이동 통신 세대 이해하기

1. 이동통신 기술 진화의 당위성

  우리나라에서는 1996년 세계 최초의 CDMA 상용화를 시작하으로 음성서비스를 지원했다. 10여년 동안은 음성서비스만 지원하지만, 관련 기술은 진화하지 않았다. 서비스의 진화가 기술의 진화를 가져온다. 가정에서만 하던 인터넷을 이동 중에도 하게끔 기술의 진화가 필요했다. 그러한 불편울 개선하고자 무선인터넷 서비스가 시작되었고, IS95B, CDMA2000을 거쳐 EVDO, HSDPA, HSPA, 그리고 4세대인 LTE와 5세대인 NR(New Radio)로 이어졌다. 6세대에 대한 연구 및 규격이 만들어지고 있다. 

 

고속 인터넷은 두가지 점에서 사용자에게 이점을 준다. 속도 면에서 빠르게 하면서, 사용량에 따라 과금을 낮춰주는 효과를 가진다. 최대속도 만큼 한사람이 모두를 사용하면 그 사람은 빠르게 사용할 수 있지만, 시스템을 혼자 사용하기 때문에 과금이 엄청 비싸지게 된다. 그러므로 처리 용량과 동시에 속도가 높아지면 사용자에게 평균 과금을 낮출 수 있게 된다.

 

결국 속도와 용량을 높일 수 있는 코딩의 발견과 구현해 낼 수 있는 기술의 발전이 있어야 했다. 기술을 발전사를 보다.

2. 이동통신 기술의 세대별 기술 발전

기술 발전을 세대별로 구분하면, 아날로그 방식의 1세대, 디지털 방식 중 TDMA, CDMA 인 2세대로 구분한다. EVDO, WCDMA 등 IMS-2000은 3세대로 구준한다.

 

이동통신 기술의 세대별

1) 1세대 이동통신 

   1세대는 아날로그 방식으로 미국의 AMPS을 이용하였고, 미국의 AT&T 모토로라가 1982에 상용서비스를 시작하였다. 서비스 지역을 작은 셀로 나누고 저출력의 주차수 대역을 사용하여 서비스를 제공하던 셀룰라 개념의 이동통신 시스템이다. 

2) 2세대 이동통신

 2세대는 디지털 방식으로 유럽에서 시작된 GSM, 미국의 TDMA, 그리고 CDMA방식 등이 대표적이다. 미국에서는 1세대인 아날로그 AMPS에서 디지털화가 이루어진 TDMA방식과 퀄컴사의 주도에 의해 개발된 CDMA이 주를 이룬다.

3) 3세대 이동통신

3세대 이동 통신의 시작은 새로운 단체인 3GPP와 3GPP2 그룹이 결성되어 3세대 이동통신을 개발하게 된다. 비동기식인 WCDMA와 동기식인 CDMA 및 EVDO가 개발된다. 이때부터 제대로된 무선인터넷이 보급되기 시작한다. 아이폰과 삼성 갤력시가 스마트폰을 출시한다. VOD, 음원 서비스가 시작되고, 모바일 게임도 본격적으로 시작된다. WCDMA의 광범위한 채택으로 로밍 서비스도 쉽게 할수 있게 되었다. 

킬러앱들은 아마도 SNS 기반의 페이스북, 트워터, 카카오톡 등 메신저 및 간단한 영상을 제공하는 서비스들이었다. 

온라인 쇼핑 시작도 인터넷의 범위를 넘어 더 강하게 되었다.

4) 4세대 이동통신

4세대는 이동통신은 다양한 무선접속과 유무선 통합 그리고 3세대 보다 10배 빠른 속도를 목표로 시작되었다. 3GPP에서는 LTE, 3GPP2에서는 UMB를 두 기술 모두 OFDM를 기반으로 개발 되었다. 결국 3GPP2의 대표 주자였던 Verizon이 LTE를 선택함으로써, 3GPP2 그룹의 기반이 없어지면서, 현대는 3GPP로 모두 합쳐졌고, 4세대 통신은 LTE로 통합되었다.

 

서비스 면에서는 스마트폰의 본격적 판매와 더불어 획기적인 속도 개선과 요금 하향으로 대중적으로 유뷰브와 넷플릭스 등과 같은 VOD가 광범위하게 이용되었다. 모바일 게임도 기존 PC게임이나 콘솔 게임 시장보다 더 크지게 되었다. 

 

빠른 속도에 힘입어 고화질 영상의 전송이 용의해짐에 따라 고화질 스마트폰 개발도 되었고, 전송 속도도 안정화 되었다. 

 

5) 5세대 이동통신

엄청 요란했던 5세대 NR 통신, 코딩 기술은 여전히 OFDM을 4세대와 같이 사용하고 있으나, FR1, FR2 RADIO 채널 대역을 6GHz와 28GHz 대역으로 확장하면서 대역을 크게 사용할 수 있어서 속도를 더 할당할 수 있다. 그러나 주파수 대역이 높다 보니 주파수 파장이 짧아지고 그로 인해 직진성이 강하고 회절이 없다보니 성능에 문제가 발생할 소지가 있다. 6G대역은 큰 문제가 없어 LTE+NR로 ENDC 타입으로 잘 서비스를 하고 있으나, FR2로을 확장이 생각보다 아주 더디다. 

 

그리고 킬러 앱 부제로 속도를 더 높어야 하는 욕구가 부족한 것 같다. VR이나 AR등의 가상화 서비스는 욕구도 약하고 컨텐츠도 부족하여 서비스에 제한이 많다. 

자동차나 공장자동화에서의 5G 시스템의 요구사항이 더 크져야만 획기적으로 서비스가 늘어날 것으로 보이나 아직도 미진한 상태이다.

6) 6세대 이동통신

인공 위성 시대?. 위성 통신 시스템 도입: 기지국을 활용했던 5G 이하의 기술과 달리 6G부터는 인공위성을 사용한다. 따라서 6G가 도입되면 그동안 일반적인 이동통신의 사각지대로 여겨졌던 해상과 항공에서의 자유로운 통신이 가능해진다. 또한 해외에서 로밍이 필요없게 된다고 하며, 수중 통신이 가능하게 된다. 

스펙 정의는 아래와 같이 정해 지고 있다. 

1테라비트급(1Tbps) 전송 속도: 5G의 기가비트급(Gbps) 속도보다 훨씬 더 빠르며 영화 한 편을 다운받는데 몇 초밖에 걸리지 않는다.
짧은 전송 지연: 5G보다 전송 지연[1]이 무선 기준 0.1ms로 낮아진다.
넓은 서비스 거리: 최대 10km까지 서비스 지역 거리가 확대된다.
높은 신뢰성: 5G의 보안 취약을 감안하여 강력한 보안기술이 기본 적용된다.