Special 5G 및 차세대 통신을 위한 소재부품 개발 동향(2)

5G 시대 구현을 위한 광섬유 기술

한 원 택 _ 광주과학기술원 전기전자컴퓨터공학부 교수

1. 서 론

5G는 5세대(5th Generation) 이동 통신(Mobile telecommunication)을 간단히 줄여서 일컫는 말이다. 5G 기술은 기존의 LTE 어드밴스드(Long-Term Evolution-Advanced)로 알려진 4세대 이동통신인 4G 기술에 비해 더욱 방대한 데이터를 초고속으로 전송하고 통신 시간의 지연이 거의 없이 실시간으로 통신으로 연결하는 4차 산업혁명의 핵심이다. 5G 기술은 4G 기술에 비해 주파수 대역은 3GHz 에서 30GHz로 10배 이상 크고 송신 속도 또한 최 대 1Gbps에서 20Gbps로 20배 빠르며 지연시간도 10ms에서 1ms이하로 짧아지는 등 통신기술의 요구 조건이 높다. 또한 연결밀도도 4G에서는 10만/km이던 것이 5G에서는 100만/km 으로 10배 이상 높다 .

이러한 5G 기술은 사람들 간의 음성 및 데이터의 통신뿐만 아니라 사물끼리도 연결해 많은 양의 빅데 이터를 주고받을 수 있다. 5G 기술은 4G 기술보다 우수한 초고속, 저지연, 초연결을 제공하는 통신기 술이며 이를 활용하여 스마트시티, 자율주행차, 지 능형 CCTV, 사물인터넷(Internet of Things, IOT) 등 다양한 서비스 제공이 가능하다. 제조, 미디어, 가전, 자동차, 의료 등 모든 산업분야에서 5G 특성을 활용하면 사회 전반의 혁신적인 변화를 유도하고 따라서 삶의 질 향상에 크게 기여할 것으로 기대된다 [4,5] .

이러한 4G, 5G 이동통신 기술도 전 세계 구석까지 유선으로 연결된 인터넷 광통신망이 없으면 불가 능하다. 광통신은 정보를 광신호로 변환한 후 광케 이블로 연결된 광통신망을 통해 송신하고 또 수신 된 광신호를 다시 정보로 변환하는 유선통신 기술이다. 이동통신은 단말기와 기지국간의 짧은 거리를 마이크로파를 이용한 무선 통신으로 이루어지는데 그 이외는 모두 광케이블로 연결되어 있다. 광섬유로 이루어진 광케이블 유선통신 망이 없으면 인터넷 및 이동통신 또한 불가능하며, 대용량의 정보를 초고속으로 송수신하기 위한 5G 이동통신을 위해서는 유선 광통신망 기술 또한 요구조건이 높아질 수밖에 없다.


그림 1. 5G 기술에 필수적인 전 세계를 광케이블로 연결한 광통신망 [6]

그림 2. 4G와 5G 기술이 요구하는 광통신망의 요구조건 비교 [7]

대한민국은 1996년에 세계 최초로 CDMA 기술을 상용화하고 1998에도 세계 최초로 초고속인터넷의 상용화를 달성해 광통신 상용화 기술의 저력을 발휘한 바 있다. 그리고 2019년 4월 3일에는 세계 최초로 스마트폰 기반의 5G 기술을 상용화하였다. 이젠 5G 이동통신 기술이 본격적으로 서비스를 시작해 실생활 속에 자리 잡아가고 있다. 국내에서는 5G와 관련된 주요 10개 산업분야의 국내 경제 파급효과는 2025년에는 25.2조원 2030년에는 42.3 조원의 사회경제적 가치를 제공할 것으로 전망하고 있다. 세계적으로는 5G 산업의 활성화가 예상되는 2026년경에는 5G 기반의 ICT 산업 글로벌 매출액 이 U$1.3조에 달할 것으로 전망하고 있다 [4] . 우리나 라와 함께 전 세계 또한 이 5G 기술의 상용화와 응 용의 다양화를 위해 무한 경쟁으로 돌입하고 있다.

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