IP기반 4세대 표준이동통신망 4G 개념

4G를 이야기할 때 이동중 100M bps, 정지해 있을 때 1G bps의 전송속도를 제공하는 무선통신기술이라고 많이 합니다. 실제로 그 정도 속도가 나온다면 정말 후덜덜 이겠죠.. ^^

그런데 IMT-2000으로 WCDMA가 나놀 때나 최대 14M까지 나오는 HSDPA, 그리고 이동중에도 18.4M bps 정도 나오는 Wibro가 처음 나올때도 앞으로 모바일 세상을 변화시킬 기술인 것처럼 이야기 한 걸 돌이켜 보면, 정말 4G가 현재의 모바일 네트워크를 모두 대체할 수 있는지는 지켜 봐야 할 것 같습니다.

이와 관련해서 4G Mobile Phone이라는 약간 황당한 동영상이 있습니다.
일반적으로 4G 모바일 폰이 나오면 뭐든지 다 되는 것처럼(Anytime, Anywhere, Anydevice, Anyone) 이야기하는 것을 패러디한 듯 합니다.



하지만 속도만으로 보면 유선을 넘을 수 있는 최고의 스펙이므로 어떤 기술들을 통해서 가능할 수 있는지 정리해 보도로 하죠. 먼저 이동통신의 발전방향부터 살펴보겠슴다.

이동통신망 발전방향

구분	1G	2G	2.5G	3G	3.5G	4G
특징	아날로그	디지털	무선인터넷	멀티미디어	광대역 통신	방송,통신,인터넷
기술	AMPS	CDMA	CDMA2000	1xEVDO, WCDMA	HSDPA, Wibro	IMT-Advanced
전송속도	10K bps	14.4~64K bps		144K~2M bps		100M~1G bps
도입시기	1988	1996	2000	2003	2006	2010
서비스	음성	문자 메시지	벨소리 다운	동영상	영화, TV	유무선 통신/방송

4G의 후보
4G는 ITU에서 IMT-Advanced라는 이름으로 진행중인 4세대 이동통신 표준을 이야기 합니다.
현재 존재하는 기술 중에서 하나를 택해서 진정한 All IP, 방송/통신/인터넷의 융합에 적용하겠다는 것인데요.

후보에 속하는 기술로는 3G LTE의 업그레이드인 LTE-Advanced, Wibro/WiMAX의 업그레이드인 WiMAX Evolution정도가 있습니다.
퀄컴이 주도하던 UMB(Ultra Mobile Broadband)도 있었는데 LTE쪽에 조금 밀리는 경향을 보이더니 기술개발이 중단되었다고 하네요.

WiMAX는 우리나라가 원천기술을 가지고 있는 것으로 보이는데.. 맞나요? 만약 표준이 된다면 국익에 상당한 도움이 되겠네요..
아~ 최근에 차세대 WiFi 기술인 802.11 VHT(Very High Throughtput)도 새로운 후보 기술로 떠오르고 있다고 합니다.

LTE는 GSM/WCDMA 계열로서 이동통신 사업자 중심의 서비스를 제공하므로 기존 이동통신과 연동이 쉽다는 장점이 있습니다.
반면 WiMAX는 주로 유선사업자들이 무선으로 영업을 확장하기 위한 것으로서 처음부터 IP 기술을 기반으로 개발되어 국내 및 일부 국가에서 상용화 서비스를 제공하고 있는 상황입니다.

4G의 주요기술
4G에 사용되는 주요 기술로는 MIMO, Smart Antenna, UWB, SDR, OFDM, OFDMA, LPDC등이 있습니다.
각각에 대해서 간략하게 정리해 보려고 합니다.

MIMO(Multiple Input Multiple Output)
- 무선랜 802.11 n에서 채택하기도 한 기술이죠.. 송수신단에 여러개의 안테나를 배열해서 전송률을 증가시킨 방식입니다.
- 여러 안테나의 신호간 간섭을 최소화하기 위해 OFDM과 함께 사용한다고 하네요.

Smart Antenna
- 안테나 빔 형성 기술을 이용해서 특정 방향으로 신호를 선택적으로 송수신하는 것을 말합니다. 즉, 지향성 스피커처럼 신호를 받을 사람에게만 강하게 보내주는 것을 생각하면 될 듯 합니다.

UWB(Ultra Wide Band)
- 사용하는 주파수 대역이 아주 넓은 초 광대역을 사용하는 기술이라고 합니다. 이를 통해 초고속 통신이 가능하면서도 낮은 송신전력으로 소형화가 가능하게 해 줄 수 있다고 하네요

SDR(Software Defined Radio)
- 서로 다른 기기를 사용해야 했던 여러 방식의 무선 통신 서비스를 하드웨어가 아닌 소프트웨어의 변경만으로 통합 수용할 수 있는 기술을 말한다고 합니다.
- 단말기의 하드웨어가 아닌 소프트웨어에서 다양한 통신 서비스를 제공해 줄 수 있다면 상당히 의미가 있을 듯 하네요..

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
- 서브 채널을 중첩함으로써 대역폭을 절약할 수 있는 기술로 다중 경로를 다루는데 효율적인 방법이라고 합니다.

OFDMA(OFD Multiple Access, OFDM/FDMA)
- 한 사용자가 모든 반송파를 독접하지 않고 여러 사용자가 반송파 집합을 서로 다르게 분할 할당 받아 사용하는 다중 사용자 접속 방식이라고 합니다.
- OFDM을 다시 한번 나누어서 보내기 때문에 대용량 데이터를 고속으로 동시에 보낼수 있는 기술이라고 합니다.

LDPC(Low Density Parity Check)
- 오류 정정 부호의 일종으로 이론적인 최대치인 Shannon limit에 근접한 수준으로 데이터 전송률을 유지할 수 있는 부호라고 합니다. (Shannon limit: 샤논이 제시한 SNR-신호대잡음비-의 최소량을 말함)

그렇다면 4G 기술이 성공하기 위한 요건들을 정리해 보도록 하겠습니다.

4G 성공요건
첫째, 모든 새로운 기술들이 마찬가지로 단순히 마케팅 구호로 전략해서는 안된다는 겁니다. 실제 소비자들이 사용해 보고 이동중에도 100M 이상의 속도를 느끼고 스마트폰의 확산으로 이런 속도가 절실하다면 저절로 4G의 시대는 열리게 될 것으로 생각됩니다.

둘째, 유선사업자의 시장 축소나 이통사의 전화수익 감소를 우려해서는 안된다고 봅니다. 4G 망을 구축하기 위해서는 또다른 투자가 필요가 하겠지만 애플의 앱스토어처럼 새로운 시장을 만들어나갈 수 있을거라고 봅니다. 4G 시대가 열린다면 전화 통화료 보다는 데이터 요금이 훨씬 수익창출에 도움이 될 거라 생각합니다.

이상으로 4G 관련 내용 정리를 마칩니다. 새해에는 꼭 제가 하고 있는 일, 분야가 아니더라도 궁금하거나 관심있는 내용을 정리해서 블로그에 올려놓으려고 합니다. (아는 것만 적으려 했더니 밑천이 다 떨어져서요.. ^^ )