요즘 자주 말하는 3G, 4G가 뜻하는 바는?

대한민국에 살면서 휴대폰을 사용하지 않는 사람은 이제 거의 없다고 봐도 무방하다. 방송통신위원회의 통계 자료에 따르면 2010년 5월 말 전체 휴대폰 가입 건수는 약 4천9백만 건. 하지만, 정작 휴대폰을 사용하는 사람 중 이동통신에 대해서 제대로 알고 있는 이는 몇이나 될지 궁금하다.

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어디선가 분명 들어는 보았을 것이다. 2G, 3G라고 요즘 뉴스에서 자주 말하던 그것(아이폰 3G, 3Gs할 때도 이 말이 들어가 있지 않은가). 최근에는 여기에 4G라는 말까지 추가되어 한층 더 혼란스러워졌다. 지금부터 이 단어들이 뜻하는 바를 하나씩 알아가 보도록 하자.

※솔직히 말해서 내용이 어려운 편이다. 관심이 있는 사람이라면 끝까지 읽고, 핵심만 알고 싶은 사람이라면 맨 마지막으로 넘어가자.

세대의 구분

2G, 3G라고 할 때 말하는 ‘G’는 ‘Generation’의 약자로 ‘세대’를 의미한다. 즉, 1G는 1세대, 2G는 2세대, 3G는 3세대, 4G는 4세대를 뜻하며, 세대가 거듭될 때마다 전송속도가 빨라지고, 이에 따라 휴대폰에서 사용할 수 있는 기능이 강화되어 왔다. 쉽게 말해, 기존에 사용하던 것보다 훨씬 좋아진 새로운 것이 나왔다는 것이다. 경우에 따라 아예 새롭게 만들어진 것도 있고, 살짝 업그레이드 정도만 한 것도 있지만.

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호랑이도 때려잡을 만한 크기의 육중한 1세대 휴대폰

1세대 이동통신은 ‘아날로그 통신’으로 음성을 다른 신호로 변환하지 않고 그대로 전송하는 방식이었다. 때문에 데이터 용량이 컸고, 전송속도의 한계가 있고, 이용자가 많아질 경우 주파수가 부족해지는 현상이 있었다. 전송속도는 9.6~14.4Kbps에 불과했으며, 우리나라에 도입된 시기는 1988~1996년까지였다. 당시 무식하게 투박하고 무거웠던 무전기 같던 휴대폰을 기억하면 된다(화장실에서 떨어뜨렸더니 변기통 뚜껑이 깨졌다고 했던 친구 녀석의 말이 생각난다).

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국내 최초의 2세대 휴대폰 SCH-100(가장 오른쪽)

2세대 이동통신은 이런 단점을 보완해 기존의 음성을 디지털 신호로 변환해 사용하는 ‘디지털 통신’이었다. 음성을 아날로그가 아닌 디지털로 전환해 전달하게 되면 훨씬 적은 데이터 용량으로 이전보다 더 깨끗한 통화품질을 제공할 수 있다. 전송속도는 14.4~64Kbps이고, 우리나라에 도입된 시기는 1996년부터 현재까지 사용하고 있다. 처음 나온 휴대폰은 흑백화면의 플립형 휴대폰을 기억하면 된다. 또한, 이때부터 문자(SMS) 전송 이 가능했다.

이 2세대 이동통신에 대해서 알아두어야 할 것은 여러 방식의 기술이 있었다는 점이다. 북미 지역의 IS-54 TDMA 방식, 유럽의 GSM 방식, 미국 퀄컴이 개발한 CDMA 방식, 일본의 PDC 방식 등 다양한 기술이 경쟁하고 있었는데, 결과적으로 유럽의 GSM 방식이 시장을 주름잡게 된다.

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이동통신 방식의 발전 발자취

우리나라 2세대 이동통신은 CDMA(부호분할다중접속, code division multiple access) 기술이라고 생각하면 된다. 1991년부터 국책연구과제로 지정해 1995년 연구개발에 성공하였으며, 1996년 세계에서 최초로 상용화되기도 했다. 이에 대한 자세한 설명은 뒤에 이어서 하도록 하겠다.

