이의 3.5G에 해당하는 와이브로(2006), HSDPA(2005)를 거쳐 본격 4G 서비스에 해당하는 LTE 기술이 2010년에 등장한다. LTE-A(2013), LTE-U(2015)와 같은 기술도 4G에 속한다. 4G는 표준에 따라 고속 이동 중에서도 100Mbps를 지원하고 정지 상태에서는 무려 1Gps를 지원할 수 있는 등 3G보다 월등히 뛰어난 성능을 보였다.

5세대(5G)

우선 5G는 4G 네트워크보다 약 3배 더 빠르며, 동시에 더 많은 장치의 연결을 지원하여 사물과 스마트홈 또는 도시의 인터넷과 같은 거대한 데이터 산업을 가능하게 할 가능성을 품고 있다. 2008년 대한민국은 5G 이동통신 시스템을 연구하는 R&D 프로그램을 개발했다. 4년뒤인 2012년 8월, 뉴욕 대학교는 5G 무선 네트워크에 대한 세부 작업을 수행하도록 설계된 연구 센터인 NYU WIRELESS를 설립했다. 같은 시기 유럽 집행위원회는 '소형 셀 기술(small cell technology)'에 초점을 맞춘 iJOIN EU 프로젝트에 참여하게 된다. 2013년 5월 삼성 전자는 5G 네트워크를 구축했다고 발표했다. 포브스에 따르면 삼성은 2022년까지 10조원 규모의 5G 네트워크 장비를 판매할 계획이라고 밝혔다. 2013년 11월 화웨이는 2018년 까지 5G 네트워크의 테스트 및 개발에 6억 달러를 투자할 것이라고 약속하며 5G 개발에 뛰어드는 모습을 보였다. 2016년 가디언 보도에 따르면 구글은 스카이벤더라는 5G 네트워크를 개발중임을 밝혔다. 여러 보고서에 따르면 이는 태양광 발전 드론을 통해 5G 연결을 제공하는 것이 목표라고 설명했다. 2016년 9월에 sk텔레콤과 삼성은 28GHz 옥외 5G 기지국 간의 핸드 오버 테스트를 성공적으로 완료했다고 발표했다. 2017년 2월 에릭슨은 5세대 무선 네트워크에 대한 엔드투엔드(end-to-end) 지원을 제공하는 최초의 5G 플랫폼을 출시했다. 2019년 4월 5일 삼성이 5G 스마트폰인 삼성전자 갤럭시S10을 출시하였고 출시 80일 만에 100만대가 팔리면서 본격적인 5G 시대를 선언했다. LG전자의 V50 씽큐도 하루에 5천대 이상, 출시후 28만대 정도가 판매 된것으로 전해졌다. 이후, LG전자와 SKT가 5G 클라우드 기반의 로봇 개발 및 사업화 업무협약식을 맺고 SKT가 도이치텔레콤과 5G 합작회사를 설립하여 전세계 5G 시장에 기술 경잴력을 제고하는 등 5G 개발에 더욱 박차를 가하는 모습을 보이고 있다.

특징

5G 시대에는 가상현실(VR)과 증강현실(AR)로 초실감형 콘텐츠를 즐기고, 스스로 주변 상황을 인지-판단하는 자율주행 자동차를 탈수 있게된다. 이런 비현실적인 일이 현실로 만들수 있는 이유가 5G의 큰 특징 3가지 덕분이다.

초고속성

5G는 4G보다 무러 20배 이상 빠른 속도를 제공하여 4K UHD 초고화질 영상을 몇 초 안에 다운받을 수 있게 된다. 또한 4G에 비해 100배는 넓어진 대용량 파이프라인을 제공하여 데이터들이 기존에 비해 더욱 빨리 움직일 수 있도록 도와준다.

초저지연성

5G는 기존 4G에 비해 통신응답의 지연속도가 10분의 1 이하로 줄어들게 된다. 1m/s까지 빨라지는 응답속도는 실시간으로 들어오는 정보들을 즞각 처리할 수 있도록 만들어주기 때문에 각종 상황에 정확하고 신속하고 대응할 수 있는 네트워크 기술의 발전을 불러오게 된다. 이로 인해 자동차가 실시간으로 교통정보를 분석해 스스로 빠른 길을 찾아가고, 교통신호시스템은 물론 주변의 위험 요소를 파악해 즉각적으로 반응 하는 자동주행차량이 나와 운전자가 안전하고 쾌적하게 이동할 수 있게 될것이다.

초연결성

5G의 발전으로 인해 미래에는 수많은 모바일 기기와 사물인터넷(IoT) 기기들에 센서가 들어가게 된다. 가정에만 국한되는것이 아닌 자동주행차량 같은 교통서빗는 물론, 공공안전 서비스 등 모든 영역이 센서에 반응하고, 5G 기술은 이를 원활하게 연결할 수 있도록 도와주게 될것이다. 모든 것이 네트워크로 연결된 다양한 융항 서비스는 엄청난 양의 지식들을 클라우드 플랫폼에 담을 수 있고, 이를 기반한 새로운 서비들이 활성화될 것이다.

참고자료

• <5세대 이동통신> , <<네이버 지식백과>>
• <1979년에서 2017년까지, 5G의 역사> , <<CIO KOREA>> , 2018-09-12
• <3가지 키워드로 알아보는 5G 시대의 특징> , <<늘 곁에 kt 블로그>> , 2017-08-29

같이 보기

• 4차 산업혁명
• 스마트 기기
• 스마트홈
• 인공지능

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