2011년, 4세대 이동통신인 LTE가 우리나라에서 처음 상용화되었다. 이후 LTE-A로 업그레이드되고, 기존의 LTE보다 약 2배 빠르다고 자랑하던 것이 엊그제 같은데[1], 어느덧 약 10년이 지나고 있다. 근 10년 동안 하드웨어의 발전도 컸다.[2] 이제는 주변 물건이라는 모든 물건에 무선 네트워크를 달고 큰 네트워크를 형성해 나가고 있는 추세다. 스마트 폰은 물론 스마트 기기까지 그 모든 기기의 네트워크를 감당하기에 기존의 LTE는 벅차리라. 따라서 앞으로의 앞으로 10년을 책임질 새로운 이동통신망이 나왔으니 바로 그것이 5세대 5G다.

이동통신은 세대를 지나오면서 전 세대의 단점을 극복하고 발전해오고 있다. 먼저 움직이면서 어디에서든지 전화를 걸고 받을 수 있는 아날로그 음성 통화 시대가 바로 1세대 1G다. 1984년에 벽돌 같은 전화기의 안테나를 올리고 전화를 받던 아날로그 이동통신 서비스를 개시했다. 당시 1G는 비효율적인 대역과 보안에 대한 취약한 부분이 문제화되었었다. 그리고 1996년, 세계 최초로 CDMA 방식의 휴대폰 이용이 보편화하기 시작했다. 20대 후반대라면 한 번쯤 봤었을 것이다. 2세대 2G에서는 단순히 이동에만 중점을 둔 것이 아니라 전화만 되던 휴대전화가 문자 메시지를 주고받고, 1세대에서 신경 쓰지도 않았던 보안에 조금 더 중점을 두어 개선되었다. 외관적으로 우리가 알 수 있는 모양새로는 흑백 휴대전화에서 컬러 휴대전화로, 단순히 전화와 문자 기능만을 가지고 있던 휴대전화에 MP3와 카메라를 부착한 휴대전화가 한창 유행이었다. 그리고 2003년 WCDMA가 국내 상용화되고, 애플의 아이폰이 출시되면서 본격적으로 3G 시대가 도래했다. 영상통화를 할 수 있고, 휴대전화로 인터넷 접속도 할 수 있다. 스마트폰이 보편화하면서 본격적으로 스마트 폰 시대의 시작이었다. 많은 이가 걸어 다니며 휴대전화로 인터넷을 검색하고, 문자 메시지가 아닌 채팅 프로그램을 통해 메시지를 보낸다. 그리고 2020년에는 대망의 5세대 5G가 시작된다.[3][4]

5G는 무엇인가? 5G는 오늘날의 4G LTE 이동통신을 뛰어넘은 차세대 이동통신을 설명하는 용어로[] 5G는 기존의 셀룰러 시스템에 비해 훨씬 빠른 속도와 용량을 늘리고, 훨씬 낮은 대기 시간을 갖춘 새로운 네트워크 시스템이다.[5] 최근까지 5G에 대한 표준 정의가 없어, 어느 정도의 수준이 이동통신 기술을 5G라고 규정할 것인지에 대해서 아직 국제적으로 합의된 바는 없다.[6] 하지만 더욱 확실한 것은 지금의 4세대 3band-LTE보다는 약 166배는 빠를 것으로 보고 있다. 감이 오지 않는가? 현재 사용되고 있는 LTE는 약 300Mbps의 속도로, 5G에서는 최대 50Gbps의 다운로드 속도를 제시하고 있으니 이는 가히 놀랄 만하다.[7]

물론 4세대 LTE도 빨랐다. 이미 4G에서 우리는 무선의 네트워크 속도가 유선의 속도를 추월했고, 800MB 영화를 20초면 다운받을 수 있다고 한다. 또한, 달리는 차 안에서 고화질 동영상을 스트리밍 서비스로 끊김 없이 볼 수 있으니 더는 무엇이 필요했을지 의문이다.[8] 앞서 얘기한 것처럼 고화질 스트리밍 등 광대역 네트워크 환경에서 이용할 수 있는 서비스 대부분은 사용하는 데 있어 무리가 없다. 하지만 네트워크 연결이 가능한 기기의 증가 그리고 네트워크를 통해 이동하는 데이터의 보안은 4G에서는 해결방안을 찾기 어려운 문제다. 따라서 한 곳에서는 증가하는 IoT 기기와 암호화 통신이 5G를 구현하는데 충족시켜야 할 필수 과제들이라고 보기도 한다.[9][10] 수없이 많이 연결된 기기와 빼곡하게 구현된 네트워크 환경 그리고 작은 IoT 기기에서 필수적으로 다뤄져야 할 저전력 소모 등 4G의 한계를 넘어서야 한다는 것이다.

