5G란 무엇인가?

5G는 이동통신의 규격이다. 즉, 모든 통신 관련 인프라를 제공하는 회사들이 이 규격에 맞추어 장비를 만들어야 한다. 예를 들어, 전화기, Core network 장비, Radio network 장비 회사들의 각 기기간의 통신이 가능하기 위해서는 4G, 5G와 같은 통신 규격에 맞추어 장비를 설계해야 한다.

 

ITU(International Telecommunication Union)이라는 국제 전기통신연합에서 3G, 4G, 5G 등의 Requirement를 만든다. 그러면 3GPP(3rd Generation Partnership Project), IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 등에서 해당 Requirement에 맞춰 Standard를 만들고 ITU에 심사를 요청하여 확정하는 프로세스를 거친다.

4G와 5G의 차이점

4G에 대해 간단하게 언급하자면, 현재 사용자들이 많이 사용하는 LTE는 엄밀히 말하면 LTE-advanced이다. 초기 LTE는 IMT-advanced (=LTE-advanced) requirement를 충족하지 못했으며 3.9G로 불렸으며, 3GPP의 Release 8을 기반으로 하고 있다. 그 후, 2011년에 Release 10을 기반으로 한 LTE-Advanced가 등장하게 되었다.

 

5G의 정식명칭은 'IMT-2020'으로, 2015년에 확정되었다. 우리가 흔히 알고 있는 4G, 5G와 같은 명칭은 이동통신 시장에서 사용하는 마케팅 용어이다. 4G(LTE, Long Term Evolution)와 5G의 차이는 속도에서만 나타나는 것이 아니다. 5G가 새로 등장하면 위에서 언급했던 requirement가 새롭게 만들어진다. 즉, 4G와 5G는 만족해야 하는 requirement의 요구 사항부터 완전히 다르다. ITU는 IMT-2020 핵심 기술의 성능 요구 사항 8가지를 선정하였다.

 

• Peak data rate(20 Gbps) : 최대 전송속도, 통신망에 하나의 유저만 있을 때, 얼마나 성능을 낼 수 있는지
• User experienced data rate(100 Mbps) : 사용자 체감 전송 속도
• Spectrum efficiency (LTE대비 3배): 주파수 효율 
• Mobility(500 km/h) : 이동 속도, 안정적으로 통신할 수 있는 최대 속도
• Latency(1 ms) : 전송 지연 속도
• Connection density(100 기기수/㎢) : 최대 기기 연결수, 면적당 얼마나 많은 Device가 있을 수 있는지
• Network energy efficiency(LTE 대비 100배) : 네트워크 에너지 효율
• Area traffic capacity(10 Mbps/㎡) : 면적당 데이터 처리 용량, 면적당 Data가 얼마나 reliable 한 지

 

 

Spectrum은 Radio에서 쓸 수 있는 유한한 resource이다. Spectrum은 간섭이 있기 때문에 원하는 대역을 마음대로 쓸 수 없기 때문이다. 따라서 정부에서 Spectrum을 관리하고, 통신사에서 주파수를 구매하여 특정 기간 동안 낙찰받은 주파수 대역을 사용하게 된다. 공공자원이기에 얼마나 spectrum을 효율적으로 사용해 Capacity를 높이는지가 경쟁력이 된다. (Capacity란, 유한한 Area에서 동시에 처리할 수 있는 데이터의 양이다.) 4G 대비 5G의 특징을 한 줄 요약하자면, high speed, Less delay, High efficiency(Energy & Spectrum), High Reliability, High capacity이다. 

다양한 USE CASE

Use case는 5G를 활용할 수 있는 다양한 서비스이며, 통신사와 같은 operator들이 5G를 활용하여 어떻게 영업이익을 올리기 위해 고려해야 하는 가장 중요한 부분이다. 4G에서는 Youtube가 메인 Use case였으며, 5G에서는 크게 세 개의 Case로 나뉜다. 3가지의 Case를 5G가 커버하지만 각 Case에 따라 5G의 성능 요구 사항과 디테일한 기술은 달라진다. 

 

 

• eMBB(enhanced Mobile BroadBand, 향상된 모바일 브로드밴드) : 광역 커버리지, 끊김 없는 서비스
• URLLC(Ultra Reliable and Low Latency Communication, 초고신뢰·저지연 통신) : 자율 주행, 원격진료 등
• mMTC(massive Machine Type Communication, 대규모 사물 통신) :  디바이스들 간의 통신