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  1. 2011.05.04 4세대 통신이 온다! 근데 LTE는 뭐지?
  2. 2010.12.13 아이폰 4는 4G가 아니다? (3G vs 4G)

4세대 통신이 온다! 근데 LTE는 뭐지?

국내 통신사들이 앞다퉈 LTE를 통한 4세대 통신 서비스에 적극 나서고 있다.

SK텔레콤은 2011년 7월부터 서울 지역을 중심으로 LTE 상용 서비스를 실시하고 2013년까지 전국 82개 도시로 서비스 영역을 확장할 예정이다. LG유플러스는 8월에 서울을 포함해 부산, 광주에서도 상용 서비스를 시작하고 2012년 상반기까지는 전국망을 갖출 계획이다. 이를 위해 LG유플러스가 최근 8,500억 원을 LTE망 구축에 투자할 방침을 밝혔고 SK텔레콤도 약 7,000억 원 안팎을 투자할 것으로 알려지고 있다.

이렇듯 통신사들이 LTE 서비스를 위해 적극적인 투자에 나선 이유는 뭘까. 그동안 부족한 줄 모르고 사용했던 통신망이 스마트폰, 태블릿PC 보급이 급속도로 늘어나면서 순식간에 한계에 다다랐기 때문이다.

이미 1,000만 명을 넘어선 스마트폰 가입자는 2011년 말까지 최소 2,000만 명, 2012년에는 3,000만 명을 넘어설 것으로 예측되고 있다. 이 중 절반가량이 각 통신사의 데이터 무제한 요금제에 가입하고 있다. 이로 인한 트래픽 증가율은 현재 각 통신사가 보유한 이동통신망으로 감당할 수준을 넘어서고 있다. 여기서 트래픽(traffic)이란 일정 시간 내에 흐르는 데이터의 양을 말한다.

전문가들은 2011년 1월 5,496TB(테라바이트, 1TB=1,024GB)였던 무선데이터 트래픽이 2012년 말 4만 7,913TB로 8.7배 증가할 것으로 예측하고 있다. 트래픽이 폭증하면서 사용자들은 3세대 이동통신망이 제공하는 느린 속도에 불만을 터트리기 시작했다. 그렇다고 스마트 폰 가입자를 늘리기 위해 만들어낸 데이터무제한 요금제를 폐지할 수도 없는 상황이다. 통신사들 역시 벙어리 냉가슴을 앓는 상황이 된 것이다. 이 문제를 해결하기 위해 찾아낸 해법이 바로 4세대(4G) 이동통신으로의 전환이다.

LTE는 ‘롱텀에볼루션(Long Term Evolution)’의 머리글자를 따서 만든 약자로, 3세대 이동통신(3G)을 ‘장기적으로 진화시킨 기술’이라는 뜻에서 붙여진 명칭이다.

현재 LTE에서는 다운로드 속도가 최대 173Mbps(Mega bit per second, 1초당 100만 비트를 보낼 수 있는 전송속도)로 700MB 용량의 영화 1편을 1분 안에 내려 받을 수 있다. 3G일 때보다 데이터 전송속도가 5배 이상 빨라진 것이다. 앞으로 LTE는 더욱 발전해 2013년엔 1Gbps(Giga bit per second)의 다운로드 속도와 500Mbps 업로드 속도를 구현할 수 있을 것으로 기대된다. 엄격하게 말하자면 현재의 LTE는 3세대 이동통신과 4세대 이동통신의 중간에 해당하는 기술이라는 의미로 3.9세대 이동통신(3.9G)이라고도 한다. (주1)

LTE 도입은 단순히 통신망 부하를 해결하는 것 이상이다. 데이터 전송 속도가 지금의 3G망보다 5배 이상 빨라지는 덕택에 기존 이동통신에서 불가능했던 여러 서비스를 현실로 만들어 줄 수 있기 때문이다. 즉 4G 통신망에서는 차를 타고 움직이면서 고화질 동영상을 실시간으로 내려 받거나 입체 영상을 보는 것도 가능해진다. 또한 대표적인 대용량 온라인 게임인 리니지, 아이온도 가능해진다. 이런 서비스는 모두 데이터 전송량이 많아 기존 3G 통신망에서는 사용이 어려웠다.

