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5G-[5th Generation Mobile Telecommunication ]

최만섭 2017. 6. 26. 07:02
[5th Generation Mobile Telecommunication ]

4G LTE 대비 데이터 용량은 약 1,000배 많고 속도는 200배 빠른 차세대 이동통신이다. IMT 2020(International Mobile Telecommunication 2020)은 국제전기통신연합(International Telecommunication Union, ITU)에서 2020년 상용화를 목표로 표준화 계획에 들어간 5세대 이동통신(5G)의 정식 명칭이다. 5G에 대한 관심과 국가간, 기업간 개발 경쟁이 치열해지고 있다. 특히 2018년 평창 동계올림픽에서 5G 시범서비스를 선보이려는 한국과 2020년 도쿄 올림픽을 계기로 5G 상용화를 실현하겠다는 일본의 5G 주도권 선점 경쟁은 더욱 본격화되어가고 있다.


5G 이동통신 시스템은 기본적으로 트래픽 증가, 디바이스수 증가, 클라우드 컴퓨팅 의존성 증가, 다양한 5G기반 융합서비스 등장 등 4가지 주요 메가트렌드들을 필수적으로 고려하여 설계되어야 한다. 이러한 사항들을 고려하여 최근 다양한 나라와 회사들에서 5G 이동통신 시스템을 위한 기본 성능지표들에 대해서 제안하였으며, ITU-R(Radiocommunication Sector) WP(Working Party) 5D에서는 이러한 제안들을 기반으로 현재까지 총 8개의 핵심 성능지표 후보를 도출하였다.

ITU-R WP 5D에서 도출된 핵심 성능지표들은 user experience data rate(체감 전송률), peak data rate(최대 전송률), mobility(이동 속도), latency(전송 지연), connection density(연결기기 밀도), energy efficiency(에너지 효율), spectrum efficiency(주파수 효율), traffic volume density(면적당 용량) 등이다.


기존의 4G 이동통신 시스템과 달리 5G 이동통신 시스템은 여러 가지 중요한 특징들을 가지고 있다. 특히 가장 중요한 특징으로는 latencyuser experienced data rate가 있다. 첫째로, 기존의 이동통신 시스템이 대부분 단말의 peak data rate 향상에만 초점을 맞추어 연구를 진행해 왔었던 것과는 달리, 5G 이동통신 시스템은 end-to-end latency(종단간 지연)를 고려한 이동통신 시스템 설계에 매우 큰 관심을 가지고 있다.


미래에는 증강현실, 가상 현실, 실시간 온라인게임 등과 같은 다양한 실시간(real-time) 인터랙티브(interactive) 멀티미디어 서비스가 증가할 것이다. 이러한 서비스를 사용하는 사용자들이 자연스러운 인터랙션을 경험하기 위해서는 저지연 5G 무선통신 서비스의 제공이 꼭 필요하다.


또한, 5G 이동통신 시스템은 end-to-end latency 감소라는 큰 목표와 함께 user experience data rate(체감 전송률) 향상을 중요한 목표 중 하나로 고려하고 있다. user experienced data rate의 보장을 위하여 5G 이동통신시스템은 어느 시간에, 어디에서든지 [gigabit] data rate를 사용자들에게 제공해 줄 수 있어야 한다.

기존의 4G까지의 이동통신 시스템이 cell edge 사용자들 성능 저하라는 큰 문제에 대한 근본적인 해결책을 제시하고 있지 못했었기 때문에, 5G 이동통신 시스템은 cell edge 성능 향상을 고려한 user experienced data rate를 중요 목표과제로 두고 해결하고자 노력하고 있다.

