무선데이터통신기술의 진화 - 1세대부터 4세대 Wimax, LTE

무선데이터통신기술의 진화과정

무선통신망은 1세대 기술인 아날로그 이동통신 방식의 음성통신전용망에서 출발하여, 2세대에서는 디지털 망으로 바뀌면서 음성뿐만 아니라 저속이긴 하지만 데이터통신이 가능하게 되었고, 2~3세대를 거치면서 계속 데이터 전송속도를 높여 가는 방향으로 진화해 왔습니다. 최근 모바일 와이맥스(와이브로), LTE와 같은 4세대(4G) 무선광대역데이터통신기술이 상용화되어 무선을 통한 대용량 멀티미디어서비스가 가능하기에 이르렀습니다.

무선데이터통신기술의 진화과정 : 자료 : WiMAX Forum, November 2009를 참조

A. 1G (1세대)

1G 이동통신방식은 아날로그 통신으로 음성을 그대로 전송하는 방식이기 때문에 전송하는 데이터의 양이 컸을 뿐만 아니라 전송속도의 한계도 있었습니다. 1G 이동통신은 국내에서는 1988년부터 1996년까지 적용되었습니다.

B. 2G (2세대)

2G 이동통신 방식은 기존 아날로그 방식인 1G 이동통신의 단점을 개선해 음성을 디지털신호로 변환해 전송하는 디지털통신입니다. 통신방식이 디지털로 전환됨에 따라1G 이동통신 방식보다 적은 데이터 용량으로 깨끗한 품질로 통화할 수 있게 되었고 간단한 문자메시지 전송과 같은 서비스가 가능하게 되었습니다.  1996년 국내에 도입된 이래 현재까지 사용되고 있습니다.

참고로 2G 이동통신규격은 유럽방식인 GSM(Global System for Mobile Communication)과 미국방식인 CDMA (Code Division Multiple Access)로 구분되며, 국내는 CDMA 방식을 채택하였습니다.

C. 3G (3세대)

3G 이동통신규격은 2002년 12월부터 상용화되어 현재까지 적용되고 있습니다. 최초에는 IMT-2000이라는 프로젝트로 진행되어, 2000년부터 1,800~2,200MHz 주파수대역을 전세계 공통으로 적용하려 했으나 제대로 시행되지 않았습니다.

유럽식 GSM은 WCDMA로, 미국식 CDMA는 CDMA2000으로 각각 나뉘어 발전되었기 때문입니다. 미국식 CDMA2000은 CDMA2000 EVDO, Rev. A/B 등으로, 유럽식 WCDMA는 HSPA (HSDPA/HSUPA), HSPA+ 등으로 발전하며 데이터전송속도가 향상되었습니다.

전 세계적으로 보면 WCDMA 방식이 70% 이상을 차지하고 있으며, 현재 국내에서는 SKT와 KT가 HSPA, HSPA+방식으로, LG U+는 CDMA2000 EVDO Rev. A방식으로 서비스하고 있습니다.

D. 4G (4세대)

4G 이동통신은 2008년 ITU(국제전기통신연합)가 정한 '고속 (시속 100Km 이상) 이동 중에는 100Mbps, 저속 이동 중에는 1Gbps의 전송이 가능한 이동통신기술’을의미하며, 2010년 10월에 와이맥스2와 LTE-Advanced가 4G 기술로 채택되었습니다.  
현재 해외 및 국내에서 제공 중인 LTE, 모바일 와이맥스(와이브로) 서비스는 엄밀히 말해 4G서비스로 규정할 수는 없으나, 2010년 12월 ITU(국제전기통신연합)에서 LTE, 모바일 와이맥스(와이브로), HSPA+ 등을 4G 이동통신에 포함시킨다는 발표를 하면서 전세계적으로 4G로 통용되고 있습니다.

① WiMAX 기술개요

와이맥스(WiMAX, Worldwide Interoperability for Mcrowave Access)는 기존 Wi-Fi(IEEE802.11)보다 그 기능 및 범위를 확장한 개념으로 광역 / 옥외 서비스용 무선기술을 의미합니다.