원래 LTE와 와이브로(WiBro)는 4G 이동통신을 두고 치열한 표준 경쟁을 벌였다. LTE는 유럽의 통신업체가 주도해 개발했고 와이브로(WiBro)는 삼성전자 등 국내 업체가 주축이 돼 개발한 방식이다. 국내에서 KT가 적극 투자에 나섰던 WiBro 진영은 영국 브리티시텔레콤이나 러시아의 요타 등 주요 사업자들이 잇따라 사업을 접는 바람에 큰 타격을 입었다. 2011년 현재는 아프리카, 중동, 동남아 등 중소 사업자들이 사업을 이끌고 있다.

반면 LTE는 3세대 이동통신인 WCDMA에서 진화되고 기존의 네트워크망과 연동할 수 있어 기지국 설치 등의 투자비와 운용비를 크게 줄일 수 있다. 이런 장점을 바탕으로 2010년 하반기 이후 급격히 세를 불리고 있다. 현재 미국을 비롯한 유럽 70개국 180개 사업자가 LTE서비스를 준비하고 있다.

2009년 처음 LTE를 도입한 북유럽 최대 통신사 텔리아소네라(TeliaSonera)는 현재 스웨덴 25개 주요 도시, 오슬로를 비롯한 노르웨이 4개 도시에서 상용 서비스를 실시하고 있다. 가입자가 1억 명에 이르는 미국 통신사 버라이즌(Verizon) 역시 4G 서비스를 조기 상용화해 아이폰을 서비스하는 경쟁업체 AT&T에 밀렸던 판세를 단번에 뒤집겠다는 태세다. 아시아에서는 일본의 1위 통신업체 NTT도코모가 2010년 12월 도쿄, 오사카, 나고야 등 주요 도시를 중심으로 LTE상용 서비스를 시작했다.

국내에서는 LG유플러스와 SK텔레콤이 공격적인 LTE투자에 나설 전망이어서 스마트폰, 태블릿PC로 인한 망 과부하는 어느 정도 해결될 전망이다. 2011년 하반기 4G가 일반화되면 무선 데이터 속도에 대한 불만이나 끊김 현상이 어느 정도 해소될 것으로 기대된다.

*이동통신의 세대구분*
이동통신에서 3세대(또는 3G)니 4세대(또는 4G)니 하는 세대구분은 국제기구인 ‘국제전기통신연합(International Telecommunication Union, ITU)’이 주관한다. 이 때 기준이 되는 것은 모바일 네트워크의 전송속도다. 네트워크의 전송속도에 따라 음성, 문자, 영상, 동영상 등의 통신서비스 내용이 크게 달라질 수밖에 없다.

이동통신의 3세대(G)는 흔히 말하는 IMT2000이다. ITU는 144K~2Mbps 전송속도를 3G 이동통신으로 규정했다. KT의 ‘SHOW’ 서비스나 SK 텔레콤의 ‘T’ 서비스가 바로 대표적인 3G 서비스다.

4G는 IMT2000을 넘어선(beyond IMT2000) 기술을 말한다. 정지 중에는 최소한 1Gbps, 이동 중에는 100Mbps의 속도를 낼 수 있어야 ITU가 규정한 4G 서비스로 인정을 받게 된다. WCDMA에서 진화한 3G LTE의 초기 버전과 국내기술로 개발된 와이브로(WiBro, Wireless Broadband) 등이 4G 이동통신 기술의 유력한 후보로 꼽히고 있다. LTE는 다운로드 속도가 최대 173Mbps 수준이기 때문에 3.9세대 이동통신(3.9G)으로 분류되기도 한다.

글 : 유상연 과학칼럼니스트

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아이폰 4는 4G가 아니다? (3G vs 4G)

이동통신 시장에서 스마트폰 강세가 매섭다. ‘아이폰’ 도입으로 열리기 시작한 스마트폰 시장은 2010년 11월 초 이미 전체 이동통신 가입자 수의 10%를 넘어서면서 다양한 스마트폰 단말기들의 각축장이 되고 있다.

