무선이동 통신의 발전사
무선 이동통신 규격은 큰 범주로 1세대(1G), 2세대(2G), 3세대(3G), 4세대(4G), LTE, LTE-A, 광대역 LTE, 광대역 LTE-A, 3밴드 LTE-A 이동통신 방식으로 발전중이다.
이동통신의 발전과정
1G통신 규격
1G 이동통신 방식은 '아날로그 통신'이었다. 즉, 음성을 그대로 전송하는 방식이기 때문에 전송하는 데이터양이 컸을 뿐 더러 전송속도의 한계도 있었다. 게다가 사용자가 많이 몰릴 경우 주파수가 부족해 아예 통화가 되지 않는 경우도 발생하는 등 문제점이 많았다.
2G 통신 규격
2G 이동통신 방식은 기존 아날로그 방식인 1G 이동통신의 단점을 개선해 음성을 디지털 신호로 변환해 전송하는 '디지털 통신'이다. 통신 방식이 디지털로 전환됨에 따라 1G 이동통신 방식보다 적은 데이터양으로 훨씬 더 깨끗한 품질의 통화를 할 수 있었다. 데이터 전송속도는 14.4~64Kbps이고, 1996년 국내에 도입된 이래 현재까지 사용되고 있다.
2G 이동통신 규격은 GSM(Global System for Mobile communications, 유럽 방식)과 CDMA(Code Division Multiple Access, 미국 방식)으로 나뉜다. 전세계적으로 GSM을 더 많이 사용했지만, 국내는 모두 CDMA방식을 채택했다.
3G 통신 규격
3G 이동통신 규격은 2002년 12월부터 상용화되어 아직까지 보편적으로 사용되고 있다. 처음에는 'IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000, 국제 모바일 텔레커뮤니케이션 2000)'이라고 명명되었던 프로젝트로 진행되어, 2000년부터 1,800~2,200MHz 주파수 대역을 전 세계 공통으로 적용하려 했으나 제대로 시행되지는 않았다. 통합 방식을 꿈꿨지만, 결론적으로 유럽식 GSM은 WCDMA로, 미국식 CDMA는 CDMA 2000으로 각각 나뉘어 발전됐기 때문이다. 3G 이동통신 규격의 전송속도는 144K~2.4Mbps로 실시간으로 동영상, 사진 등을 전송할 수 있을 만큼 전송속도가 향상되었다.
4G 통신 규격
2008년 ITU(International Telecommunication Union, 국제 전기통신 연합)에서 4세대 이동통신 규격을 정의하면서, 저속 이동 시 1Gbps, 고속 이동 시 100Mbps의 속도로 데이터를 전송할 수 있어야 한다고 규정했다. 이에 따르면 초기 국내 및 해외에 적용된 LTE, 와이브로는 엄밀히 말해 4세대 이동통신 규격이라 할 수 없다. 또한, 당시 ITU는 4세대 이동통신 규격의 선정 후보로 LTE를 개선한 LTE-Advanced(이하 LTE-A)와 와이브로를 개선한 와이브로-에볼루션(Wibro-Evolution, 와이맥스2)을 언급한 바 있다.
LTE
LTE는 3G 이동통신 규격 중 유럽식 WCDMA에서 발전한 이동통신 규격이다. LTE의 전송속도는 이론적으로 다운로드 최대 75Mbps, 업로드 최대 37.5Mbps이다. 기존 WCDMA HSPA의 전송속도는 다운로드 최대 14.4Mbps, 업로드 최대 5.8Mbps였다. 즉, 이론적으로 LTE는 WCDMA HSPA 대비 다운로드는 최대 5배, 업로드는 최대 7배 정도가 빠르다.LTE는 지난 2009년 12월 14일, 스웨덴 스톡홀름과 노르웨이 오슬로에서 텔리아소네라(TeliaSonera)사가 최초로 상용화하였다. 이후 미국의 버라이즌과 AT&T, 유럽의 보다폰, 일본의 NTT도코모 등 전세계에서 여러 이동통신사가 LTE 이동통신 규격으로 전환했다.
LTE-A
LTE-A는 차세대 LTE 기술을 뜻하며, 사실 LTE-A의 기술 근간은 LTE에 대부분 다 포함되어 있다. LTE라는 이동통신 기술을 구현하기 위한 기술이 10개가 있다면, LTE-A는 그 10개의 기술에 2~3개의 기술을 더한 셈이다. 업계 전문가는 LTE는 기술적인 완성도로 봤을 때 100점 만점에 95점을 줄 수 있을 정도로 잘 만든 기술이라고 말한다. LTE-A는 나머지 5점을 더 올리기 위한 보완 기술이라고 생각하자.
광대역 LTE
LTE-A처럼 주파수 대역폭을 20MHz 즉, 2배로 늘렸기 때문이다. 다만, 대역폭을 늘리는 방식이 LTE-A와 다르다. 서로 다른 주파수 2개를 묶는 것이 아니라, 기존 주파수의 인접대역을 더해 20MHz를 확보한 것이기 때문이다. 참고로, 광대역 LTE는 LTE-A와 비교해 이동통신의 서비스 안정성이 높다고 평가된다. 같은 주파수 대역이기 때문에 대역폭을 조금 더 늘리면 그만이다. 그만큼 사용자는 서비스를 이용하기 편하고, 이동통신사도 서비스를 제공하기 편하다.
광대역 LTE-A
광대역 LTE-A의 최대 다운로드 전송속도는 225Mbps다. 가용할 수 있는 주파수 대역폭을 30MHz로 넓혔기 때문이다.
3밴드 LTE-A
3밴드 LTE-A는 주파수 3개를 묶어 주파수 1개처럼 사용하는 기술이다. 기존 광대역 LTE 20MHz 대역폭에 다른 주파수의 10MHz 대역폭 2개를 더해, 총 40MHz 대역폭으로 서비스한다는 뜻. 20+10+10은 40이며, 150+75+75는 300이다. 기술 방식은 같으며, 사용하는 주파수 대역폭이 조금씩 다를 뿐이다. 2015년 현재, 국내 이동통신 3사 모두 3밴드 LTE-A 서비스를 지원하고 있다.