실감통신 시대, 미리보는 5G(5세대 이동통신) 세상!

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현재 스마트폰은 우리 생활에 없어선 안 될 필수 아이템으로 여겨지고 있습니다. 2G폰을 쓰는 이용자들이 오히려 생소하게 보일 정도죠. 우리가 일상생활에서 스마트폰을 쓰는 건 당연한 듯한데, 사실 스마트폰이 제대로 보급된 것도 그리 오래되지는 않았습니다. 아이폰의 인기, 갤럭시의 추격, 그리고 LTE로 대표되는 4G 세대의 도래까지, 이동통신의 세계는 근 몇 년간 아주 빠르게 변화를 거듭했고 우리가 채 적응하기도 전에 5G를 맞이할 준비를 하고 있습니다. 4G가 처음 나올 때의 반응을 기억하나요? 3G면 됐지 그렇게 빨라서 어디에 쓰려고? 하지만 어느새 4G는 현재 이동통신의 기준이 되었죠. 2020년부터 상용화될 5G는 단순히 속도만 빨라지는 게 아니라 우리 일상생활에도 큰 변화를 가져다줄 것으로 예상되는데요. 오늘은 5G에 대해 좀 더 자세히 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 



 


하나. 5G란 무엇일까?


5세대 이동통신을 뜻하는 5G는 ‘Fifth generation mobile communications’의 약자입니다. 가장 대표적인 특징은 초고대역 주파수를 이용하여 4G보다 월등히 빠른 속도를 자랑한다는 것인데요. 기존의 4G가 2GHz 이하의 주파수를 사용해왔다면 5G는 28GHz의 주파수를 사용하여, 4G보다 1000배 빠른 최대 100Gbps의 속도를 낼 수 있다고 합니다. 체감속도는 1Gbps인데, 800MB 용량의 영화 한 편을 단 1초에 다운로드할 수 있다고 하죠. 4G에서는 1분 25초 정도가 소요되니 차이가 어마어마하죠? 이러한 빠른 전송 속도는 단순히 인터넷을 빠르게 이용하게 할 뿐만 아니라 많은 서비스를 가능하게 만듭니다. 기존보다 더 많은 기기를 수용할 수도 있고, 언제 어디서나 어느 사물을 통해서든 막힘없이 정보를 공유할 수 있죠. 스마트폰이나 TV로 홀로그램과 초고화질(UHD) 영상을 지연 없이 쉽게 관람할 수 있고요. 우리가 미래세대의 일이라고 생각한 상상들을 실현하는데 5G는 반드시 필요한 기술이라 할 수 있습니다.


국내에선 지난해 SK텔레콤이 분당에 위치한 종합기술원에 ‘5G 글로벌 혁신센터’를 개소하는 등 5G 상용화를 선도하기 위해 여러 노력을 기울이고 있습니다. SK텔레콤은 이 혁신센터를 중심으로, 여러 글로벌 기업들과 기술 제휴 및 시연을 선보이고 있는데요. 노키아와는 초고주파 대역에서 Gbps급 데이터 전송 기술과, 다중 안테나 기술을 결합해 세계에서 처음으로 10Gbps 이상의 속도를 선보였고, 국내 최초로 유선 인프라 5G 기술 시연에 성공한 바 있습니다. 에릭슨과는 2년 전부터 5G 공동연구 및 개발을 위한 양해각서를 체결하여 지금까지 ‘5G 단말-무선망-유선 인프라’ 연동에 필요한 기술을 공동으로 개발하고 있고요. SONY 측과는 초고화질 영상을 실시간으로 주고받는 ‘4K UHD 생방송 시스템’을 개발 중이라고 합니다.




