1. 문제
5G 이동통신 시스템의 기술 성능 요구 조건에 대해 설명하시오.
2. 답안
5G(5th Generation Mobile Network)는 4G LTE(Long-Term Evolution) 대비 향상된 성능을 제공하기 위해 국제전기통신연합(ITU: International Telecommunication Union)에서 정의한 IMT-2020 요구 사항을 기반으로 기술 성능이 결정된다. 주요 성능 요구 조건은 다음과 같다.
1) 최대 전송 속도 (Peak Data Rate)
- 다운로드: 20 Gbps
- 업로드: 10 Gbps
- 이는 이론적인 최고 속도로, 사용자의 실제 체감 속도는 다를 수 있다.
2) 사용자 경험 데이터 속도 (User Experienced Data Rate)
- 다운로드: 100 Mbps
- 업로드: 50 Mbps
- 이는 일반적인 사용자가 체감하는 평균적인 데이터 전송 속도를 의미한다.
3) 지연 시간 (Latency)
- 사용자 평범 지연(User Plane Latency): 4ms 이하 (일반 데이터 서비스)
- 초저지연(Ultra-Reliable Low Latency Communication, URLLC): 1ms 이하
- 기존 4G LTE(10~50ms) 대비 획기적으로 낮아져, 실시간 통신이 중요한 서비스(예: 자율주행, 원격 수술 등)에 적합하다.
4) 연결 밀도 (Connection Density)
- 100만 개/km²
- 단위 면적당 연결 가능한 기기의 수를 의미하며, IoT(Internet of Things) 기기 확산에 대응할 수 있도록 설계되었다.
5) 주파수 효율성 (Spectrum Efficiency)
- LTE 대비 3배 이상 증가
- 같은 주파수 대역에서 더 많은 데이터를 전송할 수 있도록 최적화되었다.
6) 이동성 (Mobility)
- 최대 500 km/h
- 고속철도, 항공기 내에서도 원활한 통신이 가능하도록 설계되었다.
7) 에너지 효율성 (Energy Efficiency)
- 동일 성능 기준에서 LTE 대비 100배 이상 향상
- 네트워크 및 단말의 배터리 소모를 줄여 장시간 사용이 가능하도록 설계되었다.
8) 서비스 가용성 (Availability)
- 99.999% 이상
- 초고신뢰성이 요구되는 서비스(예: 스마트팩토리, 원격 의료 등)에 적합하도록 높은 가용성을 제공한다.
9) 주파수 대역 (Spectrum Range)
- 기존 저주파 대역(Sub-6 GHz) + 초고주파 대역(mmWave: 24 GHz 이상) 사용
- Sub-6 GHz는 넓은 커버리지를 제공하고, mmWave는 초고속 데이터 전송이 가능하다.
이와 같은 5G 성능 요구 조건은 eMBB(Enhanced Mobile Broadband), URLLC(Ultra-Reliable Low Latency Communications), mMTC(Massive Machine-Type Communications)라는 3대 주요 서비스 요구사항을 충족시키기 위해 설계되었다.
3. 어린이 버전 요약
5G는 인터넷이 훨씬 빨라지고, 더 많은 기기가 연결되며, 응답 속도가 빨라지는 기술이에요.
- 엄청 빠름: 최고 20Gbps로 다운로드할 수 있어요!
- 끊김이 적음: 게임이나 영상 통화할 때 거의 바로 반응해요.
- 많이 연결됨: 한 장소에서 많은 스마트 기기가 동시에 인터넷을 사용할 수 있어요.
- 멀리서도 잘 됨: 고속 열차나 자동차에서도 잘 터져요.
- 전기 절약: 스마트폰 배터리를 덜 사용하게 설계되었어요.
그래서 5G는 자율주행차, 원격 수술, 스마트 공장 같은 미래 기술에 꼭 필요해요!
