5G란 무엇인가요?

게시일: 2024년 2월 20일
기고자: Mesh Flinders, Ian Smalley

5G란 무엇인가요?

5G 또는 5세대 모바일 기술은 2019년에 휴대폰 회사에서 출시한 통신 네트워크의 새로운 표준입니다.

5G 네트워크는 이전 세대인 3G, 4G 및 4G LTE 네트워크와 동일한 무선 주파수에서 작동하며, 이전에는 전 세계 대부분의 휴대폰에 서비스를 제공했습니다. 그러나 속도, 지연 시간, 대역폭의 개선으로 5G 네트워크는 다운로드 및 업로드 시간이 단축되고 연결성이 강화되며 안정성이 향상되어 자연스럽게 4G 기술을 대체할 수 있게 되었습니다.

인공 지능(AI), 사물인터넷(IoT) 및 머신 러닝(ML)과 마찬가지로 5G는 인간이 인터넷, 소셜 미디어 및 정보와 상호 작용하는 방식을 전반적으로 변화시킬 수 있는 잠재력을 가진 파괴적인 기술입니다. 특히 5G는 고속 네트워크 연결을 통해 자율 주행 자동차, 게임 시스템 및 비디오 스트리밍을 구동하는 기술에 큰 영향을 미칩니다.

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5G가 왜 중요한가요?

새로운 기술의 출현과 함께 전 세계적으로 인터넷 액세스에 대한 수요가 증가함에 따라 생성되는 데이터의 양이 기하급수적으로 증가하고 있습니다. 향후 10년 동안 전 세계적으로 매일 생성되는 데이터의 양은 수백 제타바이트까지 증가할 것으로 예상됩니다. 4G, 4G LTE 및 3G 무선 네트워크가 의존하는 네트워크 인프라는 그 양을 처리할 수 없습니다. 초고속 속도, 짧은 지연 시간, 확장된 데이터 용량을 갖춘 5G는 5G 커버리지가 필요한 차세대 스마트폰과 같은 신기술의 요구 사항을 처리할 수 있는 역량을 갖추고 있습니다.

5G와 4G/3G의 중요한 차이점

5G는 4G 및 3G 네트워크와 동일한 무선 주파수를 사용하지만, 특히 디지털 혁신 프로젝트의 일환으로 이 기술을 사용하려는 기업에게는 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다.

속도 및 대기 시간

5G 속도는 4G 및 3G 네트워크보다 10배 더 빠릅니다. 즉, 대용량 파일을 다운로드하거나 데이터를 클라우드에 백업하는 것과 같은 작업은 몇 분 또는 몇 시간이 아니라 1초도 채 걸리지 않습니다. 5G의 데이터 전송 속도는 초당 20기가비트(Gbps)에 달하고, 평균 다운로드 속도는 초당 432메가바이트(Mbps)에 이릅니다. 모바일 게임부터 원격 수술에 이르기까지 모든 분야에 영향을 미치는 5G의 데이터 속도는 5G가 그토록 혁신적일 것으로 예상되는 주요 이유 중 하나입니다.

5G 기술이 이렇게 빠른 속도를 제공할 수 있는 이유는 이전 네트워크보다 대기 시간(데이터가 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 데 걸리는 시간)이 훨씬 짧기 때문입니다. 4G 네트워크는 약 200밀리초의 대기 시간을 제공하는 반면, 5G 네트워크는 일상적으로 1밀리초의 짧은 대기 시간을 제공할 수 있습니다.

물리적 풋프린트

5G의 또 다른 중요한 차별화 요소는 이전 네트워크보다 더 작은 송신기를 사용하여 건물, 나무 및 기타 일반 물체에 눈에 거슬리지 않게 배치할 수 있다는 것입니다. 5G 네트워크의 셀(또는 '스몰셀')은 본질적으로 전체 네트워크를 연결하는 데 중추적인 역할을 하는 기지국입니다. 4G 기술에서 사용된 매크로셀로 알려진 스몰 셀은 더 크고 더 많은 전력이 필요했습니다.

오류율

WiFi 장치에서 데이터를 전송하는 데 사용되는 회로도인 5G의 적응형 변조 및 코딩 체계(MCS)는 4G 및 3G 네트워크에서 사용되는 MCS를 개선한 것으로 블록 오류율(BER)이 매우 낮습니다. 5G 기술에서는 오류율이 특정 수준으로 증가하면 오류율이 떨어질 때까지 송신기가 자동으로 속도를 낮춥니다. 이 기술은 실시간 정확도를 위해 속도를 희생하고 5G 네트워크에서 오류율을 거의 0으로 유지하는 데 도움이 됩니다.