WiMAX Forum(IEEE802.16 표준에 기반한 시스템 및 단말의 시장 활성화를 위해 제조업체 및 서비스 제공업체들이 중심이 되어 만든 비영리 단체)은 와이맥스를 ‘케이블, DSL의 대안으로서 최종 사용자가 무선으로 초고속 인터넷을 사용할 수 있게 하는 표준 기반의 기술’이라고 설명하고 있습니다.

WIMAX Forum은 와이맥스 기술을 크게 고정형 와이맥스(Fixed WiMAX)와 이동형 와이맥스(Mobile WiMAX)로 구분하고 있습니다.

와이맥스는 IP 기반기술로 유선망과의 통합이 용이하다는 장점을 갖고 있으며, 현재 음성통신은 제공되지 않고 있으나, 향후 음성기술을 탑재하여 표준기술로 진화될 전망입니다.

② LTE 기술개요

LTE(Long-Term Evolution)는 유럽을 중심으로 한 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 계열의 이동통신 기술로 2000년대 초반 WCDMA를 거쳐 하향속도를 향상시킨 HSDPA, 상향속도를 향상시킨 HSUPA를 거쳐, HSPA, HSPA+, LTE로 진화했으며, 향후 LTE-Advanced로 진화할 예정입니다.

기존 WCDMA 기반 네트워크와 유연한 연동이 가능하다는 장점이 있으며, 2009년 9월 첫 상용화 이후, 2011년 본격적으로 서비스 도입이 이루어져 2011년 12월 현재 28개국에서 서비스를 제공하고 있습니다.

[WiMAX vs. LTE 비교]

구분	WiMax	LTE
기반기술	인터넷(IP) 기술에서 접근	이동통신(Cellular) 기술에서 접근
지향점	All IP (모든 통신망이 인터넷 망으로 통합되는 것)을 지향하는 것은 동일  (기술적 유사성 면에서도 80% 이상 동일한 기술임.)
표준화 단체	IEEE에서 규격 제정     IEEE 802.16d(Fixed WiMAX)  IEEE 802.16e(Mobile WiMAX, 주1)  IEEE 802.16m(WiMAX2.0)	3GPP에서 규격 제정     FDD-LTE  TDD-LTE  LTE-Advanced(Rel.10)
최초 상용시기	2006년	2010년
주요 지지세력	PC, 인터넷기술에 강점을 가진 그룹  (예:  Intel 진영)	3G 이동통신사업자
지지국가	한국, 미국, 일본이 주도	FDD-LTE:  유럽이 주도  TDD-LTE:  중국이 주도
특장점	유선인터넷망과 통합이 용이  시스템이 간단하여 안전성, 보안성 탁월  본격적 데이터통신에 적합  (VoIP기술을 통한 음성통신도 가능)	기존 이동통신 인프라와 호환 용이  (VoLTE로 음성통신 지원)
	주요 주파수대역이 2.3GHz, 2.5GHz, 3.5GHz의 3개로 상대적으로 단순하여 글로벌 로밍 (Global Roaming)에 유리	주파수대역이 각국별로 너무 다양하여 글로벌로밍(Global Roaming) 면에서 상대적으로 불리함
향후 전망	상대적으로 저렴한 설치비용으로 유선 및 이동통신 인프라가 열악한 신흥개발국가 (Emerging Market)에서 확대가 예상됨.	이동통신인프라가 잘 정비되어 있는 유럽 등 선진국 중심으로 발전 전망
	PC, Tablet PC 등 본격적인 데이터 통신단말 중심 발전 전망	스마트폰 중심으로 발전전망

주1. 모바일 와이맥스와 와이브로는 동일한 개념으로, 와이브로는 모바일 와이맥스의 국내 서비스 명칭이며 모바일 와이맥스가 국제적으로 통용되는 명칭임.