5G란 무엇일까? (5G 뜻, 5G 특징, 5G 장단점, 5G 관련주, 5G 장비주 정리)

개발이 시작된지 10년이 다 되어가는 이 시점에서, 5G는 마침내 현실이 되고 있습니다. 통신사들은 몇 년 전부터 소비자들을 선점하기 위해 고정형 5G를 출시하기 시작했고, 모바일 5G는 이미 전국의 도시에 모습을 드러냈으며, 향후 몇 년 동안 훨씬 더 포괄적인 제품 출시가 예상됩니다.

하지만 5G에 대한 질문이 아직도 더 많을 수 있습니다. 어떤 사람들은 어디에서 5G를 사용할 수 있는지 궁금해하고, 또 어떤 5G 스마트폰을 사야 하는지에 대해 더 관심이 있습니다. 그리고 물론, 어떤 통신사가 최고의 5G 서비스를 제공할지에 대한 논쟁도 있습니다.

 

5G란?

5G가 어떻게 작동하는지 설명하기 전에 실제로 5G가 무엇인지 설명하는 것이 좋을 것 같습니다. 

5G는 결국 4G LTE 연결을 대체하거나 최소한, 통신을 더욱 확장시킬 차세대 모바일 광대역통신입니다. 5G를 사용하면 다운로드와 업로드 속도가 기하급수적으로 빨라집니다. 대기 시간이나 무선 네트워크와 통신하는 데 걸리는 시간도 크게 줄어듭니다.

 

5G는 어떻게 동작할까?

이제 5G가 무엇인지 알게 되었으니, 5G가 어떻게 작동하는지 이해하는 것이 좋습니다. 기존의 4G LTE와는 다르기 때문입니다. 먼저 스펙트럼을 얘기해보죠.

GSMA / ITU

 

LTE와 달리, 5G는 3가지 다른 주파수 대역에서 작동합니다. 이것은 중요하지 않아 보일 수도 있지만, 우리의 일상 생활에 극적인 영향을 미칩니다. 

저대역 스펙트럼은 1GHz 미만 스펙트럼이라고도 할 수 있습니다. 통신사들이 LTE를 위해 사용하는 1차 대역으로, 대역폭이 거의 고갈되었습니다. 저대역 스펙트럼은 커버리지 면적이 우수하고 벽면 침투가 용이하지만 최대 데이터 속도가 약 100Mbps라는 단점이 있습니다.  

미드밴드 스펙트럼은 저대역보다 빠른 속도와 짧은 대기 시간을 제공합니다. 그러나 저대역 스펙트럼만큼 효과적으로 건물을 관통하지 못합니다. 미드밴드 주파수에서는 최대 1Gbps의 속도를 기대할 수 있습니다.  

하이밴드 스펙트럼은 5G에 가장 높은 성능을 제공하지만 큰 약점이 있습니다. 흔히 mmWave라고 합니다. 하이밴드 스펙트럼은 최대 10Gbps의 속도를 제공할 수 있으며 대기 시간이 매우 짧습니다. 하이밴드의 주요 단점은 커버리지 면적이 낮고 건물 침투가 잘 되지 않는다는 점입니다. 즉, 효과적인 하이밴드 네트워크를 구축하기 위해서는 엄청난 양의 기지국이 필요합니다.

 

5G는 얼마나 빠를까?

국제전기통신연합(ITU)은 통신기술에 관한 기술표준을 개발하는 유엔의 전문기관으로, 무선 주파수 이용 및 통신 상호운용성에 관한 규칙을 정합니다. ITU는 2012년 5G에 대한 최소 요구 사항을 연구하고 정립하기 위해 '2020년 이후를 위한 IMT(IMT-2020)'라는 프로그램을 만들었습니다. 수년간의 작업 끝에, ITU는 2017년에 13개의 5G 최소 요구 조건을 가진 보고서 초안을 만들었습니다.

 

ITU가 5G에 대한 최소 요구사항을 정하자, 통신 표준 조직들의 협업인 제3세대 파트너십 프로젝트(3GPP)가 5G에 대한 표준을 만드는 작업을 시작했습니다. 2017년 12월 3GPP는 비독립형(NSA) 사양을 완료했고, 2018년 6월에는 독립형 사양을 따랐습니다.

NSA와 SA 표준 모두 동일한 규격을 공유하지만, NSA는 롤아웃을 위해 기존 LTE 네트워크를 사용하는 반면 SA는 차세대 코어 네트워크를 사용합니다. 통신사들은 NSA 사양에서 출발합니다. 즉, 5G가 아닌 환경에서 4G LTE에 다시 의존하게 될 것입니다.

3GPP에 의해 설정된 표준은 IMT-2020 성능 목표와 밀접하게 일치하며 다소 복잡합니다. 그러나 다음과 같은 일반적인 특징이 있습니다. 

