5G 유형: 귀사에 적합한 5G는 무엇인가요?

5G 기술은 버튼 하나만 누르면 디지털 혁신을 실현할 수 있는 만능 솔루션이 아닙니다. 5G에는 세 가지 종류가 있으며, 각 종류에는 고유한 사용 사례와 기능이 있으므로 비즈니스 리더는 이를 잘 이해하고 있어야 합니다.

5G 무선은 저대역, 중대역, 고대역의 세 가지 유형으로 분류되며, 이는 지원하는 무선 주파수의 스펙트럼에 따라 이름이 붙여졌습니다.

• 저대역 5G는 600~900MHz 주파수에서 데이터를 전송합니다.
• 중대역 5G는 1~6GHz로 전송합니다.
• 고대역 5G는 24~47GHz로 전송합니다.

AT&T, Verizon 및 Google을 포함한 모든 주요 북미 통신사(및 전 세계 대부분의 통신사)는 세 가지 대역을 모두 제공합니다. 각 대역이 제공하는 기능에 대해 알아보기 전에 5G 기술 자체와 작동 방식, 그리고 전 세계 기업들이 5G의 잠재력에 관심을 갖는 이유를 자세히 살펴보겠습니다.

5G 또는 5세대 모바일 기술은 5G 네트워크에서 작동하도록 설계된 스마트폰, PC, 태블릿 등의 디바이스 개발을 안내하기 위해 3세대 파트너십 프로젝트(3DPP)에서 2018년에 개발한 무선 네트워크의 새로운 규격입니다.

3G, 4G 및 4G LTE와 같은 이전 무선 기술 표준과 마찬가지로 5G는 전파를 통해 데이터를 송수신합니다. 그러나 지연 시간과 대역폭의 개선으로 인해 5G 네트워크는 훨씬 더 빠른 업로드 및 다운로드 속도를 제공할 수 있습니다. 일부 5G 네트워크의 다운로드 속도는 초당 10기가비트(Gbps)에 달할 수 있어 인공 지능(AI), 머신 러닝(ML) 및 사물인터넷(IoT)과 같은 새로운 기술에 이상적입니다.

5G의 사용 사례가 증가함에 따라 5G에서 실행되는 디바이스를 지원할 수 있는 네트워크에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 북미 지역에서만 현재 2억 개 이상의 가정에서 5G 연결 속도를 이용할 수 있으며(ibm.com 외부 링크) 향후 4년 내에 두 배로 증가할 것으로 예상됩니다.

다른 종류의 무선 네트워크와 마찬가지로 5G 기술은 '셀'로 구분된 지리적 범위에서 작동합니다. 각 셀 내에서 5G 전화, PC 또는 IoT 센서와 같은 장치는 전파를 통해 인터넷에 연결할 수 있습니다. 이와 동일한 연결 설정 방법은 이전 세대의 무선 네트워크에서도 사용되었지만 5G에서는 기술 향상으로 훨씬 더 빠른 속도가 가능해졌습니다.

새로운 RAT 표준

2018년 3DPP에 의해 정의된 셀룰러 네트워크용 5G NR(New Radio) 표준은 모든 5G 모바일 네트워크의 차세대 무선 액세스 기술(RAT) 사양을 정의합니다. 중요한 것은 2018년에 출시된 새로운 RAT가 이전에는 셀룰러 디바이스에서 사용되지 않았던 주파수 대역인 6GHz 이상의 5G 스펙트럼을 개방한다는 점입니다.

네트워크 슬라이싱

2018년 5G 출시의 또 다른 주요 발전은 네트워크 슬라이싱의 추가였습니다. 5G는 통신 사업자에게 동일한 5G 인프라를 사용하여 공용 네트워크 외에 독립적인 가상 네트워크를 배포할 수 있는 기능을 제공합니다. 5G에만 있는 이 기능은 사용자에게 원격 작업 시 더 많은 기능을 제공하면서도 높은 수준의 보안을 유지할 수 있게 해줍니다.

