4G LTE와 5G 차이, 5G vs 4G

 

5G, 4G LTE와 차이는 무엇일까?

 

4G와 5G의 차이에 대해 알아보겠습니다. 

 

5G 이동통신 기술은 4G 기술을 보완 발전하기 위해 ITU(국제전기통신연합)가 핵심 요구사항을 발표하였고, 5G 표준 개발기구인 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에 의해 규격화되어 2017년 12월 3GPP Release 15라는 첫번째 5G 표준을 발표하게 되었습니다.

 

3GPP는 전세계 이동통신 사업자, 장비 제조사, 단말 제조사, 칩 제조사 및 세계 각국의 표준화 단체와 연구기관 등 약 500여 개 업체가 참여하는 최대 국제 이동통신 표준화 단체로 각 이동통신 기술 세대에 걸쳐서 WCDMA, HSPA, LTE, LTE-Advanced 등 전 세계적으로 통용되는 중요한 국제 표준들을 제정해 왔습니다.

5G 적용 분야

5G 이동통신 기술에서 고려하는 사용자 시나리오는 아래 3가지 적용 분야로 구분할 수 있습니다.

 

①   이동 초광대역 통신 서비스(eMBB, enhanced Mobile Broadband)

②   초고신뢰성/저지연 통신 서비스(URLLC, Ultra-reliable and low-latency communications)

③   대규모 기기 간 통신 서비스(mMTC, massive Machine Type Communications)

 

 

5G 핵심 성능 지표

사용자 시나리오에 따른 8가지 핵심 성능 지표는 아래와 같습니다. 

또한 5G와 4G LTE의 차이 비교입니다.

 

①   최대 전송속도(다운로드 기준) : 4G 대비 20배 증가, 20 Gbps

②   사용자 체감 전송속도 (다운로드 기준) : 100 Mbps [4G, 10 Mbps]

③   지연시간 (Latency) : 4G 대비 10배 감소, 1 ms

④   이동수신 성능 : 500 km/h [4G, 350 km/h]

⑤   주파수 효율성 : 4G 대비 3배

⑥   최대 기기 연결수 : 4G 대비 10배 증가, 1,000,000 개/km²

⑦   네트워크 에너지 효율 : 4G 대비 100배 

⑧   면적당 데이터 처리 용량 : 10 Mbps/m²  [4G, 0.1 Mbps/m²]

 

참고로, 4G LTE도 초기 상용화 시점 (2010년경) 당시에는 최대 속도가 75Mbps에 불과하여 4G의 최종 목표인 1Gbps 대비 1/10 도 안 되는 수준이었고 2018년에 1Gbps 상용이 가능했습니다.

 

즉 각 세대별 최고 속도를 달성하기 위해서 수년 이상의 시간이 필요했으며, 5G도 이와 유사하게 상용화 초기에는 목표 속도인 20Gbps보다 낮은 속도의 서비스로 5G 시비스를 시작하였습니다.

 

5G 표준은 빠른 속도와 새로운 서비스가 가능하도록, 4G 보다 더 넓은 주파수 대역을 정의하고 있습니다.

 

3.5GHz 등 6GHz 이하 주파수 대역은 물론 28GHz와 39GHz 등 밀리미터파(㎜Wave)로 불리는 초고주파 대역까지 함께 사용하는 것과 비면허대역과의 연동까지도 고려하고 있습니다.

5G 서비스

LTE와 5G의 주요 차이점인 5G의 빠른 전송속도와 낮은 지연시간(빠른 응답속도)로 자율주행 서비스가 가능하게 되고, 많은 기기들이 연결될 수 있어 다양한 사물인터넷(IoT)기술, VR/AR, 초고정밀 위치기반 서비스, 스마트 헬스케어 서비스 등이 더 완벽하게 안정적으로 서비스할 수 있게 됩니다.

속도와 지연에 따른 5G 사용 사례

아래 그림은 잠재적인 5G 사용 사례의 전송속도와 지연시간 요구사항입니다.

 

Source: GSMA Intelligence

5G에서는 자율주행(Autonomous driving), AR(Augmented Reality), VR(Virtual Reality), 촉각 인터넷(Tactile internet) 등이 5G의 전송속도와 빠른 응답시간으로 안정적인 서비스가 가능할 수 있을 것으로 표시되어 있습니다.

 

삼성 갤럭시S20+

또한 지금까지 출시된 5G 스마트폰은 본래 5G가 목표로 했던 수준으로 모든 기능이 구현되어 있는 것은 아니며, 네트워크 장비 구축과 연계하여 시간이 필요한 기능들은 순차적으로 개발되고 스마트폰에 탑재하여 출시될 것으로 예상합니다.