대역폭

5G 네트워크는 4G 및 3G 네트워크보다 저대역, 중대역, 고대역 등 광범위한 대역폭에서 작동합니다. 이는 이전 네트워크에서 사용된 3GHz 미만 사양에서 100GHz 이상으로 무선 스펙트럼 리소스를 확장함으로써 달성됩니다. 이러한 조정을 통해 5G는 더 광범위한 대역폭에서 작동하여 용량과 처리량을 확장할 수 있습니다. 기본적으로 이러한 기술 발전으로 인해 단일 네트워크 또는 셀에서 더 많은 장치를 한 번에 연결할 수 있으며 장치가 동시에 데이터를 보내고 받을 수 있습니다.

5G는 어떻게 작동하나요?

3G 및 4G 기술과 마찬가지로 5G는 서비스 영역을 셀이라고 하는 더 작은 지리적 섹션으로 나누는 셀룰러 기술에 의존합니다. 셀 경계 내의 모든 5G 무선 장치는 전파, 기지국 및 안테나를 사용하여 인터넷 및 전화 네트워크에 연결됩니다. 최신 네트워크는 네트워크에 사용자가 한 명만 있을 때 다운로드 속도가 초당 10기가비트(Gbps)에 도달할 정도로 더 빠릅니다.

5G는 대역폭이 더 넓기 때문에 네트워크에서 더 많은 장치를 연결할 수 있을 뿐만 아니라 혼잡한 도시 환경과 같이 많은 사용자가 동일한 네트워크에 있을 때(심지어 동일한 셀에 있더라도) 더 빠른 속도를 제공하여 인터넷 애플리케이션의 품질을 개선할 수 있습니다. 5G 기술이 확장되고 이를 활용하기 위해 구축된 애플리케이션의 수가 증가함에 따라 Verizon, Google 및 AT&T와 같은 점점 더 많은 인기 있는 인터넷 서비스 제공업체(ISP)가 5G 홈 인터넷을 채택하여 사용 사례가 기하급수적으로 증가할 것으로 예상됩니다. 다음과 같은 5G 기술의 특징으로 인해 5G는 그 고유함을 유지하고 향후 모바일 기술을 혁신하는 토대를 마련합니다.

네트워크 슬라이싱

5G 기술을 사용하는 네트워크 운영자가 동일한 인프라에 수많은 독립 가상 네트워크를 배포할 수 있는 능력, 즉 네트워크 슬라이싱에는 많은 잠재적인 비즈니스 애플리케이션이 있습니다. 네트워크 슬라이싱을 통해 기업은 5G 네트워크 기능 모음을 구성하고 사용 사례 또는 비즈니스 모델별로 그룹화할 수 있습니다. 이 기능은 사용자가 선택한 장치에서 보다 안정적인 무선 환경을 제공합니다.

표준 및 사양 개선

5G 네트워크에는 5G NR(New Radio)이라는 새로운 기술을 위해 특별히 개발된 고유한 무선 인터페이스가 있습니다. 이는 5G 모바일 네트워크에서 사용하기 위해 3GPP(3세대 파트너십 프로젝트)에서 구축한 새로운 무선 액세스 기술(RAT)을 의미합니다. 5G NR은 셀룰러 네트워크의 새로운 글로벌 표준으로 구축되었으며, 2018년 말에 첫 상용화가 이루어졌습니다. 오늘날 많은 셀룰러 네트워크 사업자가 5G NR 네트워크를 구축하고 있으며 많은 기술 제조업체가 5G NR과 호환되는 모바일 장치를 구축하고 있습니다. Ericsson의 최근 보고서(ibm.com 외부 링크)에 따르면 2023년 말까지 전 세계 네트워크의 45%가 5G와 호환되며, 2029년 말까지 이 수치는 85%로 증가할 것으로 예상됩니다.

프라이빗 네트워크 기능

프라이빗 5G 네트워크는 퍼블릭 네트워크와 유사하지만 소유자에게 액세스를 제한하고 허가 또는 비면허 무선 5G 스펙트럼을 사용할 수 있는 기능과 같은 향상된 개인화 기능을 제공합니다. 프라이빗 5G는 기업이 산업 공장, 사무실 건물, 대학 캠퍼스, 공항 등 폐쇄적이고 제한된 환경에서 5G 기술의 모든 이점을 활용할 수 있기 때문에 전 세계 기업들에게 인기가 높아지고 있습니다. 프라이빗 5G 네트워크를 통해 기업은 공용 네트워크에 있을 때보다 훨씬 더 프라이빗하고 안전하며 효율적인 방식으로 모든 디바이스, 서비스 및 애플리케이션을 관리할 수 있습니다.

5G의 비즈니스 이점

5G 서비스는 이전 세대의 네트워크에 비해 무선 기술이 많이 개선되었습니다. 다음은 이를 통해 얻을 수 있는 몇 가지 비즈니스 이점입니다.