사설 네트워크

5G 지원 기업은 개인화 및 보안 기능을 갖춘 완전한 프라이빗 네트워크를 구축하여 광범위한 사용 사례에서 직원의 제어 및 이동성을 강화할 수 있습니다.

5G는 더 높은 주파수를 활용하고 대용량 데이터를 빠르고 안전하게 전송하는 새로운 기능 덕분에 여러 산업 분야에서 혁신적인 잠재력을 인정받고 있습니다. 2000년대 초 광대역 기술이 처음 출시된 이후 무선 디바이스에서 생성되는 데이터의 양은 기하급수적으로 증가하고 있습니다. 오늘날 AI 및 ML과 같은 최첨단 기술을 구형 네트워크에서 실행하려면 너무 많은 데이터가 필요합니다. 반면에 5G 디바이스는 대규모 데이터 요구 사항이 있는 애플리케이션에 완벽하게 적합합니다. 다음은 5G와 이전 버전 간의 몇 가지 주요 차이점입니다.

• 더 작은 물리적 설치 공간: 5G 송신기는 3G, 4G 및 4G LTE 네트워크에 사용되는 송신기보다 작으며, 커버리지 영역을 분할하는 소형 셀은 더 적은 전력을 필요로 합니다.
• 오류율 개선: 5G 배포는 3G 및 4G 네트워크에서 사용되는 체계보다 훨씬 더 강력한 데이터 전송 회로도인 적응형 수정 및 코딩 방식(MCS)에 의존합니다. 그 결과, 5G의 블록 오류율(BER), 즉 네트워크의 오류 빈도가 훨씬 낮아졌습니다.
• 더 나은 대역폭: 5G는 이전 세대의 네트워크보다 더 넓은 범위의 무선 주파수를 사용함으로써 네트워크에서 한 번에 더 많은 디바이스를 지원할 수 있습니다.
• 짧은 지연 시간: 5G의 짧은 지연 시간(네트워크상의 디바이스 간에 데이터가 이동하는 데 걸리는 시간을 측정한 값)은 비디오 게임, 파일 다운로드, 클라우드 작업과 같은 활동을 다른 유형의 무선 네트워크보다 훨씬 빠르게 처리합니다.

5G 네트워크의 세 가지 유형과 기업이 이를 고려해야 하는 이유에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

저대역 5G

저대역 5G는 TV 및 라디오 방송국의 주파수와 매우 유사한 600~900MHz 사이의 주파수에서 작동합니다. 결코 '번개처럼 빠른' 속도는 아니지만, 이러한 주파수는 여전히 4G 속도보다 훨씬 빠르며(경우에 따라 최대 10배) 장거리를 이동하고 넓은 지역을 커버할 수 있습니다. 도달 범위를 위해 속도를 희생할 의향이 있는 사용자에게는 저대역 5G가 훌륭한 옵션입니다.

중대역 5G

중대역 5G는 저대역보다 빠르지만 여전히 AI, ML, IoT와 같은 최첨단 애플리케이션에 필요한 속도에는 도달할 수 없습니다. 중대역 5G는 1~6GHz 범위의 주파수에서 작동하므로 더 많은 양의 데이터를 전송할 수 있는 더 많은 용량을 제공하지만 넓은 지역에서는 사용할 수 없습니다. 중대역 5G 네트워크를 활용하려는 기업이 고려해야 할 한 가지 중요한 사항은 건물 및 기타 견고한 구조물이 특히 대역폭이 높은 곳에서 연결을 방해할 수 있다는 점입니다.