 

• 최고 데이터 속도 : 5G는 훨씬 더 빠른 데이터 속도를 제공합니다. 최대 데이터 전송 속도는 기지국당 다운로드 20Gbps, 업로드 10Gbps에 도달할 수 있습니다. 참고로 5G는 전용 통신이 아닌 경우, 5G에서 경험하는 속도가 나오지 않기 때문에 이 속도는 기지국과 통신하는 모든 사용자가 공유하는 속도입니다.
• 실제 속도 : 5G의 최고 데이터 전송 속도는 매우 인상적이지만 실제 속도는 같지 않습니다. 3GPP의 표준 사양은 사용자 다운로드 속도 100Mbps, 업로드 속도 50Mbps가 필요합니다.
• 지연 시간 : 데이터를 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 데 걸리는 시간인 지연 시간은 이상적인 상황에서는 4밀리초, 최고 속도 1밀리초여야 합니다. 예를 들면, 원격 수술의 경우가 있을 수 있습니다.
• 효율성 : 무선 인터페이스가 사용 중일 때는 에너지 효율이 높고 사용하지 않을 때는 저 에너지 모드로 전환되어야 합니다. 전파는 사용하지 않을 때 10밀리초 이내에 저 에너지 상태로 전환할 수 있어야 합니다.
• 스펙트럼 효율성 : 스펙트럼 효율은 '최소한의 전송 오류로 최대 데이터 양이 전송될 수 있도록 스펙트럼 또는 대역폭의 최적 사용입니다. 5G는 다운로드 30비트/Hz와 업로드 15비트/Hz에서 LTE에 비해 스펙트럼 효율이 약간 향상되어야 합니다.
• 이동성 : 은 5G를 사용하는 경우 기지국은 0~310mph의 이동을 지원해야 합니다. 즉, 기지국은 고속 열차에서도 안테나 이동 범위에 걸쳐 작동해야 합니다. 이러한 이동성은 LTE 네트워크에서 쉽게 가능하지만, 새로운 밀리미터파 네트워크에서 이러한 이동성은 어려운 과제가 될 수 있습니다.
• 연결 밀도 : 5G는 LTE보다 더 많은 연결 장치를 지원할 수 있어야 합니다. 표준에 따르면 5G는 평방 킬로미터당 100만 개의 연결장치를 지원할 수 있어야 합니다. 이는 엄청난 숫자로, 사물인터넷(IoT)을 작동시킬 수많은 장치를 고려합니다.

 

5G로 무엇을 할 수 있을까?

광대역통신 개선

5G로의 전환은 의심할 여지 없이 우리가 일상적으로 기술과 상호작용하는 방식을 변화시킬 것입니다. 하지만 우리가 모바일 광대역통신을 계속 사용하기를 원한다면 그것은 또한 절대적으로 필요한 것입니다.

통신사들은 많은 주요 대도시 지역에서 LTE 용량부족 이슈를 가지고 있습니다. 일부 도시에서는 하루 중 바쁜 시간 동안 이미 느려지고 있습니다. 5G는 상용 광대역 트래픽에서 사용되지 않은 대역에 엄청난 양의 주파수를 추가합니다.

자율주행

5G의 상용화가 이뤄지는 것과 같은 속도로 자율주행 기술이 진보할 것으로 예상됩니다. 앞으로 차량은 도로 위의 다른 차량과 통신하고, 다른 자동차에 도로 상황에 대한 정보를 제공하며, 운전자와 자동차 회사에 성능 정보를 제공할 것입니다. 만약 전방의 차량이 빠르게 브레이크를 밟는다면, 뒤따르는 자율주행 차량은 즉시 그것에 대해 알게 될 것이고 또한 충돌을 방지하면서 선제적으로 브레이크를 밟게 될 것입니다. 이러한 종류의 차량 간 통신은 궁극적으로 수천 명의 생명을 구할 수 있습니다.

공공 안전 및 인프라

5G는 도시와 다른 자치체들이 더 효율적으로 운영할 수 있도록 할 것입니다. 전력회사는 원격으로 쉽게 사용을 추적할 수 있고, 센서들은 배수구가 넘치고나 가로등이 꺼질 때 공공 부서에 통보할 수 있으며, 자치단체는 감시 카메라를 신속하고 저렴하게 설치할 수 있습니다.

원격 장치 제어

5G는 대기 시간이 현저히 짧기 때문에 중장비 원격제어가 현실화될 것입니다. 주요 목표는 위험한 환경에서 위험을 줄이는 것이지만, 전문 기술을 가진 기술자들이 세계 어디에서나 기계를 제어할 수 있도록 할 것입니다.

건강관리

5G의 초신뢰성 저지연 통신(URLC) 구성 요소는 의료 서비스를 근본적으로 변화시킬 수 있습니다. URLC는 향상된 모바일 광대역을 통해 볼 수 있는 것보다 5G 지연 시간을 훨씬 더 단축하므로 새로운 가능성을 열어두고 있습니다. 향후 몇 년 내에 AR, 정밀 수술, 심지어 원격 수술을 통한 원격의료, 원격 복구 및 물리치료의 개선을 기대할 수 있습니다.

대규모 머신 타입 통신은 의료 서비스에서도 핵심적인 역할을 담당할 것입니다. 병원은 대규모 센서 네트워크를 구축하여 환자를 모니터링하고, 의사는 스마트 알약을 처방하여 규정을 준수하는 지 추적할 수 있고, 보험사는 가입자를 모니터링하여 적절한 치료법과 프로세스를 결정할 수도 있습니다.

IoT 

5G의 가장 흥미롭고 중요한 측면 중 하나는 사물인터넷에 미치는 영향입니다. 현재도 서로 통신할 수 있는 센서를 보유하고 있지만, 많은 리소스를 필요로 하는 경향이 있고 LTE 데이터 용량을 많이 잡아 먹습니다.  

5G 속도와 낮은 지연 시간으로 IoT는 센서와 스마트 장치 간의 통신을 원활히 할 수 있는데 현재 시장에 출시되어 있는 스마트 기기와 비교하여, 이러한 장치간 통신 기기는 많은 수의 기기가 단일 기지국에 연결될 수 있기 때문에 더 적은 리소스를 필요로 할 것이며, 따라서 훨씬 더 효율적이게 될 것입니다.

 

 

5G 관련주