둘. 이동통신 세대별 속도 비교


국내에 1세대 이동통신이 시작된 것은 1984년, 지금으로부터 30여 년 전으로 1세대 이동통신 초기에는 SK텔레콤이 ‘한국 이동통신 서비스’라는 이름으로 차 안에서만 사용이 가능한 휴대폰 서비스를 내놓았습니다. 이후 88년부터 진정한 의미의 이동통신 서비스가 시작되었지만 초기에는 음성 전달만 가능하였고 이마저도 잡음 때문에 선명한 통화품질을 기대하긴 어려웠다고 하네요. 즉, 1세대 이동통신을 한 마디로 정리하자면 ‘아날로그 통신’이라고 표현할 수 있는데요. 변환 과정을 거치지 않고 음성을 아날로그 방식 그대로 전송하던 1세대 이동통신은, 2세대로 접어들면서 혁신적인 변화를 겪게 됩니다. 1996년부터 시작된 2세대 이동통신! 1세대 이동통신과의 가장 큰 차이는, 바로 이 아날로그 방식의 음성을 디지털 신호로 바뀌었다는 점인데요. GSM과 CDMA 방식이 도입되어 보다 깔끔한 통화가 가능해졌고, 문자와 사진 같은 데이터 전송이 가능해졌답니다.





다음으로, 우리가 이동통신을 설명할 때 ‘G’를 붙인 것이 바로 3G 시대부터인데요. 이로써 핸드폰은 단순한 전화기가 아닌 많은 정보를 지닌 모바일 신분증의 성격을 지니게 되었죠. 그리고 등장하게 된 4G는 다운로드 속도 75Mbps, 업로드 속도 37.5Mbps로 빠른 데이터 전송 능력을 선보였는데요. 이후 하나로 사용하던 주파수 대역을 두 개로 늘린 4G-LTE의 등장에 이어, SK텔레콤과 LG유플러스가 다운로드 속도를 두 배로 개선한 LTE-A를 선보이기도 했죠.




셋. 5G와 4G, 무엇이 다를까?


3G에서 4G의 변화가 주파수 대역의 개수가 늘어난 것이라면, 4G에서 5G로의 변화는 수용할 수 있는 주파수의 폭 자체가 크게 늘어났다고 볼 수 있는데요. 같은 양의 데이터를 옮기더라도 한 번에 많이 옮기는 게 가능해졌습니다. 4G의 평균 다운로드 속도가 약 10Mbps라고 하는데 공공장소에서 인터넷 접속이 느리거나 유투브 영상을 보는데 끊기는 일을 경험해보시지 않았나요? 4G의 경우 평균 속도와 우리가 체감하는 속도가 크게 차이 났다는 걸 의미하겠죠.


하지만 5G는 최고속도가 높을 뿐 아니라 체감 속도로 1Gbps로 언제 어디서나 빠른 속도로 인터넷을 즐길 수 있습니다. 뿐만 아니라 5세대에서는 대용량 다중 안테나를 이용함으로써 기존의 1GHz 대역폭을 재사용하는 효과를 얻을 수 있는데요. 기존 이용자 간 간섭은 줄이고 다운로드 품질은 높임으로써 실제 체감 품질은 4세대와 비교할 수 없을 정도로 안정적일 것으로 예상됩니다.












하나. 유비쿼터스 서비스


유비쿼터스는 사용자가 시간과 장소에 구애받지 않고, 자유롭게 네트워크에 접속할 수 있는 정보 통신 환경을 의미합니다. 5G부터는 지금껏 연구자료나 매체에서 자주 언급돼왔던 이 유비쿼터스 서비스가 현실에 더 가깝게 구현될 것으로 예상되는데요. 기존의 무선 접속 기술 가운데 사용자들에게 가장 잘 알려진 기술이 바로 무선랜(Wi-Fi)입니다. 그러나 기존엔 사용자의 이동이나 위치에 따라 서비스가 단절되는 등 불완전한 부분이 많이 있었죠. 5G에서는 이 문제를 해결하기 위해 단말기와 코어 네트워크 장비에서 이기종 무선 접속 기술 간의 핸드오버가 완성될 것으로 보입니다. 최근 북미와 유럽에서 무선랜을 통한 음성 서비스(VoWi-Fi)를 시작했는데요. 이동통신에서 음성 서비스가 기본 서비스로 인식되는 만큼, 무선랜이 단순한 이동통신 데이터 서비스의 보조 기술에서 벗어날 것으로 기대됩니다.