고대역 5G

고대역 5G는 멀리 이동할 수 없지만 5G의 가장 흥미로운 애플리케이션이 요구하는 초고속 속도를 제공할 수 있습니다. 고대역 5G는 자율 주행 차량, 로봇 공학, 스마트 시티와 같은 많은 혁신 기술의 황금 표준을 설정합니다. 이처럼 자랑스러운 속도와 성능의 대부분은 30~300GHz 사이의 특정 스펙트럼인 5G의 밀리미터파(mmWave) 기술 덕분입니다.

• 밀리미터파(wwWave): 밀리미터파의 사용 사례는 다른 종류의 5G 네트워크와는 약간 다르며 저대역 스펙트럼 및 중대역 5G 네트워크가 제공할 수 있는 것보다 빠른 속도와 성능을 필요로 하는 데이터 센터, 스트리밍 비디오 및 증강/가상 현실(AR/VR)이 포함됩니다. 밀리미터파(mmWave) 5G는 속도와 성능 면에서 다른 유형의 5G보다 우수하지만, 가시선 중단과 관련해서는 동일한 한계가 있습니다. 예를 들어 건물, 울창한 숲, 심지어 폭우도 5G mmWave 연결을 방해할 수 있습니다.
• 동적 스펙트럼 공유(DSS): 더 높은 대역의 5G 주파수가 가지고 있는 일부 가시선 문제에 대처하기 위해 일부 이동통신사는 일반적으로 4G 휴대폰 및 디바이스에 사용되는 것과 동일한 주파수로 5G를 배포합니다. 동적 스펙트럼 공유 또는 DSS 기술을 통해 조직은 기존 인프라를 교체하지 않고도 5G 속도를 달성할 수 있습니다.

5G 기술은 속도 외에도 이전 세대의 무선 네트워크보다 더 안전하고 안정적이어서 모든 종류의 기업이 고려해야 할 새로운 기능과 이점을 제공합니다.

• 매우 안정적인 저지연 통신: 초신뢰성 저지연 통신(URLLC)은 5G 네트워크에서 실행되는 IoT 및 기타 수요가 높은 애플리케이션의 지연 시간 및 안정성 요구 사항을 지원하도록 특별히 설계된 새로운 통신 기능입니다. URLLC를 사용하면 두 당사자가 물리적으로 어디에 있든 즉각적인 통신 속도를 이용할 수 있습니다. URLLC를 사용하면 자동화 및 원격 차량 작동부터 AR/VR 헤드셋을 사용한 게임까지 다양한 작업을 수행할 수 있습니다.
• 향상된 모바일 광대역: 향상된 모바일 광대역(eMBB 기술)은 4G에 비해 대역폭을 향상시키고 지연 시간을 줄이는 5G 서비스의 새로운 표준입니다. 3GPP가 5G NR 표준의 일부로 개발한 eMBB 가이드라인은 5G 네트워크 전반에서 데이터 속도, 대역폭 및 처리량을 높여 광범위한 미디어 서비스를 개선하는 데 도움이 됩니다. eMBB 표준이 적용되는 애플리케이션으로는 비디오 스트리밍, 게임, AR/VR 작업이 있습니다.
• 대규모 기계 유형 통신: 대규모 기계 유형 통신(mMTC)은 3GPP가 5G NR 가이드라인의 일환으로 IoT 기술을 활용하는 서비스 및 애플리케이션을 구체적으로 다루기 위해 내놓은 또 다른 표준입니다. mMTC는 일반적으로 단일 네트워크에서 다수의 IoT 디바이스 및/또는 머신 간의 고속, 저지연 통신을 위해 설계된 네트워크 아키텍처를 다룹니다. mmmTC의 예로는 스마트 교통 네트워크, 스마트 팩토리 및 스마트 에너지 그리드가 있습니다.

5G는 속도, 지연 시간 요구 사항 및 안정성으로 인해 오늘날 가장 많이 언급되는 지원 기술 중 하나로 빠르게 자리 잡고 있습니다. 무인 자동차부터 스마트 에너지 그리드, 원격 수술실까지, 5G가 실현하고 있는 가장 흥미로운 개발 사례를 소개합니다.