[네이버 지식백과] 5G [5th Generation Mobile Telecommunication] - 5세대 이동통신 기술 (지형 공간정보체계 용어사전, 2016. 1. 3., 구미서관)



5G, 40배 빨라진 '4차 산업혁명 핏줄'… 車·AI·가전 모두 연결

  • 김재필 KT경제경영연구소 수석연구원입력 : 2017.06.26 03:00
  • ['5G시대' 확 변하는 세상]

    - 5G는 '미래의 석유'
    5세대까지 진화한 통신망 기술
    4G 1차선이라면 5G는 100차선… 그만큼 끊김없이 빠르게 처리

    - 네트워크 혁명 이룰 기반기술
    사물인터넷·인공지능도 연결… 5G 없인 자율주행차 불가능
    평창올림픽에도 서비스 예정

    김재필 KT경제경영연구소 수석연구원
    ▲ 김재필 KT경제경영연구소 수석연구원
    올 초 미국 라스베이거스에서 열린 IT 전시회 'CES 2017'에서 20세기폭스의 최고기술책임자(CTO) 하노 바세(Hanno Basse)는 "5G는 미래의 석유가 될 것"이라고 말했습니다. 지금까지 석유가 경제를 돌린 힘이었던 것처럼 미래에는 5G가 할리우드 영화는 물론이고 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT) 등 최첨단 기술을 우리 삶에 전달하는 동력원이라는 의미입니다. 미국 반도체 기업 퀄컴의 스티브 몰렌코프 최고경영자(CEO)는 "5G 상용화로 2035년까지 약 12조달러(약 1경3600조원)의 경제 유발 효과(누적)가 생길 것"이라고 말하기도 했습니다. 5G는 '5세대 이동통신(5th Generation Mobile Telecommunication)'의 약자로, 휴대폰 전화를 도와주는 통신망(網) 기술입니다. 통신 기술이 어떻게 엄청난 경제적 부(富)를 가져온다는 것일까요.

    현재보다 40배 빠른 5G 등장

    5G는 1세대(1G)부터 진화해온 이동통신 기술입니다. 1G(1세대 이동통신)는 아날로그 통신입니다. 1980년대 벽돌 크기의 단말기로 전화통화만 됐던 시절입니다. 문자는 못 보냈고 음성 통화만 가능했습니다. 이를 확 바꾼 게 디지털 기술을 탑재한 2G입니다. 1990년대 SK텔레콤·신세기통신(현 SK텔레콤)과 KTF·한솔PCS(현 KT), LG텔레콤(현 LG유플러스)과 같은 통신 업체가 우후죽순으로 생겨났고 휴대폰이 일상화됐습니다. '0'과 '1'이라는 디지털 신호로 통화를 했기 때문에 통화 품질이 훨씬 좋아졌습니다.

    2000년대 등장한 3세대는 데이터 시대로 진입했습니다. 예전에는 휴대폰에서 음성과 문자를 보냈는데, 3G는 훨씬 데이터양이 많은 '영상 신호'를 보낼 수 있었습니다. 영상 통화 시대가 열렸습니다. 해외 로밍도 편해졌습니다. 현재는 4G 시대로, LTE(Long Term Evolution)라는 기술을 쓰고 있습니다. 최고 속도가 초당 1기가비트(Gb)로, 영화 1편을 5.6초에 다운로드받습니다. 롱텀에볼루션(오랜 기간 동안 진행되는 진화)이라는 이름처럼 도입 이후 조금씩 통신 속도를 높이고 있습니다. 지금도 '주파수 대역폭(통신망의 고속도로)'이 더 늘어나면 속도가 더 빨라집니다.

