5G
이동통신 표준
왜 표준이 필요한가?
- 국제적인 표준화가 이루어 진다면 제품간 상호 교환이나 대체가 가증해지면서 높은 기술 경쟁 발생
- 고객은 가격 및 성능면에서 더욱 좋은 제품 사용가능
- 지역화가 아닌 국제 시장을 목표로 할 수 있음
- 제품간의 상호 호환성이 좋기 때문에 규모의 경제가 실현가능, 중복투자 방지, 기술이전 가능
What is 'G'
- 새로운 방식의 통신 방법 및 속도의 변화에 따라 새로운 새대의 이동통신이라고 명명하며 이에 '#G'라고 이름을 새롭게 한다
- 세대를 구분 짓는 명확한 정의는 새로운 서비스가 아닌 서비스를 가능케한 '기술적 혁신'
- '1G'는 아날로그 통식 방식으로 음성 통화 지원
- '2G'는 디지털 방식으로 음성,문자 가능
- '3G'는 화상 통화와 무선 인터넷
- '4G'는 스마트폰의 등장으로 인한 데이터 사용 폭증을 해결하기 위한 기술 -> 더 넓은 주파수대역, 차세대 기술
누가 정하는거야?
- ITU(International Telecommunication Union) 이라는 국제 기구에서 다음 세대가 지녀야할 서비스의 방향과 기술적 우위 및 비전에 대해 정의를 내린다
- 3GPP라는 단체에서 위의 ITU의 목표치에 맞는 기술을 개발하여 표준으로 인정을 받는 식임
5G의 특징은 무엇일까?
1) 초광대역 서비스(eMBB : enhanced Mobile Broadband)
- 기본적으로 대용량 전송 서비스를 감당하기 위해 더 큰 주파수 대역폭을 사용하고 더 많은 안테나를 활용
- 최소 100Mbps, 최대 20Gbps까지의 전송속도를 목표로 한다
2) 고신뢰/ 초저지연 통신(URLLC : Ultra Reliable & Low Latency Communication)
- 원격 로봇 제어, 자율주행차량 등과 같이 실시간 양뱡향 통신이 필요한 기술들을 위한 특징
- 통신 지연시간을 기존 수십 ms 걸리던 걸 1ms 수준으로 최소화하는 것을 목표
3) 대량연결(mMTC: massive Machine-Type Communication)
- 1$km^{2}$ 면적당 1백만개의 연결을 지원하는 것을 목표로 한다
향후 목표
- 기존의 5G 기술은 3.5GHz ~ 6GHz 이하의 주파수를 사용
- 아직 사용되지 않는 6GHz 이상의 주파수 영역을 사용하고자 함
- 고주파를 사용하면 대용량 데이터를 전송하기 용이하다
- $v= f\lambda$ 기억하자
- 주파수가 길어지면 파장이 짧아지므로 회절이 잘 안된다
Beamforming
- 고주파영역의 통신에서는 낮은 주파수때문에 멀리 전파되지 못하고 회절도 안되는 성질이 있다
- 이를 해결하기위해 기존 1개의 안테나를 사용하던 방식에서 수십개의 안테나를 활용하여 에너지를 집중, 간섭에대한 제어를 하는 기술이 바로 빔포밍
- 안테나가 많을 수록 빔의 모양이 예리해지고 에너지를 더 잘 전달할 수 있지만 단말기가 빠르게 지나가는 경우 정확한 추적이 힘들수 있다
Massive MIMO
- 말그대로 다중 Multi-input Multi-output 이다.
- 4G 기술에도 MIMO 기술이 있었지만 안테나의 수가 적어 빔이 예리하지 못하고 1차원적이여서 자유도가 낮아 사용자를 수평적으로 밖에 구분하지 못하였다.
- 5G는 2차원 수직, 수평으로 사용자를 구분하여 좀더 빔을 예리하게 조절하여 연결 시킬 수 있다.
Network Slicing
- 곹오적으로 존재하는 물리적 네트워크 인프라에 소프트웨어 가상화 기술로 가상 네트워크를 여러개 만드는 기술
- 하나의 인프라에서 여러 서비스를 최적화 시켜 제공할 수 있는 장점이 있다
- SDN, NFV 기술이 핵심
- 이를 위해 kubernetes가 필요하지 싶다
NSA, SA
- 초기 단계에는 5G 안테나의 설치 대수가 매우 적으므로 이를 제어하기 매우 힘들다
- 그러므로 처음에는 4G의 통신망을 사용해 data를 control 하고 data flow만 5G 망을 사용한다
- 시간이 흘러 모든 안테나가 설치되었을때 data control 자체도 5G 코어를 통해 제어 하게 되면 이게 SA
참고 : https://images.samsung.com/is/content/samsung/p5/global/business/networks/insights/white-paper/who-and-how_making-5g-nr-standards/who-and-how_making-5g-nr-standards_KR.pdf