• 자율 주행 차량: 택시와 드론부터 무인 비행기에 이르기까지, 5G는 자율 주행 차량의 가장 진보된 설계를 뒷받침하고 있습니다. 5G 이전까지만 해도 무인 자동차는 이전 무선 네트워크 표준으로는 충족할 수 없는 데이터 요구 사항으로 인해 꿈같은 이야기였습니다. 오늘날 5G의 연결 속도는 자동차, 학습, 비행기 등의 원격 또는 자율 주행 분야에서 획기적인 발전을 가능하게 합니다.
• 스마트 팩토리: 5G는 AI, ML 및 IoT 기술과 함께 연비 및 장비 수리부터 도난을 방지하고 작업장을 더 안전하게 만드는 원격 조작 카메라에 이르기까지 모든 분야의 혁신을 통해 공장을 더 안전하고 스마트하며 효율적으로 만들고 있습니다. 예를 들어, 분주한 창고에서는 5G 네트워크에서 작동하는 IoT를 통해 연결된 드론과 카메라가 사람보다 더 빠르고 효율적으로 상품을 찾고 운송할 수 있으며 탄소 발자국도 줄일 수 있습니다.
• 스마트 시티: 고도로 연결된 도시 환경은 법 집행, 폐기물 처리, 재해 완화와 같은 분야의 혁신을 촉진하기 위해 5G 네트워크에 의존하기 시작했습니다. 일부 도시에서는 5G 지원 센서를 사용하여 실시간으로 교통 패턴을 추적하고 신호를 조정하여 흐름을 변경하고 혼잡을 최소화하며 대기 질을 개선합니다. 또한 5G 전력망은 인구 밀도가 높은 지역의 공급과 수요를 모니터링하고 AI 및 ML 애플리케이션을 배포하여 에너지의 수요가 높은 시간과 낮은 시간을 '학습'합니다.
• 스마트 의료: 의료 산업은 5G 연결 속도의 가장 큰 초기 수혜자 중 하나였습니다. 한 가지 예로 로보틱과 5G 네트워크를 통해 인터넷에 연결된 고화질 라이브 스트리밍을 사용하는 원격 수술 분야를 들 수 있습니다. 또 다른 하나는 모바일 헬스로, 5G를 통해 현장의 의료진이 환자 기록에 빠르고 안전하게 액세스하여 생명을 구할 수 있는 정보를 바탕으로 더 빠르고 정확한 의사 결정을 내릴 수 있습니다. 마지막으로, 팬데믹 기간 동안 5G를 활용한 접촉자 추적과 발병지 매핑은 사람들의 안전을 지키는 데 큰 역할을 했습니다.
• 엣지 컴퓨팅: 데이터 소스에 더 가까운 곳에서 계산을 수행할 수 있는 컴퓨팅 프레임워크인 엣지 컴퓨팅은 데이터 처리를 핵심 역량 중 하나로 간주하는 기업의 표준으로 빠르게 자리 잡고 있습니다. Gartner 백서(ibm.com 외부 링크)에 따르면, 2025년까지 기업 데이터의 75%가 엣지에서 처리될 것으로 예상됩니다(현재는 10%에 불과함). 5G 연결성과 속도를 기반으로 하는 이러한 변화는 기업의 시간과 비용을 절약하고 대량의 데이터를 더 효과적으로 제어할 수 있게 해줍니다.

기업이 5G를 완전히 활용하려면 5G를 위해 구축된 플랫폼이 필요합니다. IBM Cloud Satellite를 사용하면 모든 종류의 기업이 5G 네트워크의 온프레미스, 엣지 컴퓨팅 및 퍼블릭 클라우드 환경 전반에 걸쳐 앱을 일관되게 배포하고 실행할 수 있습니다. 그리고 이 모든 것은 IBM Cloud 내에서 안전하고 감사 가능한 통신을 통해 가능합니다.