[모바일 네트워크] 모바일 기술의 발전, 5G 이동통신

1. 이동통신 Service의 발전

① 1세대 이동통신

• Analog Cellular System
• 음성 전송에는 아날로그 주파수 변조(FM) 방식을 사용
• 접속 방식: FDMA

② 2세대 이동통신

• Digital Cellular System
• 주로 음성 위주의 전화 통화를 위해서 설계, 고속 데이터 통신을 지원하지 못함
• 접속 방식: TDMA, CDMA

③ 3세대 이동통신

• IMT-2000: 멀티미디어 서비스를 빠르고 안정적으로 제공하기 위한 표준
• 음성, 화상회의, 인터넷 등 광대역 멀티미디어 서비스 제공
• 최대 2Mbps 데이터 서비스 제공
• 접속 방식: TDMA, CDMA(CDMA-2000, W-CDMA)

④ 4세대 이동통신

• 유무선 통합에 의한 진정한 멀티미디어 통신 가능
• 데이터 전송 속도
  - 고속 이동 중: 최대 100Mbps
  - 정지나 저속 이동 중: 155Mbps~1Gbps
• All-IP Network: 이동단말기에서 생성된 IP 패킷이 유 · 무선 통신망을 통과할 때 IP 패킷 그대로 유지되는 end-to-end IP 네트워킹
• 특징: 서비스의 다양성, 자유로운 접근성, 재사용성, 범용성, 비용 절감

⑤ 5세대 이동통신

• 초고용량 데이터 서비스(3D 영상, 홀로그램 서비스 등)
• 양방향 초실시간 서비스(원격의료 서비스, 자율주행 차량 등)
• 현실에 가까운 실감 환경을 제공하는 서비스(AR, VR)
• 초연결(Hyper-Connectivity) 통신 서비스(IoT, Connected Car 등)

 

2. 다중 접속 방식의 비교(FDMA vs TDMA vs CDMA)

① 주파수 분할 다중 접속(FDMA)

각 사용자가 주파수 대역으로 나누어 사용하는 방식

 

② 시분할 다중 접속(TDMA)

일정한 시간 간격으로 분할하여 각 사용자가 순서대로 할당된 시간 간격에 자신의 신호를 전송하는 방식

 

③ 코드 분할 다중 접속(CDMA)

여러 사용자가 동일한 주파수를 동시에 사용, 송수신에서 동일한 코드를 사용하는 통화만을 선별적으로 골라내어 듣는 방식

 

 

 

 

3. 5G 이동통신 주요 기술

① 초고주파 광대역폭을 활용한 초고속 데이터 전송기술

센티미터파(3GHz~30GHz), 밀리미터파 (30GHz~300GHz)의 높은 주파수 대역에서 수백 MHz 이상의 광대역폭을 이용하여 고속의 데이터 전송 가능

 

② 대용량 다중 안테나 기술 (Massive MIMO)

다수의 단말에게 별도의 용량을 갖는 신호를 안테나에서 방사되는 빔 Stream으로 분리 및 전송하여, LTE의 MIMO 기술 대비 용량 증대 및 간섭 개선이 가능

 

③ Small Cell 구성을 통한 네트워크 용량 증대 기술

기존 Macro커버리지 영역 내에 트래픽이 대량으로 발생하는 소규모 hot-spot이나 빌딩 내에 Pico 및 Femto와 같은 소형 기지국을 다수 설치하여 HetNet(Heterogeneous Network) 기반 네트워크 용량을 증대하는 기술

 

④ 혁신적인 이동통신 신호처리 기술

더 진보한 직교 주파수 다중화 방식과 전력 및 코드 다중화 방식을 추가하는 다양한 방식의 신규 이동통신 신호 처리 기술

 

⑤ 5G 네트워크 운용 기술(5G Operation & Management)

이동통신망을 구성하는 장비(기지국, RRU(Remote Radio Unit) 등)의 운용에 필요한 주요 기능을 자동화하여 네트워크 스스로 최적의 초기 설정 및 운용, 자율적인 유지/보수 등을 수행하도록 만들어진 차세대 네트워크 운용 기술

 

4. 5G 이동통신에 의한 서비스의 변화

① 초고용량 실감형 데이터 서비스

4K-UHD, 8K-UHD 등의 초고용량 영상 콘텐츠의 보편화, 3D 영상 또는 홀로그램 서비스 확대

 

② 양방향 초실시간 처리 서비스

네트워크 지연 시간이 수 ms로 줄어듦 → 생각하는 순간 반응하는 양방향 초실시간 처리 서비스

 

③ 증강현실 및 가상현실 서비스

현실에 가까운 실감환경을 제공하는 AR(Augmented Reality), VR(Virtual Reality) 서비스

 

④ 초연결(Hyper-Connectivity) 통신 서비스

Connected Car, 각종 센서 및 다양한 IoT Device에 대한 실시간 통신 및 제어 서비스

 

 

 

 

 

 

《 참고 도서 》

 

 

모바일 네트워크 프로그래밍(2판)

『모바일 네트워크 프로그래밍』은 네트워크 이해에 기본이 되는 내용을 알기 쉽게 설명한 책이다. 컴퓨터 네트워크와 이동통신망에 기본이 되는 기술과 원리를 중심으로 다양한 주제를 다루고 있다. 또한 이동통신과 관련된 다양한 용어 설명과 함께 여러 가지 기술들을 언급하고, 최신 기술 동향을 설명했다.

저자

장종욱, 이숭희

출판

한산

출판일

2010.07.10