5G 란?
5G는 5세대 이동통신의 줄임말로서 2017년 2월 국제 표준화 단체 3GPP(3rd Generation Partnership Project, 이하 3GPP)는 5G의 브랜드명을 ‘5G’로 공식 확정했다 . 5G 의 공 식 명칭은 국 제 전 기 통 신 연 합 (International Telecommunication Union, 이하 ITU)의 전파통신총회에서 승인된 ‘IMT2020’으로, 기존 통신(4G) 대비 20배 빠른 초고속(1 → 20Gbps), 10배 많은 초연결(0.1 → 1/m2 ), 10배 짧은 저지연(10 → 1ms) 기술을 의미한다. 5G 이전의 이동통신 기술이 전송 속도에 초점을 맞췄던 것과 달리 5G는 전송속도 뿐만 아니라 지연시간, 연결밀도, 에너지 효율 등 13개의 핵심 기술을 선정하여 이에 대한 성능 수준을 정의하고 있다.
5G 등장배경
1984년 아날로그 이동통신의 상용화로 시작된 이동통신은 사용자로부터 기존 기술로 지원하기 어려운 서비스 요구가 있거나 신기술을 적용한 시스템이 새로운 가치를 창출할 수 있을 것으로 판단될 경우, 다음 세대로 진화하기 위한 프로세스를 밟아왔다. 1990년대 2G, 2000년대 3G, 2010년대의 4G를 거쳐 10년 주기로 진화한 이동통신은 2020년 5G의 상용화를 앞두고 있다. 2020년에는 전 세계 인구의 70%가 스마트폰을 사용하고 500억 개의 단말기가 연결될 것이며, 모바일 데이터 트래픽은 55% 이상 증가할 전망이다. 또한, 이 같이 거스를 수 없는 변화 외에도 실시간 처리와 대응이 중요한 자율주행차나 스마트 도시, 스마트 공장을 위해서는 지연현상(Latency)을 해소하고 높은 수준의 데이터 처리용량을 제공하는 통신 기술의 필요성이 증대됨에 따라 5G가 등장하게 되었다.
5G 비전
- 5G 서비스 비전
2020년 이후의 통신은 한마디로 ‘초공간실감 지식서 비스’로 그 비전을 정의하고 있다. 이는 사람 간 정보 전달 중심의 이동통신을 넘어 사물 통신과의 융합, 단말 의 지능화 및 콘텐트의 고도화를 통한 지식 통신 서비스 제공하는 것으로, 사용자 주변의 가용한 모든 통신 자원 과 지능화된 네트워크 기능을 통하여, 물리적이고 공간 적인 이질감을 극복하여 사용자에게 실재감과 현장감을 제공하는 것이다. 2020년 이후는 스마트 IT 환경을 활용한 스마트 혁명 시대가 될 것으로 예측되며, 개인 생활, 기업 활동, 국가 인프라의 큰 변화가 있을 것이다. 혁신적인 차세대 모바일 인프라를 통해 대량 지식 유통 및 예측이 제공될 것이다.
- 5G 네트워크 비전
◦2020년 이후의 5G 네트워크는 초대량의 트래픽 처 리, 다양하고 수많은 단말 지원, 그리고 ‘초공간실감 지 식서비스’ 수용이 가능하게 하기 위해, 다음의 5가지를 축으
로 하고, 효율성, 자율성, 경제성 등이 강조된 구조 가 될 것으로 예견된다.
◦네트워크 기능의 가상화: 복수의 다양한 운영관리 환경에서, 각종 컴퓨팅 자원과 네트워크 기능을 가 상화해 저비용이며 효율적으로 네트워크를 운용함.
◦네트워크 기능의 모듈화: 각종 네트워크 기능을 포 괄적이고 자족적인 빌딩 블록으로 분리하여 모듈화 함으로써, 전체 네트워크 시스템의 운용 및 관리 효 율성을 제고
함.
◦인지적인 네트워크 운용: 복수의 가용한 접속 및 다 양한 라우팅 경로 환경에서, 인지적이고 능동적인 조건 및 지식을 기반으로 단말 간 직접 통신을 고려함.
◦콘텐츠 지향 네트워킹 매커니즘: 급증하는 콘텐츠 트래픽 처리와 서비스 보급/전달을 용이하게 하는 네트워킹 매커니즘을 고려함.
◦자율적이고 분산적인 ad-hoc 네트워크의 배치: 참 신한 응용을 제공하고 서비스를 코어 기반에서 적 용 가능한 로컬 네트워크로 분산시키기 위하여, 각 종 형태의 무선
네트워크(예: mesh, ad-hoc, sensor 등)를 전진 배치함.
4G vs 5G
5G 기술적 특징
◦5G 이동통신은 주파수 및 네트워크 자원의 효율적 활용이 가능하도록 유연한 구조를 채택
◦네트워크 슬라이싱
◦물리적으로 하나인 네트워크 상에서 논리적으로 분리된 네트워크를 만들어 서로 다른 특성을 갖는 다양한 서비스들에 대해 각 서비스에 특화된 네트워크를 제공하는 기술
◦Massive MIMO
◦수십 개 이상의 안테나를 사용하는 다중입출력 기술(MIMO, Multi Input Multi Output)을 사용하여 기지국 용량을 향상시킴으로써 대용량 데이터를 고속으로 전송 MIMO
특징 내용 공간다중화 다수의 송신 안테나를 통해 여러 개의 정보를 동시에 전송하여 전송속도를 향상시킴 공간다양화 다수의 송신 안테나로 동일한 정보를 여러 번
전송함으로써 데이터 오류를 최소화 빔포밍 원하는 방향으로 전파를 쏘아 간섭을 최소화하여 셀 용량을 늘림
◦모바일 엣지 컴퓨팅
◦현재처럼 서버까지 데이터를 전송한 후 처리해 다시 돌아오는 방식은 속도를 줄이는데 물리적인 한계가 있는 바, 5G는 엣지 컴퓨팅 서버를 기지국 근처에 위치시켜 근접한
지역에서 컴퓨팅 작업을 수행함으로써 초저지연 통신을 구현