[대한민국 희망 프로젝트] <525> 5G 이동통신

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5세대(5G) 이동통신은 지능정보기술과 함께 4차 산업혁명 근간이 될 기술로 꼽힙니다. 증기기관, 전기, 인터넷·컴퓨터가 각가 1·2·3차 산업혁명을 이끌었다면 4차 산업혁명은 5G를 기반으로 한 새로운 기술과 서비스가 중심이 될 전망입니다.

우리나라가 정보통신기술(ICT) 강국으로 발돋움하는 과정에서 통신은 핵심 역할을 담당했습니다. 특히 3세대(3G)와 4세대(4G) 이동통신은 우리 기업이 세계 시장을 선도하며 국가 위상을 높였습니다. 우리나라는 5G 시대에도 기술 경쟁력을 확보, 시장 선점을 위해 산·학·연·관이 노력하고 있습니다. 특히 내년 2월에 평창 동계올림픽에서 세계 최초로 5G 시범서비스를 선보이고, 2019년에 가장 먼저 5G 서비스를 상용화한다는 목표입니다. 4차 산업혁명 선도국, ICT 강국의 입지 강화가 5G에 달려 있다고 해도 과언이 아닙니다.

Q:1G~5G 이동통신 기술은 어떻게 다른가요?

A:5G를 한마디로 정의하는 용어는 아직 없습니다. 국제 표준화가 마무리되지 않았기 때문이죠. 그래서 통신업계는 2014년 초기에 5G를 'LTE보다 1000배 빠른 이동통신 기술'로 부르기도 했습니다. 그만큼 빠르다는 의미죠.

국제전기통신연합(ITU)이 2015년 5G 정식 명칭을 'IMT-2020'으로 정의하고 8대 성능 비전을 정의하면서 5G에 대한 윤곽이 드러나기 시작했습니다. ITU는 최대 다운로드 속도 20Gbps, 최대 기기연결수 100만개/㎢, 전송지연시간 0.001초 등 8대 성능을 비전으로 제시했습니다. 이 정도 성능이면 5G라고 말할 수 있다는 의미죠.

과거 이동통신 기술과 비교하면 5G의 차이를 더 분명하게 알 수 있습니다. 1G는 음성통화만 가능한 아날로그 통신 기술입니다. 디지털로 전환된 2G에 가서 문자 서비스가 가능해졌습니다.

정식 명칭이 IMT-2000인 3G는 최초로 Mbps 시대를 열었습니다. 속도가 빨라지면서 인터넷, 영상통화, 멀티미디어 메시징 서비스(MMS)가 가능해졌습니다. 4G(IMT-Advanced)는 3G보다 더 빠른 속도로 스트리밍 동영상 시청 등 다양한 멀티미디어 서비스를 가능하게 했습니다.

4G를 위해 개발된 여러 서비스 중 대표 기술이 바로 롱텀에벌루션(LTE)이죠. LTE 표준화 당시 ITU는 최저 100Mbps 속도를 보장해야 한다고 정의했습니다. 5G 속도 비전이 20Gbps니까 5G는 LTE보다 200배 정도 빠르다고 할 수 있습니다. 20Gbps는 2.5GB 영화 1편을 1초에 다운로드할 수 있는 속도입니다.

5G는 단순히 속도뿐만 아니라 초저지연과 다량접속 등 기능을 앞세워 한층 진화한 서비스를 경험할 수 있을 것으로 전망됩니다.

Q:5G로 어떤 서비스가 가능해지나요?

A:5G는 가상·증강현실(VR·AR), 홀로그램, 자율주행차, 커넥티드카, 실감미디어, 사물인터넷(IoT) 등에 폭넓게 적용돼 기존엔 볼 수 없던 산업과 서비스를 출현시킬 것으로 예상됩니다.

게임뿐만 아니라 의료, 건설, 스포츠 등 산업 다방면에 사용될 VR는 5G가 필요한 대표 분야입니다. 현실과 차이가 없는 VR를 만들기 위해서는 짧은 시간에 더 많은 데이터를 끊어짐 없이 전송해야 합니다. 기존 LTE로는 어렵기 때문에 5G 같은 고속 이동통신 기술이 필수입니다.

자율주행차도 5G 없이는 상용화가 어렵습니다. 고속 주행 중에 관제센터, 주변 사물과 끊임없이 무선통신을 주고받아야 하기 때문입니다. 갑자기 다른 차가 끼어들었을 때 급정거를 하기 위해서도 끊어짐 없는 고속 통신이 필요합니다.

