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- 5G란?
5G는 5세대 이동통신 기술(5th Generation Mobile Telecommunication)을 가리키며, 4G와 비교하자면 최대속도는 20배에 이용자 체감 속도는 10배라고 하니 기존의 통신에 비해 얼마나 빠른지 알 수 있는 통신 기술입니다. 2019년 4월을 기준으로 상용화가 시작된 국가가 나타나고 있는데도 구체적인 기술명칭 대신 5G라는 이름으로 알려지고 있는 기술이지요.
5G는 초광대역 통신 인프라를 기반으로 기가바이트급의 속도를 구현하며, 응답속도를 *1ms로 최소화하고 1㎢ 면적 당 100만 개의 연결을 지원합니다. 이러한 5G의 초고속 · 초저지연 · 초연결이라는 특징은 타 산업의 신규 서비스 형성에 기폭제의 역할을 수행하며 인프라의 확산과 함께 새로운 산업 생태계를 만들어내고 있습니다.
*1ms = 1 millisecond (1000분의 1초)
- 5G의 기술(소형 셀, 빔포밍)
소형 셀(Small Cell)
소형 셀 기술은 반경 1km 내에서 마치 무선 AP(Wireless Access Point)처럼 붙여 사용하는 작은 기지국을 말합니다. 5G 네트워크는 광대역을 구현하기 위해서 주로 밀리미터 파를 사용합니다. 그러나 밀리미터 파는 직진성으로 인해 장애가 있을 때 충돌 및 분산이 발생할 수 있습니다.
하지만 1G 이상의 광대역 서비스를 제공하려면 밀리미터 파를 사용해야 하므로 중간에 손상되지 않도록 하기 위한 방법이 필요한데요. 그 방법이 셀을 구성한 소규모 네트워크를 구축하여 5G 네트워크의 연결이 끊어지지 않도록 하는 것입니다.
셀은 약 250~300m의 거리에 작은 규모로 구성되어 있으며 그 지역에는 여러 개의 수많은 *MIMO 안테나가 있습니다. 이것을 5G 고정 무선 서비스(5G Fixed Wireless Sevice)라고도 부릅니다.
*MIMO : Multiple-Input and Multiple-Output
기지국과 단말기에 여러 안테나를 사용하여, 사용된 안테나 수에 비례하여 용량을 높이는 기술
빔포밍(Beamforming)
빔포밍은 안테나에서 신호를 사방으로 유포하는 것이 아니라 특정한 수신 기기에 집중시키는 기술입니다. 이러한 직접적인 연결은 빔포밍이 없는 연결보다 더 빠르고 더 안정적인 것이 특징입니다. 안테나가 무선신호를 유포할 때 신호는 장애 요소가 있거나 물체에 의해 차단되지 않는 한 사방으로 송출됩니다.
이 신호를 특정 방향으로 집중시켜 전자기 에너지 광선을 생성하는 방법이 있습니다. 그 방법은 가까운 거리에 여러 안테나를 배치하고 이들이 약간의 시차를 두고 동일한 신호를 방사하는 것입니다. 중복된 파장은 일부 영역에서는 신호를 강화시키고, 다른 영역에서는 신호를 약화시키거나 검출할 수 없도록 만들 것입니다. 이 과정이 올바르게 진행된다면 신호를 원하는 방향으로 집중시킬 수 있는 것입니다.
- 국가별 5G 상황
5G에 대한 관심은 기업 뿐만 아니라 국가 사이에서도 개발 경쟁이 치열해지고 있는데요. 한국은 2018년 12월 1일부로 상용화를 위한 5G 무선 이동통신을 개통했고, 2019년 4월 3일에 SKT, KT, LG U+ 이동통신 3사가 상용화를 개시하여 세계 최초로 5G상용화 국가로 등극했습니다.
미국은 한국 시각으로 2019년 4월 4일에 Verizon이 상용화를 개시해 세계에서 두 번째로 상용화를 했습니다. 한국이 미국보다 2시간 차이로 더 빨리 상용화를 했으나 Verizon은 상용화 방식에 대해 이의를 제기하여 자사가 진정한 세계 최초라고 주장하고 있다고 합니다.
일본은 2020년 도쿄 올림픽에서 관객들이 5G를 체험 할 수 있도록 정식 서비스를 개시하여 2024년에는 전국적으로 상용화를 목표로 하고 있고, 중국은 5G를 첨단 통신 시스템으로 활용활 계획에 있는 것으로 드러나고 있습니다.
- 5G의 장점
최소화된 응답속도로 인한 낮은 지연성을 활용하여 무엇이든지 직접 또는 원격으로 빠르고 생생히 조작할 수 있어, 폭발물 원격 제거 작업과 굴삭기 등의 중장비 원격조종 같은 빠른 피드백이 필수적인 작업을 훨씬 효율적으로 진행할 수 있습니다.
이는 로봇 수술 분야에서도 매우 유용한 기술로, 원격으로 수술을 집도하는 의사의 로봇 조종 난이도를 더욱 낮추고 이에 따라 수술의 성공률 또한 상승시킬 수 있습니다. 또한 5G는 *IOT 분야에 접목시켜 현세대 통신 기술보다 더 많은 통신기기를 통신망에 접속시킬 수 있습니다.
*IOT : Internet Of Things
사물인터넷
- 5G의 단점
많은 장점이 있음에도 단점은 있는데요. 구조적으로 보안에 취약하다는 점입니다. 4G LTE의 폐쇄적 구조와 달리 5G는 분산 구조형의 개방형으로 설계되어 주파수 대역을 나눠 여러 분야에 적용할 수 있는 네트워크 슬라이싱 기능을 구현했습니다.
이 기능을 활용하면 기지국 단위에서도 데이터를 처리하기 때문에 기존보다 개인정보가 해킹될 위험성이 더 높습니다. 자율주행이나 의료 등 사고 위험성이 크고 인명사고로 까지 이어질 수 있는 분야에도 적용될 것이기에 보안의 중요성은 더 부각될 수 밖에요.
이런 약점을 간파한 KT에서는 블록체인을 적용했고, SKT에서는 암호키를 가진 송·수신자만 암호화된 정보를 해독할 수 있는 양자암호 기술을 가진 양자암호통신기업을 인수한 바가 있습니다.
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