4G와 5G 기술의 차이점은 무엇인가요?

3G, 즉 3세대 이동통신망은 모바일 기기를 이용한 통신 방식을 혁신적으로 변화시켰습니다. 4G 네트워크는 훨씬 향상된 데이터 전송 속도와 사용자 경험을 제공했습니다. 그리고 5G는 수 밀리초의 낮은 지연 시간으로 최대 10기가비트/초의 모바일 광대역 속도를 제공할 수 있을 것입니다.
4G와 5G의 주요 차이점은 무엇인가요?
속도
5G 기술에 대해 사람들이 가장 기대하는 부분은 바로 속도입니다. LTE Advanced 기술은 4G 네트워크에서 최대 1Gbps의 데이터 전송 속도를 제공할 수 있습니다. 5G 기술은 모바일 기기에서 최대 5~10Gbps의 데이터 전송 속도를 지원할 것으로 예상되며, 테스트 단계에서는 20Gbps 이상도 가능할 것으로 보입니다.

5G는 4K HD 멀티미디어 스트리밍, 증강 현실(AR) 및 가상 현실(VR) 애플리케이션과 같이 데이터 집약적인 애플리케이션을 지원할 수 있습니다. 또한 밀리미터파를 사용하면 데이터 전송 속도를 초당 40Gbps 이상으로 높일 수 있으며, 미래의 5G 네트워크에서는 최대 100Gbps까지 가능할 것으로 예상됩니다.

밀리미터파는 4G 기술에 사용되는 대역폭이 낮은 주파수 대역에 비해 훨씬 넓은 대역폭을 가지고 있습니다. 대역폭이 넓을수록 더 높은 데이터 전송 속도를 달성할 수 있습니다.
숨어 있음
지연 시간(Latency)은 네트워크 기술에서 신호 패킷이 한 노드에서 다른 노드로 도달하는 데 걸리는 시간을 측정하는 데 사용되는 용어입니다. 모바일 네트워크에서 지연 시간은 기지국에서 이동 기기(UE)로, 그리고 그 반대로 무선 신호가 이동하는 데 걸리는 시간으로 정의할 수 있습니다.

4G 네트워크의 지연 시간은 200~100밀리초 범위입니다. 5G 테스트 과정에서 엔지니어들은 1~3밀리초의 더 낮은 지연 시간을 달성하고 시연할 수 있었습니다. 낮은 지연 시간은 많은 미션 크리티컬 애플리케이션에서 매우 중요하므로 5G 기술은 저지연 애플리케이션에 적합합니다.
예시: 자율주행 자동차, 원격 수술, 드론 조종 등
첨단 기술

초고속 저지연 서비스를 구현하기 위해 5G는 밀리미터파, MIMO, 빔포밍, 기기 간 통신 및 전이중 모드와 같은 고급 네트워크 용어를 사용해야 합니다.
Wi-Fi 오프로딩은 5G에서 데이터 효율성을 높이고 기지국 부하를 줄이기 위해 제안된 또 다른 방법입니다. 모바일 기기는 기지국에 연결하는 대신 사용 가능한 무선 LAN에 연결하여 모든 작업(음성 및 데이터)을 수행할 수 있습니다.
4G 및 LTE Advanced 기술은 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 및 QPSK(Quadrature Phase-Shift Keying)와 같은 변조 기법을 사용합니다. 4G 변조 방식의 한계를 극복하기 위해, 고차 APM(Amplitude Phase-Shift Keying) 기법은 5G 기술에서 고려되고 있는 기술 중 하나입니다.
네트워크 아키텍처
초기 모바일 네트워크에서는 무선 접속 네트워크(RAN)가 기지국 근처에 위치했습니다. 기존 RAN은 복잡하고, 고가의 인프라가 필요하며, 주기적인 유지 보수가 요구되고, 효율성이 제한적이었습니다.

5G 기술은 효율성 향상을 위해 클라우드 기반 무선 접속 네트워크(C-RAN)를 활용할 것입니다. 네트워크 사업자는 중앙 집중식 클라우드 기반 무선 접속 네트워크를 통해 초고속 인터넷을 제공할 수 있습니다.
사물 인터넷
사물 인터넷(IoT)은 5G 기술과 관련하여 자주 논의되는 또 다른 중요한 용어입니다. 5G는 수십억 개의 기기와 스마트 센서를 인터넷에 연결할 것입니다. 4G 기술과 달리 5G 네트워크는 스마트 홈, 산업용 IoT, 스마트 헬스케어, 스마트 시티 등 다양한 애플리케이션에서 발생하는 대규모 데이터 처리가 가능합니다.

5G의 또 다른 주요 응용 분야는 기계 대 기계 통신입니다. 자율주행 차량은 향상된 저지연 5G 서비스를 통해 미래 도로를 지배하게 될 것입니다.
협대역 사물인터넷(NB-IoT) 애플리케이션, 예를 들어 스마트 조명, 스마트 계량기, 스마트 주차 솔루션, 날씨 지도 작성 등이 5G 네트워크를 사용하여 구축될 것입니다.
초고신뢰 솔루션
4G와 비교했을 때, 미래의 5G 기기는 항상 연결되어 있고, 매우 안정적이며, 효율성이 뛰어난 솔루션을 제공할 것입니다. 퀄컴은 최근 스마트 기기와 미래의 개인용 컴퓨터를 위한 5G 모뎀을 공개했습니다.

5G는 수십억 개의 기기에서 발생하는 엄청난 양의 데이터를 처리할 수 있으며, 네트워크 확장성 또한 뛰어납니다. 4G와 현재의 LTE 네트워크는 데이터 용량, 속도, 지연 시간, 네트워크 확장성 측면에서 한계가 있습니다. 5G 기술은 이러한 문제들을 해결하고 서비스 제공업체와 최종 사용자에게 비용 효율적인 솔루션을 제공할 수 있을 것입니다.