5G는 IoT 및 대규모 네트워크에서 요구 사항을 만족하게 하는 대안이다. 5G 요구 사항에는 매우 유연한 네트워크 구조와 및 토폴로지가 필요하다. 좀 더 쉽게 이야기하자면, 5G 네트워크는 LTE가 사용하는 인코딩과 유사한 OFDM이라는 인코딩 유형을 사용한다. 여기에서 에어 인터페이스라는 기술을 융합하여 LTE보다 훨씬 낮은 대기 시간과 유연성을 제공하도록 설계되다. 또한, 대용량의 데이터를 전송할 수 있도록 매우 높은 주파수로 한 번에 몇 개의 블록만 전송시킨다. 더불어, 기존 Wi-Fi 네트워크와 충돌하지 않고, Wi-Fi에 현재 사용되는 비인가 주파수를 통해 데이터를 전송할 수도 있다. 이러한 기술은 올해 T-Mobile의 LTE-U라 불리는 기술과 유사하다. 크기와 모양이 바뀔 수있는 더 많은 작은 셀을 저글링하고 있기 때문이다. 그러나 기존 매크로 셀을 사용하는 때도 5G는 더 넓은 대역폭과 첨단 안테나 기술을 활용하여 현재 시스템보다 용량을 4배까지 향상할 수 있다고 한다.[11]

그러면 이러한 5G는 어디에 쓰일까. 최근 많은 이야기가 오가고 있는 자율주행자동차에 가장 먼저 쓰이지 않을까 한다. 무인 차량은 기본적으로 매우 낮은 시간이 필요로 될 것이다. 시시각각 상황이 변하는 상황을 맞이하는 자동차에서 돌아다니는 정보의 아주 작은 패킷이 교환되면 즉시 처리가 되어야 한다. 이때, 5G를 적용하면 1초당 대기 시간은 데이터 패킷이 두 대의 자동차 사이에서 직접 촬영되거나 가로등 위의 작은 셀에서 다른 자동차로 이동하는 경우에 발생한다. 이러한 과정이 아주 짧은 시간에 이루어져야 하므로 5G의 속도가 관건이다. 또 다른 측면으로 아주 많은 장치가 네트워크에 연결한다는 것이다. 현재의 4G 모듈은 값비싸고 전력 소모가 많으므로 좀 더 저렴한 가격에 전력 소모가 적은 5G의 이동통신이 필요하다는 것이다.[12]

국내에서는 2018년 평창 올림픽을 시작으로 5G 시범 서비스가 제공된다. 또한, 2017년도 미래부 주요 과제 중 하나인 ‘기가 코리아(Giga Korea)’ 사업에 5G 시범 서비스도 주요 사업으로 포함되어 있다.[13] 한마디로 국내에서 5G의 사용이 얼마 남지 않았다는 것이다. 현재로는 시범이지만 2020년에는 서비스 제공을 확정 짓는 것으로 목표로 하고 있다. 이 외에도 5G를 이용한 사업이 주목되고 있다. 새롭게 시작하는 판에서 벌어질 특허전쟁인 것이다.[14] 삼성전자에서는 지난 연말 달리는 자동차에서 초고주파 대역을 이용하여 기가급 데이터 전송을 시연하는 데 성공했다.[15] 또한, SKT와 KT 등 이동통신사에서도 크고 작은 기술을 개발했다는 발표가 계속해서 이어지고 있다.[16] 그야말로 신기술로 이어진 특허전쟁인 것이다. 세계적으로 5G 표준화 일정은 2018년에서 2019에 시작되고 국내에서는 내년 2월쯤 시작되는 5G의 모습이 어떤 식으로 펼쳐질지 기대가 크다.