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3세대 휴대폰인 아이폰 3G

3세대 이동통신은 범세계적인 이동통신 기술로 전송속도는 144K~2.4Mbps에 달하며, 2002년 12월부터 현재에 이르기까지 사용되고 있다. 동영상 등 멀티미디어 전송이 가능할 정도로 전송속도가 빨라졌는데, 2000년부터 시행될 예정이었던 IMT-2000 기술이 시발점이라고 볼 수 있다. 초기에는 2000년도 상용화를 목표로 했으나 이 부분은 지켜지지 못했고, 2,000MHz대의 주파수 대역으로 전 세계 규격을 정해 유무선 연동이 별다른 제약 없이 가능한 특징이 있다. 만약 최근 휴대폰을 구매해 번호가 010으로 시작되는 것을 사용하고 있다면 그것이 바로 3G 휴대폰이라고 생각하면 된다(최근 방통위의 법안 발의로 이제 기존 01X 번호로 3G를 사용할 수 있다).

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최근 미국에서 출시된 HTC사의 4세대 휴대폰 EVO

4세대 이동통신은 고화질 동영상 및 3D 입체영상 등을 빠른 전송속도로 주고받을 수 있다는 특징이 있다. 특히 낮은 속도로 이동 시 1Gbps, 빠른 속도로 이동 시 100Mbps의 전송속도는 3세대 이동 통신보다 50배 이상 빠르다는 장점이 있다. 현재 전 세계에서 상용화를 위해 박차를 가하고 있으며, 작년 12월 14일 스웨덴의 텔리아소네라(TeliaSonera) 사가 세계 최초로 4세대 이동통신 중 하나인 LTE 방식으로 상용화에 성공했다.

이동통신 방식의 국제 표준이란?

사실 세대별 구분은 전송속도의 빠르기에 따라 이루어지는 것이 일반적이다. 즉, 얼마나 빠르게 데이터를 주고받을 수 있느냐가 이동통신의 세대 구분이 될 수 있는데, 한 세대에 해당하는 이동통신 방식이 여러 가지가 있어 국제 표준이라는 것이 존재한다. 하지만, 국제 표준은 각 세대에 해당하는 이동통신 방식을 지정해 주는 역할만 할 뿐, 실제 시장에 적용되는 것은 약간의 차이가 있다. 이는 과거의 경우를 돌이켜보면 이해하기가 쉽다.

현재까지 사용되고 있는 2세대 이동통신을 예로 들어보자. 우리나라에서 세계 최초로 상용화시킨 2세대 이동통신 기술은 CDMA 방식이다. 하지만, 당시에 GSM 방식이 더 좋다는 의견이 나오면서 과연, 어느 방식을 선택하는 것이 더 옳은가라는 문제로 크게 이슈가 된 적이 있었다.

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2000년대 초 이동통신 방식 세계 분포도

당시 GSM 방식은 유럽 여러 국가에서 통일해 사용하면서 크게 각광을 받고 있었다. 이에 자극받은 미국의 퀄컴이 CDMA 방식을 개발해 제안했으며, 우리나라에서는 양쪽 방식을 두고 어느 것을 선택하느냐의 문제에 빠지게 되었던 것. 결국 GSM 방식의 핵심 기업이었던 에릭슨, 노키아, 알카텔 등에서 과도한 로열티를 요구하며 기술 이전에 소극적인 반응을 보여 미국의 CDMA 방식을 채택하게 되었다.

하지만, CDMA 방식을 선택한 국가가 아시아 일부와 미국, 남미뿐이어서 전 세계 점유율에서는 GSM 방식에 미치지 못하게 되었다. 그 이유로는 상용화가 빨랐고, SIM을 이용해 하나의 번호로 로밍(Roming, 다른 지역 또는 다른 나라에서도 이동 전화 서비스를 이용할 수 있는 것)이 가능했으며, 전 유럽의 표준이어서 다른 국가로의 파급이 그만큼 빨랐기 때문이다. 결국 GSM 방식이 점차적으로 전 세계적으로 퍼지게 되었으며, 주류가 되었다(이는 결국 전 세계 3세대 이동통신도 GSM 방식에서 발전한 WCDMA가 되는 것에 발판이 된다).

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2007년 GSM 방식을 이용하고 있는 국가 분포도

때문에 우리나라는 세계 최초로 2세대 이동통신을 상용화하는 데 성공했음에도, GSM 방식을 사용하는 세계 시장으로 진출할 수 있는 기회를 버린 것이나 다름없다는 평가를 받고 있기도 하다(그리고 미국 퀄컴에 주는 로열티 금액도 상당하다고 한다).

