휴대폰의 발전 과정 : 최초의 휴대폰 ~ 5G로의 발전

휴대폰의 발전 과정 : 최초의 휴대폰 ~ 5G로의 발전  

 

 

휴대폰의 발전 과정 : 1세대 이동통신 ~ 5G로의 진화

변화하는 사용 패턴에 맞추기 위해서는 대략 10년마다 새로운 세대의 휴대폰 네트워크가 필요합니다. 1973년 4월 3일, 마틴 쿠퍼가 모토로라에서 그의 팀이 개발한 전화기를 시연했을 때, 이동 중에 전화를 걸 수 있게 되면서 휴대폰이 탄생하였습니다. 이제 휴대폰은 데이터에 의해 구동되는 장치로 통화가 일종의 옵션으로 자리 잡았습니다. 

 

음성 전용에서 데이터 중심으로

1980년대 초 유럽에 등장한 1세대 이동통신은 아날로그 기술을 이용하여 전화를 걸고 받을 수 있는 음성 전용 서비스를 제공하였습니다. 그것은 1990년대에 유럽이 GSM(이동통신 글로벌 시스템) 표준을 만들면서 2세대 디지털 네트워크로의 이동을 개척하면서 바뀌었습니다. 그 시점부터, 모바일은 단순히 디지털 네트워크가 음성뿐만 아니라 텍스트도 전달할 수 있도록 허용했기 때문에 데이터가 지배하는 장치가 되기 위한 여정을 시작할 수 있었습니다.

1990년대는 인터넷, 더 구체적으로는 월드 와이드 웹을 집에서 접근할 수 있게 되었습니다. 이는 결국 1999년 노키아 7110이 출시되면서 매우 원시적인 형태로 가능해지면서, 전화기의 웹에 접속하려는 욕구를 불러일으켰습니다. 인터넷 접속의 목마름은 점점 더 많은 데이터 처리 능력을 제공할 수 있는 2세대 이동 통신망의 개발을 촉진시켰습니다. 모바일 데이터 전송률은 2G에서 2.5G(일반 패킷 무선 서비스 네트워크)로, 이후 2.75G(Edge) 네트워크로 꾸준히 발전하게 되었습니다.

 

애플의 혁명

2007년 애플의 아이폰이 시장에 진출해 스마트폰을 완전히 재정립하면서 세계는 발칵 뒤집혔습니다. 애플은 전화기를 컴퓨터로 대신하게 하였고, 전화 기능을 두 번째로 옵션으로 만들면서 상황을 바꾸었습니다. 앱의 창조는 점점 더 확대되는 전화 기능들과 결합되어, 우리의 데이터 서비스 소비를 더욱 가속화시켰습니다. 현재 구글 지도와 같은 소셜 미디어 앱과 다른 앱들이 우리의 사용을 지배하고 있으며, 모든 이동 통신사들은 결과적으로 그들의 네트워크의 데이터 트래픽이 크게 증가하게 되었습니다.

2012년 4G 출시는 이 같은 데이터 상승 추세에 대한 업계의 해답이었습니다. 오늘날의 4G(LTE) 네트워크는 데이터 서비스를 지원하고 50Mbps를 넘는 인터넷 접속 속도를 제공합니다. 이 같은 데이터 용량의 발전과 함께, 차세대의 큰 성장은 스트리밍 서비스와 고화질 비디오 세계가 모바일로 변하면서 큰 발전을 이루게 되었습니다. 그 결과 4G에서 전화 통화는 그저 또 다른 데이터 서비스가 되었습니다.

 

세상을 바꿀 기술 : 5G

5세대 이동통신 기술인 5G는 무선기기의 속도에 있어서 엄청난 도약입니다. 5G는 기존 4G 네트워크보다 10~100배 빠른 데이터 전송 속도를 목표로 하고 있습니다. 사용자는 4G의 초당 수십 메가비트(Mb/s) 속도보다 훨씬 큰 초당 기가비트(Gb/s)의 다운로드 속도를 볼 수 있게 될 수도 있습니다.

이것은 오늘날에는 불가능했던 새로운 응용 분야를 가능하게 할 것이기 때문에 의미가 있습니다. 일례로 초당 기가비트 데이터 전송 속도로 몇 초 만에 휴대폰이나 태블릿에 동영상을 다운로드할 수 있게 됩니다. 그러한 유형의 데이터 전송률은 가상현실 애플리케이션이나 자율 주행 자동차를 가능하게 합니다.

높은 데이터 전송률을 요구하는 것 외에도 증강현실이나 자율주행차처럼 사용자의 환경과 상호작용하는 신흥 기술도 높은 데이터 전송률을 요구할 뿐만 아니라 매우 낮은 대기시간을 요구할 것입니다. 이 때문에 5G는 1밀리 초 이하의 대기시간을 달성하는 것이 목표이며, 모바일 장치는 사용자에게 즉각적으로 나타나는 1천분의 1초 이내에 정보를 주고받을 수 있을 것입니다.

많은 사람들은 5G가 사회에 제공할 수 있는 혜택이 알려지지 않은 것들보다 훨씬 더 크다고 믿고 있으며, 5G가 우리 삶에 상당한 영향을 미치고 근본적으로 새로운 것을 가능하게 할 것이라 생각합니다. 그런 유형의 애플리케이션이나 기술이 어떤 영향을 미칠지는 현재로서는 확실히 말할 수는 없으나 그것은 우리를 놀라게 하고 사회를 위해 무언가를 변화시키는 것일 수 있습니다.

 

5G의 밀리미터 파

휴대폰의 초기 세대부터 무선 네트워크는 전자 주파수의 동일한 무선 주파수 대역으로 운용되어 왔습니다. 그러나 더 많은 사용자들이 네트워크를 사용하고 그 어느 때보다 더 많은 데이터를 요구함에 따라, 더 높은 주파수인 밀리미터(Millimeter) 파로 진입하게 되었습니다. 밀리미터파는 현재 4G와 WiFi 네트워크에 사용되는 전파보다 10배에서 100배 높은 30~300기가헤르츠 주파수를 사용합니다. 이는 1에서 10밀리미터 사이에 파장이 다르기 때문에 밀리미터라고 불립니다.

밀리미터 파의 높은 주파수는 통신 고속도로에 새로운 차선을 만들 수도 있지만, 한가지 문제가 있습니다. 밀리미터의 파는 나뭇잎과 건물에 쉽게 방해를 받으며, 서로 근접해 있는 많은 기지국이 필요합니다. 그러나 다행히 이러한 기지국은 기존의 기지국보다 훨씬 작고 전력이 적게 필요하며 건물 꼭대기에 배치할 수 있습니다.

기지국의 소형화는 5G의 또 다른 기술 돌파구인 다중입출력(MIMO)을 가능케 합니다. MIMO는 각 기지국의 안테나 포트 수를 획기적으로 늘려 밀리미터파에 필요한 소형 안테나를 활용하는 구성을 말합니다. 이는 각 기지국에 수십~수백 개의 안테나를 설치하여 동시에 다양한 사용자에게 서비스를 제공할 수 있어 데이터 전송률을 높일 수 있게 됩니다.