이동통신의 세대 변화 - (1) 1G부터 3G까지

이동통신이란 장소와 상관없이 사용자가 이동하더라도 통신할 수 있도록 하는 무선통신기술이다. 이동통신 기술은 대략 10년 주기로 세대교체가 이루어지고 있다. 각 세대를 1G부터 5G(Generation)로 구분한다. 

 

• 1G(1980년대) : 최초의 상업 이동통신 서비스

1G 휴대폰은 차량용 '카폰' 형태였다. 차량주변에서는 통화가 가능했지만 벗어나면 통신이 되지 않았다. 할당된 주파수 대역을 단말끼리 서로 분할하여 나눠서 사용하는 방식인 FDMA(Frequency Division Multiple Access)를 사용하였다. 단말기를 통해 주로 통화를 했기 때문에, 음성 신호를 주파수만 변환하여 아날로그 신호로 전달하는 FM(Frequency Modulation) 방식을 사용하였다. 인접 주파수 간섭으로 인해 보호대역(Guard band)이 필수이기에 비효율적이며 주파수 자원을 점유하여 사용하기 때문에 데이터 전송 속도도 느리다.  

 

• 2G(1990년대) : 기존 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 진화

통화만 가능했던 1G와 달리 2G에서는 메시지와 같은 데이터 전송이 가능했으며, 1G보다 통화 품질도 개선되었다. 2G의 이동통신 규격은 TDMA(Time Division Multiple Access)을 사용한 GSM, CDMA(Code Division Multiple Access)이 있다. 우리나라는 CDMA를 상용화하여 사용하였는데, CDMA는 단말기끼리 주파수 대역을 나눌 필요가 없이 직교성 코드(Spreading code)를 데이터에 할당하여 모든 주파수 대역을 같이 사용할 수 있게 하는 기술이다. 하지만 국가 간 그리고 사업자 간 통신 방식 및 주파수 차이에 따른 원활한 로밍이 어렵다는 단점이 있었다. 

 

• 3G(2000년대) : 이동통신 시스템의 최초의 국제 표준화 시도(IMT-2000)

최초의 단일 주파수 대역을 기반으로 국제적 로밍을 목표로 하는 IMT-2000의 상용화와 함께 모바일 멀티미디어의 시대가 시작되었다. ITU(International Telecom Union)은 2.1GHz 부근의 Band를 국제 이동통신 표준 주파수 대역으로 지정하여 무선 접속 방식에 대한 국제 표준화를 시도하였다. 당시 이동통신 기술은 CDMA를 기반으로 하는 유럽의 비동기 방식의 W-CDMA, 북미를 중심으로 한 동기 방식의 퀄컴의 CDMA2000 기술이 대등한 세력을 유지하고 있었다. IMT-2000은 2개 모두를 국제 표준으로 채택하였으나, 3GPP를 중심으로 하는 3세대 이동통신 기술이 시장에서 채택되는 비율이 높아졌다.

 

동기(Synchronization) 방식 이란, 정보를 보내는 사람의 송신 시각을 정확하게 추정하는 기능이다.  CDMA2000의 경우, 동일한 코드를 사용하면서 시작점을 다르게 하는 방법을 사용하였다. GPS 위성을 사용하여 기지국을 구별하였으며, 동일한 코드를 이용하므로 항상 모든 기지국이 동일한 시간을 기준점으로 가지고 있었다. 

 

비동기(Non-Synchronization) 방식은 GPS 위성을 사용하지 않으며, 동일한 코드도 사용하지 않는다. 각 기지국은 단말기의 데이터 수신시간을 알려주기 위해 모든 기지국이 사용하는 특수코드를 전송한다. 글로벌 로밍의 경우는 비동기 방식이 유리하다.