재작년 아이폰이 국내에 상륙한 이후, 우리나라는 스마트폰 열풍 속에 있다고 해도 과언이 아니다. 사람들은 너나 할 것 없이 스마트폰을 구매했고, 데이터 통신량은 급증해 포화 직전까지 다다랐다. 이에 통신사들은 4G의 상용화를 통해 3G의 한계를 극복하고자 하고 있다. 3G망의 포화를 해결함은 물론 전송속도까지 개선할 해결책, 4G에 대해서 알아보자
4세대 이동통신, 4G
4G에서 ‘G’는 세대를 의미하는 영어단어 ‘Generation’의 머리글자를 따온 것이다. 즉, 4G는 4세대 이동통신 기술을 의미한다. 4G를 정의하는 기준은 기관마다 조금씩 다르지만, 국제전기통신연합(International Telecommunication Union, 이하 ITU)에 의하면 4G는 IMT-Advanced(International Mo-bile Telecommunication)를 포함해, 초기 3G에 비해 충분히 향상된 수행능력과 수용량을 제공하는 3세대 기술을 포함한다고 밝힌 바 있다. 본래는 4G를 정지 시 1Gbps, 이동 시 100Mbps의 속도로 데이터를 제공하는 서비스로 정의했으나, 기준이 완화된 것이다. 이에 따라, 3.9세대로 평가받던 LTE와 Wibro도 4G에 포함될 수 있게 되었다.
아날로그에서 디지털로
그렇다면, 4G 이전 세대는 어떠했을까? 초창기의 이동통신은 아날로그 방식을 이용했다. 이를 1세대 이동통신 기술(1G)이라고 한다. 늘어나는 데이터 전송량을 수용하기 위해 통신사들은 디지털 방식을 도입하게 되는데, 이를 2세대 이동통신 기술(2G)이라고 한다. 2G를 위한 통신 기술로 시분할다중접속기술(Time Division Multiple Acc-ess)을 이용한 GSM(Global Sys-tem for Mobile communication)이 유럽을 중심으로 개발된다. 이에 맞서, 미국 퀄컴사에서는 코드분할다중접속기술(Code Division Multiple Access)을 개발해 IS95 (Interim Standard 95)를 미국식 전송기술 표준으로 삼는다. 이때부터 이동통신 시장은 유럽식과 미국식이 엎치락뒤치락하는 경쟁 구도가 형성된다.
유럽식과 미국식 기술이 경쟁하며 발전
2G가 발전하면서 멀티미디어 전송과 로밍 서비스가 문제로 등장했다. 2G 통신기술의 주파수대역은 국가마다 달라 해외 로밍이 쉽지 않았다. 또한, 대용량의 멀티미디어를 전송하는 데에 수십kbps 수준의 전송속도를 갖는 2G로는 역부족이였다. 따라서 3세대 통신기술은 이러한 문제점을 해결하는 데에 주안점을 두었다.
우선, ITU의 주도로 IMT-2000의 이름 아래 3세대 통신기술 후보들이 제안되었다. 비록 이 기술들 간의 완벽한 통합은 이루지 못했지만, 대체로 비슷한 대역의 주파수를 사용하게 되었으며, 단말기에 다양한 표준 기술들을 탑재해 글로벌 로밍이 가능하게 되었다. 통신 속도도 획기적으로 발전해 현재는 수십Mbps까지의 속도를 갖게 되었다. 대용량 멀티미디어의 전송이 가능해진 것이다. 이때 등장한 기술이 유럽식 기술인 WCDMA (Wideband CDMA)와 미국식 기술인 CDMA2000이다. 각 기술은 계속 진화해, 3.5세대 이상의 기술로 거듭났다. 전기및전자공학과 한영남 교수는 “현재 시장 점유율은 유럽식 기술이 약 80%로 대세를 이루고 있으며, 미국식 기술이 20%를 차지하고 있다”며, “앞으로도 이러한 판도는 쉽게 뒤집히지 않을 것으로 보인다”고 단언했다.
새로운 흐름, Wibro
이렇게 두 진영이 나뉘어 경쟁하던 중 새로운 기술이 등장했다. 바로 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)의 주도로 개발된 WiMax(IEEE 802.16d)다. OFDMA(Orthogonal Frequen-cy Division Multiple Access) 기술을 기반으로 개발된 WiMax는 기지국에서 멀리 떨어진 마을에 신호를 전송해 네트워크를 구축하는 데 사용되는 기술이다. 이 WiMax의 단점인 ‘이동성’을 개선한 기술이 Wibro(Wireless Broadband Inter-net, IEEE 802.16e)다. 국내에서는 상표명을 기술명과 같게 Wibro라고 부르지만, 외국에서는 Mobile WiMax라고 한다.
Wibro는 전혀 새로운 계보의 기술로서, CDMA나 WCDMA와는 달리 삼성전자와 인텔이 주도해 개발한 기술이기 때문에 IEEE의 정책에 근거해 막대한 사용료를 내지 않아도 된다. 또한 기술개발이 빨라, LTE와는 달리 우리나라에서는 이미 상용화가 되어 KT와 SKT에서 서비스하고 있기도 하다. 특히 KT는 Wibro를 4세대 통신망의 주력으로 삼고 있다.
대세를 이끄는 LTE
LTE(Long Term Evolution)는 3GPP(3G Partnership Project)에서 표준화를 진행하고 있는 기술이다. Wibro와 마찬가지로 OFDMA 기술을 받아들여 기존의 3G 통신기술을 장기적으로 진화시킨 기술이라는 의미에서 붙은 이름이다. 현재 대세를 이루고 있는 WCDMA의 후속기술이므로, 기존 망과의 연동이 쉽다. 또한, Wibro와 비교해 고속의 이동성을 보장할 수 있는 기술이기도 하다. 이러한 까닭에 전 세계적으로 LTE가 4G 이동통신 기술의 대세를 이루고 있다. SKT와 LG U+가 주력으로 삼고 있는 4G 이동통신기술도 LTE이며, KT도 LTE를 도입할 것으로 보인다. 전기및전자공학과 성단근 교수는 “Wibro와 LTE 사이에 결정적인 기술적 차이는 별로 없다”라면서도, “LTE가 강세를 보이는 이유는 Wibro가 후발주자이기 때문에 나타나는 어쩔 수 없는 힘의 논리의 측면이 강하다”라고 말했다.
이동통신기술의 미래와 전망
3GPP2에서 주도해 CDMA2000으로부터 발전하던 4세대 이동통신기술 UMB(Ultra Mobile Broad-band)는 퀄컴사가 개발을 포기해 사실상 맥이 끊겼다. 때문에, 기존의 경쟁구도는 IEEE와 3GPP 간의 경쟁으로 바뀌게 되었다. LTE는 이미 LTE-Advanced라는 이름으로 표준화가 진행 중이며, Wibro도 IEEE 802.16m로 진화하고 있다. 이 두 기술을 비롯해 ITU의 기준을 만족하는 기술은 IMT-Advan-ced, 즉 4G에 속하게 된다.
이동통신 기술이 세대를 거듭해 나가면서 빠르게 발전하고 있다. 앞서 3G가 ‘스마트폰’이라는 혁명을 불러왔듯 상용화가 임박한 4G는 어떤 혁명적인 생활의 변화를 일으킬지, 귀추가 주목된다.