    지난 4월 도쿄에서 한 여성이 VR 기기를 활용해 하늘을 나는 운동기기를 체험하고 있다.
    ▲ 상하좌우로 고개를 돌리면 현실 환경과 똑같은 화면이 눈에 보이는 가상현실(VR) 기술은 앞으로 5세대 이동통신(5G)과 만나면 우리 일상생활로 들어온다. 가상현실 콘텐츠는 스마트폰 동영상보다 데이터양이 수십배 많아, 현재 이동통신(LTE)으로는 실시간 전송이 어렵고 현재보다 40배 빠른 5G 기술로는 가능하다. 지난 4월 도쿄에서 한 여성이 VR 기기를 활용해 하늘을 나는 운동기기를 체험하고 있다. /블룸버그
    5G는 LTE보다 통신 속도가 40배나 빠릅니다. '통신 속도가 빠르다'는 말에는 '잘 끊기지 않고 지체 시간이 짧다', '한꺼번에 많은 기기와 통신할 수 있다'는 뜻도 포함돼있습니다. 여기에 주파수의 대역폭도 LTE보다 100배 커집니다. 고속도로에 비유하면 4G가 1차선 도로라면 5G는 100차선 고속도로입니다. 차로가 100배나 늘어나니 데이터(자동차)가 막힐 일이 없습니다. 데이터 운송 중에 끊길 일이 적어지는 것이죠. 초대형 트럭이 등장해 한꺼번에 10차선을 점유해 달려도 아무 문제가 발생하지 않습니다. 이 5G 통신에서는 현재보다 데이터양이 4배 이상 많은 초고화질 영화도 단 0.5초 만에 다운로드받을 수 있습니다. 통신 기지국의 반경 1㎞에 100만개의 기기들이 동시 접속해 데이터를 주고받을 수 있습니다.

    로봇·사물인터넷·VR·스마트가전… 모든 기기를 통신망에 연결

    사물인터넷, 자율주행차, 인공지능 로봇, 스마트 가전 등 첨단 기기들은 모두 통신망에 연결된 '커넥티드 디바이스(Connected Device)'입니다. 인터넷에 연결돼 있어야 각종 정보를 다운로드받거나 원격으로 조정할 수 있습니다. 5G는 이런 미래 첨단 기기들을 위한 기반 통신망입니다.

    집 밖에서 스마트폰으로 현관문을 잠그거나 가스레인지 불을 끄고 거실등을 켜는 사물인터넷(IoT)이 가능해지려면 이런 현관문·가스레인지·조명 등이 모두 통신망에 접속돼 있어야 합니다. 앞으로 수천만 대의 스마트폰뿐만 아니라, 수억 대의 사물인터넷 기기들이 통신망 고속도로에 올라탈 것입니다.

    자율주행차는 5G 없이는 상용화가 불가능합니다. 예컨대 원거리에 있는 자율주행차에 현재 통신 기술인 LTE로 정지 신호를 보낸다면 100분의 1초가량이 걸립니다. 상당히 빨라 보이지만 시속 100㎞로 달렸다면 차가 정지 때까지 30㎝를 움직이기 때문에 안전을 장담하기 어렵습니다. 5G는 LTE보다 40배가량 빨라, 이론적으로 1㎝ 이내에서 차량을 세울 수 있습니다. 무인 공장 내 인공지능 로봇은 빠른 신호 처리로 작동 오류에 따른 사고를 줄일 수 있습니다.

    내년 열리는 평창 동계올림픽에서는 5G 시범 서비스가 등장합니다. 동계올림픽 경기장에 5G 통신이 가능한 카메라 100대 이상을 설치한 뒤 실시간으로 엄청난 분량의 동영상을 전송합니다. 예컨대 아이스하키 경기를 볼 때 시청자들은 공격수가 수비를 제치고 골을 넣는 장면을 여러 각도에서 취향에 맞춰 볼 수 있습니다. 또 상하좌우를 다 보여주는 가상현실(VR) 기술을 탑재해 마치 현장 관람석에 앉은 것처럼 골이 터졌을 때 주변 관객들의 표정도 볼 수 있습니다. 아예 선수의 시점으로 경기를 느낄 수도 있습니다. 봅슬레이에 초소형 카메라를 부착한 뒤 영상을 실시간으로 전송하면 시청자는 선수와 같은 시점으로 시속 135㎞ 이상으로 달리는 아찔함을 체험할 수 있습니다.

    초고속·초저지연·초연결 특성을 가진 5G는 1차 산업혁명을 이끈 증기기관, 2차 산업혁명을 이끈 전기, 3차 산업혁명을 주도한 인터넷과 같이 4차 산업혁명을 이끄는 기반기술입니다. 4차 산업혁명을 '네트워크 혁명'이라고 부르는 이유입니다.



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    http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2017/06/25/2017062502093.html#csidx03934ea806397f58e21d47c554004d7