5G로 가능한 서비스와 달라질 사회상을 미리 엿볼 수 있는 자리가 내년 2월 평창 동계올림픽입니다. 평창 동계올림픽 공식 후원사인 KT는 초고화질 영상을 실시간 전송하는 싱크 뷰, 여러 각도로 경기 장면을 보여주는 타임 슬라이스를 비롯한 5G 기반 4대 실감미디어를 선보일 계획입니다.

5G는 서비스뿐만 아니라 산업 간 융합에도 큰 역할을 담당할 전망입니다. 건설·자동차·에너지 등 기존 산업과 결합, 신규 산업 발전과 일자리 창출에도 이바지할 것으로 기대됩니다.

Q:국내외 5G 개발 현황은 어떤가요?

A:세계 각국과 기업은 5G 기술 개발과 세계 최초 상용화를 위해 치열한 경쟁을 펼치고 있습니다. 우리나라를 비롯한 일본·중국 등 아시아 3국과 미국, 유럽이 서로 협력과 경쟁을 하며 5G 기술을 개발하고 있습니다.

일본은 2020년 도쿄 올림픽에서 세계 최초로 5G 상용 서비스를 선보이겠다는 각오를 다지고 있습니다. ITU가 5G 국제 표준화를 최종 승인하는 시점이 2020년 초이기 때문에 일정상 다른 나라보다 유리하다는 판단입니다.

우리나라는 시장 선점을 위해 이보다 앞서 2019년 상용화를 목표로 하고 있습니다. 사실상 국제 표준을 만드는 민간 표준화 단체 3GPP가 내년 6월 1차 5G 표준 규격을 완성하기 때문입니다. 이 표준을 기반으로 기술과 장비를 개발해 2019년 상용 서비스를 시작하고, 우리가 사용한 표준을 ITU가 국제 표준으로 승인할 수 있도록 노력한다는 방침입니다.

이를 위해서는 정부와 연구기관, 대학, 통신사, 장비 제조사 등 국가 차원의 협력이 중요합니다. 미래창조과학부는 민·관 합동 5G 전략추진위원회를 중심으로 '대한민국 5G 표준' 개발에 착수했습니다. 칩과 장비 제조사가 개발하는 세계 기술, 3GPP 규격 등을 망라하는 표준이 될 전망입니다.

5G가 상용화된다고 해서 통신 기술이 전면 바뀌는 것은 아닙니다. 5G는 전파 도달거리가 짧은 고주파 대역을 쓰기 때문에 이를 보완하기 위해 당분간 LTE를 함께 사용할 예정입니다. 도심 지역은 5G를 쓰고 시외 지역은 LTE를 병행 사용하는 방식이 한동안 이어질 것으로 보입니다.

주최:전자신문 후원:교육부·한국교육학술정보원

안호천 통신방송 전문기자 hcan@etnews.com

<관련도서>

[대한민국 희망 프로젝트] &lt;525&gt; 5G 이동통신

◇'5G방송통신기술사업화전략분석' 첨단신기술정보분석연구회 지음. 진한엠앤비 펴냄

4차 산업혁명을 주도하는 5G, 인공지능(AI), 로봇기술, 생명과학 관련 산·학·연의 활동에 초점을 맞췄다. 세계적으로 시작된 4차 산업혁명에서는 로봇이나 AI를 통해 실제와 가상이 통합돼 사물을 자동적, 지능적으로 제어할 수 있는 가상 물리 시스템의 구축이 기대된다. 4차 산업혁명을 이해하고자 노력하는 독자, 산업에 종사하는 사람, 정책·법제도·표준화에 종사하는 사람, 신사업을 기획하는 사람에게 도움을 주기 위한 책이다.

[대한민국 희망 프로젝트] &lt;525&gt; 5G 이동통신

◇'WCDMA, LTE, 5G' 김달수 지음. 문운당 펴냄

3세대(3G) 대표 기술인 와이드밴드코드분할다중접속(WCDMA)부터 4G 대표 기술인 롱텀에벌루션(LTE), 5세대(5G)까지 각 기술의 개요 및 이동통신 발전 과정을 다룬다. 총 9개 장으로 이뤄졌다. 4G LTE의 LTE-어드밴스트(LTE-A) 기술, 주파수 경매, 기지국 구성, 각종 코드, 직교주파수분할(OFDM), 광중계기, 5G 시대 통신환경 등 통신 전반에 걸친 내용을 담았다. 저자는 이동통신 분야의 취업이 늘면서 이 분야를 외면하고는 학생이 취업하기 어려운 상황을 인식했다고 집필 계기를 밝혔다.