5세대 이동 통신

개요

5세대 이동 통신(5G, fifth generation technology standard)은 2018년부터 본격적으로 채택된 차세대 무선 네트워크 기술이다. 5G는 26 GHz, 28 GHz, 38 GHz, 60 GHz 등 고주파 대역의 밀리미터파(millimeter wave, mmWave)를 활용하여, 기존 세대보다 획기적으로 빠른 속도와 짧은 지연(latency)을 제공한다.

5G의 주요 표준은 2017년 12월 발표된 3GPP Release 15에 기반을 두고 있다. 일부에서는 더 엄격한 규격인 ITU IMT-2020 표준을 5G의 기준으로 보기도 한다. 이는 특히 초고속 통신을 요구하는 고주파수 대역을 중심으로 정의된다.

5G 초기 상용화는 미국의 Verizon이 주도했다. 2015년 말 Verizon은 5G Technology Forum (5GTF)을 설립하여 규격 개발을 시작했으며, 한국의 KT, SK텔레콤과 일본의 NTT Docomo가 참여했다. 5GTF는 초기 고정형(FWA, Fixed Wireless Access) 서비스를 위한 비이동성(Non-Mobility) 규격을 발표하고, 2017년 2월 Verizon은 5G CPE(Customer Premises Equipment) 시범 서비스를 개시했다.

세계 최초로 이동통신 기반 5G 상용화를 이룬 국가는 대한민국이며, 2018년 12월 1일, KT, SK텔레콤, LG유플러스가 5G 네트워크를 공식 개통했다.

5G 기술

5G는 기존 세대와 다른 혁신적인 기술을 적용하여 고속성, 초저지연성, 대량 접속성을 실현한다.

작은 셀 (Small Cells)

• 밀리미터파(mmWave)는 전파 도달 거리가 짧고 장애물에 약하기 때문에, 많은 수의 소형 기지국(Small Cells)이 필요하다.
• 작은 셀은 도시 밀집 지역, 스타디움, 실내 등에서 고속 통신을 가능하게 한다.

빔 포밍 (Beamforming)

• 신호를 넓게 퍼뜨리는 대신, 특정 방향으로 집중해서 전송하는 기술이다.
• 수신 단말기에 맞춰 전파를 집중시킴으로써 신호 강도 향상 및 간섭 최소화가 가능하다.
• Massive MIMO (Massive Multiple Input Multiple Output) 기술과 결합하여 더욱 효율적인 데이터 전송을 지원한다.

5G 네트워크 구축

5G 네트워크 구축은 다음의 주요 요소로 구성된다:

• NSA(Non-Standalone) 모드: 기존 4G LTE 네트워크를 기반으로 5G를 덧붙이는 초기 단계
• SA(Standalone) 모드: 5G 전용 코어망과 무선망을 모두 갖춘 완전한 5G 네트워크
• 기지국 밀집화: 커버리지 확보를 위해 다수의 소형 기지국 설치
• 에지 컴퓨팅(Edge Computing): 사용자 단말기 근처에서 데이터 처리하여 초저지연 실현

나라별 현황

미국

• Verizon, AT&T, T-Mobile이 5G 네트워크를 전국적으로 확장 중
• mmWave와 Sub-6GHz 대역을 병행 사용
• 5G 기반 FWA(고정형 무선 인터넷) 서비스도 활성화

중국

• 중국이동(China Mobile), 차이나유니콤(China Unicom), 차이나텔레콤(China Telecom)이 대규모 투자를 진행
• 세계 최대 규모의 5G 가입자와 기지국 수 보유
• 정부 주도 하에 5G 산업 육성

한국

• 2018년 12월 세계 최초 5G 상용화
• SK텔레콤, KT, LG유플러스가 주요 사업자
• 초기에는 기업용(B2B) 중심 서비스(스마트 팩토리, 원격 의료 등)도 추진
• 28 GHz 대역 활성화에는 다소 난항

영국

• EE, Vodafone, Three UK 등이 5G 서비스를 제공
• 주로 Sub-6GHz 대역 사용
• 런던, 버밍엄, 맨체스터 등 주요 도시 중심으로 확대

일본

• NTT Docomo, SoftBank, KDDI, Rakuten Mobile이 5G 상용화
• 2020년 도쿄 올림픽을 계기로 5G 인프라 확대
• mmWave 상용화는 상대적으로 늦은 편