둘. 가상화 & 클라우드 서비스


5G로 가능한 대표적인 서비스에는 가상화와 발전된 클라우드도 포함되는데요. 대표적인 기술로는 ‘T-SDN’와 ‘클라우드 vRAN’이 있습니다. SK텔레콤에서는 지난해 전송망 가상화 기술인 ‘T-SDN(전송망 소프트웨어 정의망)’을 전송망 장비 일부에 적용, 상용화 서비스를 시작했는데요.  ‘T-SDN’은 다양한 제조사 장비로 이뤄진 네트워크 환경에서 최적의 경로를 찾아 트래픽을 관리하는 기술로, 현재 광전송망 장비에 일부 적용됐으며, 올해부터 단계적으로 확대 적용될 예정이라고 합니다. 이러한 네트워크 가상화는 고객 개개인의 맞춤형 네트워크 서비스의 실시간 도입에 꼭 필요한데요. 신규 서비스를 적용하기 위해 수개월이 소요되는 기존 네트워크와 달리 가상화 네트워크에서는 수시간 이면 신규 서비스 도입이 가능해진다고 합니다.


‘클라우드 vRAN’은 기지국별로 이뤄지던 처리 기능을 중앙 집중국에 있는 범용 네트워크 장비에서 통합 처리해 효율성을 극대화하는 기술인데요. SK텔레콤과 글로벌 통신장비업체인 노키아가 함께 개발한 이 기술은 기존의 가상화가 코어망을 가상화하는데 그쳤던 것과 달리 기지국을 포함한 전체 통신망을 클라우드 기반으로 가상화시키는 것이 핵심입니다. 현재도 클라우드에 구현된 네트워크 가상 디스크를 사용하는 이용자들이 많은데요. 급격히 발전하는 가상화 기술로 저장 관리 가능한 자료의 양과 사용 가능한 응용 서비스가 확대될 것으로 전망되는데 새로운 5G에서는 이러한 데이터 양을 수용할 수 있을 것으로 기대됩니다.




셋. 만물인터넷


여러분 혹시 사물인터넷에 대해서 들어보셨나요? 사물인터넷은 생활 속 사물들을 유무선 네트워크로 연결해 정보를 공유하는 환경을 뜻하는데요. 가전제품, 전자기기뿐만 아니라 헬스케어, 스마트카 등 다양한 분야에서 사물을 네트워크로 연결하는 것을 의미합니다. ‘만물인터넷’은 사물인터넷에서 한 발짝 더 나아가 말 그대로 만물이 인터넷에 연결되는 환경을 뜻합니다. 단순히 사물과 연결되는 것뿐만 아니라 모든 사람과 프로세스, 데이터와 클라우드 등이 결합하고 여기에 초고속 통신망과 유비쿼터스 네트워크가 유기적으로 연결된 네트워크를 의미하죠.


과거만 하더라도 이러한 사물인터넷과 만물인터넷을 기술로 볼 것인지 하나의 패러다임으로 볼 것인지 의견이 분분했는데요. 하지만 5G의 상용화와 함께 만물인터넷은 가까운 미래에 현실로 나타날 수 있을 것으로 기대됩니다. 정보통신 기술의 발달로 우리가 다루어야 할 기기는 기하급수적으로 늘어나고 개인별로 PC뿐만 아니라 태블릿과 스마트폰 등 서너 개의 단말기를 사용하는 것이 일상화되었는데요. 앞으로는 상상할 수 없을 정도로 우리가 사용하는 단말기가 늘어날 수도 있겠죠? 하지만 이런 단말기를 효과적으로 관리하기 위해선 그에 따른 폭발적인 데이터의 양을 감당할 수 있는 네트워크 체계가 필요합니다. 5G에서라면 충분히 그 데이터를 수용할 수 있고, 수많은 단말기를 편하게 사용하면서 우리의 삶을 윤택하게 만들어 줄 수 있겠죠?





 

이동통신 세계는 참 빠르게 발전해왔습니다. 음성만을 주고받았던 1G 세대에서 문자뿐만 아니라 사진과 영상을 주고받을 수 있는 것이 당연하게 된 4G 세대도 이제 작별을 준비하고 있는데요. 언젠가는 5G를 넘어서 더 발전된 이동통신 기술이 우리를 찾아오는 날도 오겠죠? 상상만 하던 일들을 현실로 만드는 IT 기술의 발전, 그리고 그 변화를 선도하려는 우리나라 연구진들의 노력에 박수를 보냅니다.

 

 





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