스마트 폰의 등장은 단순히 필요한 애플리케이션(application)을 설치해 자신만의 맞춤 휴대폰을 갖는다는 의미를 넘어선다. 스마트폰이 손안의 컴퓨터로 인식될수록 새로운 이동통신 서비스에 대한 요구로 발전하게 될 전망이 크기 때문이다. 현재 이동통신 네트워크 기술은 2세대(Generation)에서 3세대를 거쳐, 이제 4세대로의 전환을 눈앞에 두고 있다. 서비스의 중심도 음성에서 데이터로 확연히 바뀌는 추세다.

이런 와중에 2010년 9월 KT에서 출시한 ‘아이폰4’에 대해 일부 언론들이 ‘아이폰4G 라고 부르는 경우가 종종 있었다. 엄밀히 말하면 ’아이폰4’는 애플사 자체의 단말기 브랜드일 뿐, 4세대(G) 이동통신은 아니다. 따라서 이름에서 G를 빼는 것이 맞다. 이번 기회에 이동통신의 세대별 특징은 무엇인지, 다가올 4세대 이동통신은 어떤 모습이 될지 정확히 알아보자.

이동통신에서 3세대(또는 3G)니 4세대(또는 4G)니 하는 세대구분은 국제기구인 ‘국제전기통신연합(International Telecommunication Union, ITU)’이 주관한다. 이 때 기준이 되는 것은 모바일 네트워크의 전송속도다. 네트워크의 전송속도에 따라 음성, 문자, 영상, 동영상 등의 통신서비스 내용이 크게 달라질 수밖에 없다. 때문에 자연스럽게 1G-2G-3G-4G 등으로 세대 구분이 이뤄지는 것이다. 물론 각 세대별로 좀 더 개선된 정도에 따라 2.5G, 3.5G 등의 명칭을 부여하기도 한다.

초기 1G 이동통신은 전송속도가 10kbps(bps는 bit per second, 즉 1초당 보낼 수 있는 bit 수)에 불과한 아날로그 통신이었다. 당시 주파수변조(FM: frequency modulation) 방식으로 아날로그방식을 사용했는데, 속도가 느려 음성통화만 가능했다. 우리나라에서는 1984년 SK텔레콤의 전신인 한국이동통신이 처음으로 1G 서비스를 시작했다. 하지만 아날로그 방식은 통화에 혼선이 생기고 주파수도 효율적으로 관리하지 못한다는 단점이 있다. 때문에 2G로 넘어가면서 자연스럽게 디지털 방식으로 바뀌게 된다.

2G 이동통신은 800MHz대의 주파수를 이용, 14.4~64kbps의 전송속도를 지원했다. 이 세대는 디지털 방식이라 음성통화가 깨끗하고 한층 보안이 강화됐다. 뿐만 아니라 문자메시지 전송, 벨소리 다운로드와 같은 저속의 데이터 서비스가 도입됐다. 이러한 2G 이동통신 방식으로는 유럽식 GSM(범유럽이동통신)과 북미식 CDMA(CDMA, Code Division Multiple Access, 부호분할다중접속)가 시장을 양분했다. 특히 CDMA는 우리나라가 지난 1996년 미국 퀄컴사의 원천기술을 세계 최초로 상용화시켰고, 이는 통신기술이 급격히 발전하게 되는 계기가 됐다.

2G 이동통신이 1G보다 빨라졌다고는 하지만 영화 한 편(800mb 기준)을 내려 받으려면 여전히 6시간이 넘게 소요됐다. 때문에 서비스 영역이 음성이나 문자를 주고받는 수준에 머물렀을 뿐, 동영상 서비스로 넘어가지는 못했다.

이동통신의 3세대(G)는 흔히 말하는 IMT2000이다. ITU는 144K~2Mbps 전송속도를 3G 이동통신으로 규정했는데, 2G 때보다 데이터 전송속도가 최대 10배가량 빨라진 것이다. 즉 2G에서 영화 한 편 내려 받는데 6시간이 걸렸다면, 3G에서는 9분대로 단축된다는 것을 의미한다. 때문에 3G에서는 휴대폰을 통해 음성, 문자는 물론이고 무선인터넷을 통해 주문형 비디오, 양방향 통신, MP3 등을 다운로드 받는 시대가 열리게 됐다.