완전 자율 주행 자동차

4G, 4G LTE 및 3G 네트워크에서는 정보를 주고받는 데 시간이 오래 걸리기 때문에 완전 자율 주행 차량 또는 자율 주행 자동차가 작동할 수 없습니다. 대기 시간이 짧은 5G 네트워크를 사용하면 완전 자율 주행 및 자율 운영 차량이 1/1,000분의 1초만에 정보를 주고받을 수 있습니다.

더 스마트한 공장

공장은 이미 AI와 머신러닝의 사용으로 더욱 스마트해지고 있지만, 5G 인프라의 도입으로 이러한 추세는 더욱 가속화될 것입니다. 5G가 출시되면 공장은 더 많은 기능을 자동화하고, 수천 대의 스마트 기기를 무선으로 연결하며, 거의 실시간으로 데이터에 대응할 수 있는 카메라, 드론, 5G 휴대폰 및 센서를 배치할 수 있습니다. 연비, 건물 설계, 고객과의 상호작용, 장비 수명 주기 및 수리에 이르기까지 모든 분야에 영향을 미치는 이러한 기능의 실제 적용 범위는 어지러울 정도로 넓습니다.

가상 현실(VR)과 증강 현실(AR)

가상 현실(현실 세계를 차단하는 디지털 환경)과 증강 현실(현실 세계를 증강시키는 디지털 콘텐츠)은 5G 기술을 기반으로 하며 많은 비즈니스 애플리케이션을 보유하고 있습니다. 지난 10년 동안 가상 및 증강 현실 기술을 사용하는 휴대폰과 스마트 글래스는 창고 보관 및 상품 운송, 산업 유지보수, 장비 수리 등을 포함한 광범위한 비즈니스 시나리오에 디지털 오버레이, 라이브 뷰 및 기타 기능을 추가했습니다.

엣지 컴퓨팅

엔터프라이즈 애플리케이션을 데이터 소스에 더 가깝게 만드는 분산 컴퓨팅 프레임워크인 엣지 컴퓨팅은 5G 기술의 빠른 속도와 짧은 대기 시간으로 인해 그 성능이 크게 향상됩니다. 엣지 컴퓨팅에서 5G는 컴퓨팅과 데이터 스토리지를 데이터가 생성되는 위치에 더 가깝게 배치하여 제어력을 높이고 비용을 절감하며 인사이트를 더 빠르게 제공할 수 있습니다. 최근 발표된 Gartner 백서(ibm.com 외부 링크)에 따르면 2025년까지 엔터프라이즈 데이터의 75%가 엣지 컴퓨팅을 통해 처리될 것으로 예상되지만 현재는 10%에 불과합니다.

5g 사용 사례

5G 기술이 확산됨에 따라 경제 성장을 촉진하고 연결성을 개선할 수 있는 잠재력은 무궁무진합니다. 다음은 5G 기술이 세상을 변화시킬 수 있는 몇 가지 야심 찬 방법입니다.

더 스마트한 커뮤니티

인구 밀도가 높은 도시 환경에 거주하든 외딴 시골 지역에 거주하든, 인터넷에 연결된 IoT 디바이스에서 정보를 수집하는 5G 기능은 일상 생활을 개선할 수 있습니다. 도시 계획가, 응급 구조대원 및 기타 많은 사람들이 교통량을 줄이고, 더 나은 계획을 세우고, 대기 오염을 줄이고, 일반적으로 서비스를 제공하는 사람들의 삶을 개선하기 위해 향후 몇 년 동안 5G 연결을 모색할 것입니다.

더 나은 의료 서비스

의료 기술과 관련하여 5G 네트워크는 원격 수술, 데이터 관련 인사이트 및 환자 치료의 발전을 가능하게 합니다. 예를 들어, 5G는 대기 시간이 짧기 때문에 HD 비디오를 통해 실시간 정보를 공유할 수 있으므로 원격 수술이 훨씬 더 보편화될 수 있습니다. 또한 5G 네트워크를 사용하여 IoT 연결 디바이스를 통해 환자를 실시간으로 모니터링하면 의사가 직접 감독하지 않는 환자를 더 잘 치료할 수 있습니다.

지속가능성 향상

5G는 탄소 배출, 근로자 안전, 공급망 등과 같은 환경, 사회 및 거버넌스(ESG) 목표를 모니터링하는 기업의 능력을 크게 향상시킬 것입니다. 5G의 많은 이점 중 하나는 이전 모델에 비해 상대적으로 적은 양의 에너지로 정보를 전송할 수 있다는 것입니다. 5G 기술은 또한 탄소 배출량을 줄이는 것으로 입증된 전기 자동차, 스마트 빌딩 및 원격 근무의 개발에 힘을 실어줄 것입니다.