5세대 이동 통신(5G, fifth generation technology standard[1])은 2018년부터 채용되는 무선 네트워크 기술이다.[2] 26, 28, 38, 60 GHz 등에서 작동하는 밀리미터파 주파수를 이용하는 통신이다.
2017년 12월의 3GPP 릴리스 15[3]가 5G의 가장 일반적인 정의이다. 일부는 더 엄격한 ITU IMT-2020 정의를 더 선호하지만[4] 훨씬 더 빠른 속도의 고주파수 대역만 포함하고 있다.
미국의 Verizon 사업자가 5GTF (5G Technology Forum)를 2015년 말에 설립하여 주도하고 있으며, 5GTF에 한국에서는 KT와 SKT가 합류를 하였고, 일본의 Docomo 가 가세해 있다. 5GTF는 5G기술의 1단계로 None Mobility 제품에 대한 Trial 용 규격을 발표했으며, Verizon은 5G CPE (Customer Premises Equipemt = 셋탑박스) 시범 서비스를 2017년 2월부터 시작하고 2017년말에는 상용화하겠다는 계획을 발표한 이래, 한국은 2018년 12월 1일부로 상용화를 위한 5G 무선 이동통신을 세계 최초로 개통했다.
5G 기술
작은 셀
장파 (longwave)와 단파(shortwave) 사이의 전파가 이동할 때 특성 차이
5G 네트워크는 광대역을 구현하기 위해서 주로 밀리미터 파를 사용한다. 밀리미터 파의 직진성으로 인해 장애가있을 때 충돌 및 분산이 발생할 수 있다. 그러나 10G 이상의 광대역 서비스를 제공하려면 밀리미터 파를 사용해야하므로. 밀리미터 파가 중간에 손상되지 않도록 하기 위한 방법이 필요하다. 즉 5G 네트워크에 대한 연결이 끊어지지 않도록 근거리로 셀을 구성한 소규모 네트워크를 구축 할 수 있다. 다시 말해, 셀 크기를 더 작게 만들기 위해, 셀은 약 25,000-30,000m의 거리에서 작은 규모로 구성한다. 이 지역에는 여러 개의 수많은 [MIMO] 안테나가 있으며, 이것을 5G 고정 무선 서비스(5G fixed wireless service. ) 로도 부른다.
빔 포밍(Beamforming)
이것은 5G 네트워크의 주요 기술 중 하나이다. 데이터 속도를 높이고 대용량 MIMO 안테나를 사용하여 대역폭을 향상시킬 수있는 타겟 빔 및 고급 신호 처리를 통해 데이터를 전송하므로 많은 데이터가 실제로 필요한 장소에 집중적으로 무선 신호를 전송하는 기술이다. 쉽게 설명하자면 4G이전에 기술에서는 데이터를 전달하는 주파수를 여러 사용자가 나누어 공유했다. 때문에 한 기지국 안에 많은 사용자가 몰리게 되면 속도가 떨어질 수 밖에 없지만, 5G는 빔 포밍기술(주파수를 특정 공간(구역)으로 집중시키는 기술)을 사용하여 특정사용자에게 주파수 전체를 할당할 수 있으며 이를 통해 한 기지국에 많은 사용자가 몰리더라도 모든 사용자가 최고의 속도를 서비스 받을 수 있게 된다..
5G 네트웍 구축
5G 모바일 네트워크는 기존의 4G 네트워크 인프라를 기반으로 구성한다.
모바일 업계가 5G 인프라를 구축하기 위해서는 5G 주파수의 밀리미터 파 (3.6 GHz, 6 GHz, 24-86 GHz 대역 등)를 고려해야 한다. 길이가 수십 센티미터 인 3G 또는 4G 주파수 (예 : 850MHz, 1,800MHz, 2,100MHz, 2,300MHz 및 2,600MHz) (48)을 비교하는 1 ~ 10mm 파가 필요 하다. 5G 네트워크 셀룰러 타워는 현재 3G / 4G 기지국 타워에 비해 훨씬 작은 셀을 위해 설계되어야 한다. 3G / 4G 네트워크 셀룰러 타워의 경우, 출력 전력을 조정하여 최대 50km-150km를 기적으로 커버 할 수 있지만, 그러나 5G 셀 스테이션은 이상적으로 250-300m의 거리를 커버하도록 설계되어야 한다.[5][6]기술적 한계. 주로 5G에서 사용되는 밀리미터 파 스펙트럼 (30GHz-300GHz)은 주파수 특성으로 인해 짧은 거리 만 전송할 수 물리적 장애물 (예 : 건물)에 의한 중요한 전파 차단으로 직선적 인 밀리미터 파의 기술적 과제가 있다. 이 문제를 극복하기 위해 제안된 5G 표준 설계 방법은 단거리 (약 250-300m)의 소형 셀 스테이션 만 배포할 수 있다. 인프라는 이전의 4G 롤아웃과 상당히 다른데, 작은 수의 큰 셀보다는 많은 수의 작은 셀을 5G에 사용 한다.[7]
미국 통신 사업자들은 무선 및 이동 통신이라는 두 가지 별개의 범주로 계획을 세운다. 고정 무선 기지국은 일반적으로 주거용 광대역 고객에게 mmWave 대역을 사용하는 1Gbit/s 이상의 속도로 서비스 한다. 모바일 기지국은 기존의 LTE 또는 새로 할당 된 밴드에서 6GHz 이하의 스펙트럼을 사용하여 향상된 5G 네트워크와 기존의 LTE 비슷한 성능을 동시에 제공하는 것을 목표하여 5G 네트웍을 구성한다. 미국 최대 통신사 버라이즌은 미네소타 등 도시에 5G 네트워크를 먼저 구축하였다.[8][9]
