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제4차 산업혁명 시대 (65): 5G 이동통신

2020년 02월 28일 [(주)문경사랑]

 

 

↑↑ 지홍기
영남대학교 명예교수
문경대학교 특임교수
문경시지역발전협의회 의장

ⓒ (주)문경사랑

 

5세대(5G) 이동통신 개념

5세대 이동통신(5G, 5th Generation)은 밀리미터파(mmWave)인 초고속, 극미세 주파수를 이용하는 무선 네트워크 기술(2018)이다. 5G 이동통신은 주파수가 26, 28, 38, 60 GHz 등에서 작동하며, 보다 빠른 속도의 고주파수 대역만을 포함하고 있다. 여기서 주파수란 전파가 공간을 이동할 때 1초 동안에 진동하는 횟수(Hz)를 말하며, 1초 동안에 한번 진동하면 1 Hz, 1천 번 진동하면 1KHz, 100만 번 진동하면 1MHz, 10억 번 진동하면 1GHz라고 한다.

따라서 5G 이동통신의 토대가 되는 핵심기술에서 미국의 퀄컴사는 밀리미터파 주파수 대역의 활용 가능성과 넓은 주파수 대역폭을 이용하게 되면 상상 이상의 무선 속도를 얻을 수 있다는 점을 착안하게 되었다. 퀄컴사가 꿈꾸는 초연결 사회를 만들기 위해서는 대용량 데이터를 빠르게 처리하면서 지연시간이 아주 적은 5G 네트워크가 필수적이기 때문에, 이를 현실화하기 위해서는 밀리미터파가 꼭 필요했던 것이다.

5G 이동통신 기술경쟁

5G 이동통신은 단순한 이동통신 영역에서 벗어나 4차 산업혁명시대의 인프라로 미래 신산업과 융합되어 전방위적으로 확대될 전망이며, 미국․유럽․일본․중국 등 세계 각국은 5G 주도권 확보를 위해 수 년간 치열하게 경쟁해 왔다. 특히, 미국의 버라이존(Verizon) 사업자(2015)가 5G 기술포럼(5G TF)를 설립하여 주도하고 있으며, 이에 우리나라의 KT와 SKT가 합류하고 이어서 일본의 Docomo 사가 가세하였다.

5G TF는 5G기술의 1단계로 비휴대폰 제품에 대한 시연용 규격을 발표하였으며, 2017년 초에 시범 서비스를 시작하고 2017년 말에는 상용화 계획을 발표하였다. 그러나 5G 무선 이동통신의 실질적인 상용화는 2018년 12월 1일 우리나라가 버라이존을 제치고 세계 최초로 개통하여 상용화하는데 성공함으로써 5G 이동통신 기술의 승자가 되었다.

5G 이동통신의 특징

5G 이동통신 시스템은 기본적으로 4가지 주요 메가트렌드인 트래픽 증가, 디바이스수 증가, 클라우드 컴퓨팅 의존성 증가, 다양한 5G기반 융합서비스 등장 등을 필수적으로 고려하여 설계되어야 한다. 이러한 사항들을 고려하여 최근 다양한 분야에서 글로벌기준으로 5G 이동통신 시스템을 위한 기본 성능지표들을 제안하였으며, 그 중에서 8개의 핵심 성능지표는 체감 전송률, 최대 전송률, 이동속도, 전송지연, 연결기기 밀도, 에너지 효율, 주파수 효율, 면적당 용량 등이다.

삼성이 공개한 5G 이동통신 기술을 보면 데이터 전송속도는 초당 기가급(Gbps)에 이르며, 초고주파 대역을 이용하고 있다. 주파수 대역이 높아질수록 신호의 도달거리는 짧아지는 특성이 있지만, 64개의 안테나를 활용하는 새로운 기술로 이를 극복해서 1Gbps 전송속도(LTE-A의 전송속도보다 7배가량 빠른 속도)로 2km까지 전송하는 시연에 성공했다. 이동통신 기술이 세대를 달리하면서 데이터 전송속도의 향상은 초기 문자만 주고받던 방식에서 사진을 주고받기 시작하였다. 뿐만 아니라 4G기술이 완전한 멀티미디어 환경으로 바뀐 것처럼 5G에 이르러서는 지금까지 상상하지 못한 기술이 추가될 전망이다.

차세대 이동통신 기술의 희망

대한전자공학회 “통신 소사이어티”에서는 2016년에 벌써 “6G 이동통신기술 워크숍”을 개최함으로써 해당 분야 국내 최고 전문가들이 2025년 이후의 6G이동통신 기술을 논의한 바 있다. 과연 우리의 미래 과학기술은 어디로 향하고 있는가? 과학기술을 진화시키는 그들에게 찬사와 존경을 잊지 말아야 할 것이다.

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