5G 이동통신는 4세대 LTE 방식에 이은 차세대 통신 기술인데요, 인공지능 사물인터넷 자율주행 등과 함께 최근 가장 주목받고 있는 기술이며, 다양한 스마트 디바이스와 서비스들을 서로 연결하고 융합 가능하도록 하는 핵심 인프라 기술입니다. 5G 이동통신은 최고 전송 속도가 초당 10 Gbps에 이릅니다. 4G LTE가 모바일 인터넷 시대를 열게 되면서 수년 만에 우리의 일상을 크게 바꾸어 놓았듯이, 4G보다 훨씬 기능과 성능이 향상된 5G 이동통신으로 우리 세상을 어떻게 변화시킬지 관심과 기대가 커지고 있습니다.
5G 이동통신 편리함
5G 이동통신은 LTE에 비해서 100배 더 빠르게 전송할 수 있습니다. 따라서 큰 용량의 비디오라 하더라도 순식간에 로드할 수 있습니다. 화상 통화에서 흔히 일어나던 지연 로딩은 찾아보기 힘들 것입니다. 또한 원격진료가 가능해져 의사가 인터넷을 통해서 수술할 수도 있을 것이며, 5G 네트워크는 훨씬 더 높은 대역폭을 서비스하여 많은 사용자들이 동시에 더욱 빠른 고품질의 통신 서비스를 이용할 수 있도록 안정적이고 신뢰할 수 있는 환경을 제공합니다.
5G 이동통신 구현 기술 4가지!
밀리미터파(millimeter wave)
기존 스마트 디바이스는 3KHz~3 GHz의 매우 좁은 주파수 대역을 사용해 왔습니다. 그렇지만 갈수록 더 많은 모바일 커넥티드 디바이스 및 장치가 이 대역을 공유함으로써, 데이터 전송 속도가 점점 느려지고 연결 실패 가능성이 높아지고 있는 상황입니다. 이에 대한 해결책은 지금까지는 스마트 디바이스의 데이터 전송에 사용되지 않던 다른 주파수대나 밀리미터파 주파수를 사용하는 것입니다. 이와 같이 다른 주파수대에서 IoT를 위한 충분한 대역폭을 사용할 수 있습니다, 하지만, 밀리미터파는 한 가지 단점이 있는데요, 석재 건물 벽체를 통과하지 못하며, 나무나 강우에 의해 흡수될 수 있습니다.
스몰셀 네트워크 (Small Cell Network)
밀리미터파 주파수로 데이터 전송 중에 데드 스폿을 피하기 위해서 이용자와 가까운 곳에 다수의 소형 전송 기지국을 설치해야 하는데요, 스몰셀 네트워크를 만듦으로써 기존 셀룰러 네트워크를 확장할 수 있습니다. 이러한 전송 방식으로 네트워크를 확장하면 사용자에게 더 가까운 곳에서 서비스할 수 있으며 전송 전력은 낮출 수가 있습니다. 짧은 기지국 간격으로 스마트폰 디바이스나 IoT 디바이스가 옆에 인접한 기지국으로 잘 연결될 수 있습니다.
대용량 MIMO (Massive MIMO)
MIMO 기술은 전송 시스템에서 사용되는 기술인데요, 다수의 송신 및 수신 안테나를 사용해서 데이터 스트림을 전송하는 것을 말합니다. MIMO를 통해 수신 신호를 향상하고, 거리를 늘리고, 데이터 처리량을 높일 수 있습니다. 기존 LTE가 최대 8개의 안테나를 결합하는 것에 비해서, 5G 밀리미터파는 송수신 기지국에 수백 개의 안테나를 사용하기 때문에, 훨씬 더 많은 전력을 필요로 하게 됩니다. 대용량 MIMO라고 알려진 다중 안테나 기술은 셀룰러 네트워크 용량을 수 배로 늘릴 수 있습니다. 대용량 MIMO는 밀리미터파의 장점을 활용하기 위해서 추가적인 기술을 필요한데요, 빔포밍(beamforming)을 사용해서 신호들에 집중하고 안정적으로 전송할 수 있습니다.
빔포밍(Beamforming)
기존 안테나를 사용하면 신호는 모든 방향으로 균일하게 방사되는데요, 그렇다 보니까 신호가 다른 트랜스미터의 신호와 중복되면 신호 전송이 손상될 수 있습니다. 이럴 경우 대용량 MIMO 다중 안테나 기술에 빔포밍을 결합하면 이 문제를 해결할 수 있습니다. 여러 개의 안테나를 사용하여 동일 신호를 시간차를 두고 전송해서, 트랜스미터가 클라이언트를 향해서 신호를 집중시키고 그에 맞게 전송 전력을 조정할 수 있고 시그널 빔, 빔포밍(beamforming)을 형성합니다. 빔포밍 트랜스미터는 각기 신호들을 각기 다른 방향의 각기 다른 수신자에게 전송할 수 있는데요, 이를 통해 커버리지를 늘리고, 더욱 안정적인 연결과 원치 않는 무선 간섭을 줄일 수 있습니다.
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