우리나라에서는 2007년부터 3G서비스가 시작됐다. 영상통화 기능을 강조한 KT의 ‘SHOW’ 서비스나 SK 텔레콤의 ‘T’ 서비스, 인터넷 접속을 강조한 LG의 ‘OZ’ 서비스가 바로 대표적인 3G 서비스다. 이들은 똑같이 3G 서비스를 내세우고 있지만, 기술적 기반은 같지 않다. LG는 CDMA에서 파생된 ‘CDMA2000 1x’, ‘CDMA2000 1x EVDO’ 등 동기식 방식을 고수하며 1.7GHz 의 주파수를 그대로 사용하고 있다.

반면 SK텔레콤과 KT는 3G로 접어들면서 유럽의 GSM 방식에서 진화한 WCDMA(광대역부호분할다중접속)와 HSDPA(초고속데이터전송) 기술로 방향을 바꾸었다. 특히 WCDMA는 전 세계적으로 2.1GHz대의 주파수를 사용하고 있기 때문에, 한국에서 쓰던 단말기를 세계 어디로 가져가더라도 로밍서비스를 이용해 사용할 수 있다는 것이 특징이다. 게다가 얼굴을 보며 통화가 가능한 HSDPA는 이론적으로 최대 14.4Mbps 전송 속도를 낼 수 있어 WCDMA보다 한 단계 진화한 3.5세대로 불리고 있다.

조만간 도입될 4G는 IMT2000을 넘어선(beyond IMT2000) 기술을 말한다. 정지 중에는 최소한 1Gbps, 이동 중에는 100Mbps의 속도를 낼 수 있어야 ITU가 규정한 4G 서비스로 인정을 받게 된다.

3G보다 전송속도가 10배 이상 빨라지면서, 영상통화가 끊기고 화소수가 적은 단점을 가진 3.x세대인 HSDPA 기술의 단점을 완전히 보완하게 되는 것이다. 이 기술이 실현되면 영상통화 카메라 화소 수가 현재의 30만 화소에서 100만~300만 화소로 높아져 화질이 급격히 개선될 것이다. 또 고속철도(KTX)를 타고 시속 300km로 달리면서도 끊기지 않고 통화와 인터넷을 즐길 수 있게 된다. 4G에서는 특히 하나의 단말기를 통해 위성망, 무선랜, 인터넷 등을 모두 사용할 수 있기 때문에 음성, 화상, 멀티미디어, 인터넷, 음성메일, 인스턴트메시지 등의 모든 서비스를 해결하는 완벽한 손안의 통신장치가 된다.

하지만 아직까지 데이터 전송 속도가 최대 약 1Gbps이어야 한다는 ITU-R의 4G에 대한 요구조건을 충족한 서비스는 등장하지 않고 있다.

다만 WCDMA에서 진화한 3G LTE(Long Term Evolution)의 초기 버전과 국내기술로 개발된 와이브로(WiBro, Wireless Broadband) 등이 4G 이동통신 기술의 유력한 후보로 꼽히고 있다. LTE는 현재 스웨덴에서 상용화가 진행되고 있는데, 다운로드 속도가 최대 173Mbps로 3G 이동통신의 HSDPA보다 12배 이상 빠르게 통신할 수 있다. 이는 700MB 용량의 영화 1편을 1분 안에 내려 받을 수 있고, 고화질 영상과 네트워크 게임 등을 이동 중에도 편리하게 이용할 수 있는 수준이다. 때문에 3.9세대 이동통신(3.9G)으로 분류되기도 한다.

삼성전자와 한국전자통신연구원이 개발한 와이브로는 60~100km의 고속으로 이동하면서도 무선으로 인터넷을 이용할 수 있고 전송속도도 HSDPA보다 빠른 최대 20Mbps에 이른다. 최근에는 전송 속도가 30~50Mbps로 향상되고 있어 좀 더 기술적인 진보가 이뤄지면(Wibro-Evolusion, Wibro 진화기술) 향후 4G 이동통신 기술로 인정을 받을 수도 있을 것으로 기대된다.

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