5G란 무엇인가?

 - 통신 기초 지식

5G란 무엇이고, 왜 아직까지 상용화가 더딘 것인가?  

우선, 5G를 알기 위해서는 주파수 특성에 관해 알아야 한다. 

흔히 무선 통신이라 하면, 파동 형태의 전파를 주고받는 것이다. 

< 파동 기본 요소>

전파는 전자기파의 일종으로 진공에서 빛의 속도를 가진다. 만약, 전파의 주파수가 높아지면 어떻게 될까? 

파동의 속력 = 파장 x 진동수

전자기파의 속력은 빛의 속력으로 일정하며(매질이 동일한 경우), 전자기파의 파장과 진동수의 곱으로 계산된다. 

이 때, 속력이 일정한 상황에서 높은 진동수의 전파를 생성시킬 경우, 생성시킨 전파의 파장은 짧아지게 된다. 

파장이 짧다는 것은 신호의 이동거리가 짧다는 것을 의미하고, 이러한 특성 때문에 5G 통신의 다음과 같은 두 가지 특징에 대해 이해할 수 있게 된다. 

1) 안테나가 짧다. 

-> 안테나는 파동의 공진 파장과 관련이 있다. 5G통신은 파장이 짧은 신호를 사용하므로 신호를 전달,수신하는 안테나의 길이도 짧아야 한다. 

2) 비교적 촘촘한 네트워크 구조

-> 고주파 신호의 경우 이동거리 또한 매우 짧아지게 되므로 통신 기지국이 많이 필요해 진다. 

쉽게 말해, 4G 에서는 아파트 101호와 103호 간의 통신이 되었지만, 5G에서는 101호와 103호 사이에 102호라는 중간망이 하나 더 필요한 것이다.  

이쯤에서 드는 질문은, 이러한 단점에도 불구하고 왜 5G, 고주파 통신을 사용해야만 하는 것이다. 

이유는 다량의 정보를 송수신 하는 것이 가능하기 때문이다. 흔히 '인터넷이 빠르다'등의 표현과 비슷한 맥락이다.

정보는 전파에 실려 전달되는데, 파동이 한번 진동할때를 1cycle이라 하고, 1cycle에 1개의 정보가 담긴다고 가정해 보자. 아래 그림의 경우 (a)경우에는 2개의 정보가, (b)의 경우에는 4개의 정보가 동일한 거리 기준으로 담기게 된다. 즉, 다운로드 속도나 통신속도가 빠르다는 것은 한꺼번에 많은 데이터(=정보)를 수신하고 처리할 수 있다는 것이다. 

< 동일 거리별 담기는 파동의 개수(정보의 수) >

다시 본론으로 돌아와서, 누군가 5G란 무엇이고, 왜 아직까지 상용화가 더딘 것인가? 라고 묻는다면 

5G란 이전세대보다 더 높은 주파수를 이용하는 무선 통신이며, 고주파의 특성 때문에 통신망의 구축이나 시설 확보에 어려움을 겪어 상용화가 더디지만, 한번에 정보의 다량 송수신이 가능하므로 속도의 이점을 가진다. 

정도로 말하면 적당하다고 생각한다.