정리하자면, 이동통신 방식이 국제 표준이 되는 것이 꼭 1개가 아니라 여러 개가 될 수 있으며, 각 국가나 기업이 선택하는 이동통신 방식에 따라 언제든지 바뀔 수 있다는 것이다. 이를 국제 표준화 경쟁이라고 생각해도 괜찮다.

현재 사용하는 3세대 이동통신은?

현재 사용하고 있는 3세대 이동통신은 IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000, 국제 모바일 커뮤니케이션 2000)을 목표로 시작했다. IMT-2000의 목표는 몇 가지로 구분할 수 있는데, 하나씩 살펴보도록 하자.

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전 세계 단일통신규격 : 전 세계 어디에서나 로밍이 가능하고 지상통신망과 위성연동으로 지구 반대편이나 사막, 바다 한가운데에서도 데이터 통신을 할 수 있도록 전 세계 국가의 주파수를 1,800~2,200MHz로 지정했다. 하지만, 이러한 노력은 현재 시점에서 보면 실패하고야 만다. 유럽이 GSM 방식을 발전시킨 WCDMA 방식을 사용한 반면, 미국은 CDMA 방식을 발전시킨 CDMA 2000방식을 사용해 나뉘게 되었기 때문이다.

기존의 방식을 고집하게 된 결정적인 이유는 이동통신 서비스를 위해서는 큰 투자를 통해 네트워크를 구축해야 하기 때문이다. 한번 구축된 네트워크는 다른 방식으로 변경하기도 어렵기 때문에, 한번 선택한 방식을 고수하게 되는 것이다. 여담이지만, 일단 한 국가에서 표준만 결정되면 해당 기술을 가진 제조업체는 시스템에서 단말기에 이르기까지 그 시장을 점유할 수 있는 기회를 얻을 수 있게 된다. 결국은 이러한 각 국가 및 업체의 이익 때문에 벌어진 연장선이라고 볼 수 있다.

고속 데이터 통신 : CDMA 2000과 WCDMA로 양분된 3세대 이동통신 방식은 단일통신규격이라는 목표에서는 실패했지만, 고속 데이터 통신은 성공했다고 볼 수 있다. 지금 현재 대한민국에서 상용화되어 있는 3세대 이동통신을 예로 들어 보자.

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먼저, KT와 SKT는 유럽식 WCDMA 방식을 선택해서 서비스하고 있는데 전송속도가 2Mbps에 달해 과거 GSM 방식(100Kbps)보다 수십 배 빠른 데이터 통신이 가능하다. 이후 WCDMA의 업그레이드 버전인 WCDMA HSPDA가 만들어졌고, 이론상 14.4Mbps까지 다운로드 속도를 늘려주었다. 하지만 이 HSDPA 방식은 비대칭 데이터 통신망으로 비약적인 다운로드 속도에 비해 업로드 속도는 2Mbps로 낮은 것이 단점이다.

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2006년부터 KT와 SKT에서 ‘SHOW’와 ‘T’라는 브랜드로 홍보하고 있는 것이 바로 이 WCDMA HSDPA 방식 이동통신이다. 당시 3.6Mbps의 속도로 서울에서만 먼저 상용화되었으며, 이후 7.2Mbps 다운로드 속도로 업그레이드해 전국적으로 상용화되었다. 하지만 다운로드 속도에 비해 업로드 속도는 384Kbps에 불과했었는데, 이 역시 업그레이드를 거쳐 현재는 다운로드 7.2Mbps, 업로드 5.76Mbps로 서비스 중이다.

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LG U+는 앞서 말한 두 기업과 다르게 미국식 3세대 이동통신인 CDMA 2000 방식을 도입해 서비스하고 있다. 현재 LG U+에서 서비스하고 있는 'OZ'는 CDMA EV-DO에서 발전한 CDMA Rev.A 방식이다(CDMA 2000도 WCDMA처럼 여러 번의 업그레이드를 거쳤는데, 너무 복잡하니 지금 서비스하고 있는 방식만 알고 넘어가자). 이 LG U+의 CDMA Rev.A 방식의 전송속도는 다운로드 3Mbps, 업로드 4.8Mbps이다.

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이렇게 우리나라 내에서 3세대 이동통신 방식이 기업에 따라 다른 이유는 그 기업의 정책 때문에 벌어진 일이다. LG U+의 경우 3G보다 4G에 올인하기 위해 기존에 있던 것은 최대한 유지하면서 추후 새로운 네트워크망을 구축하는 것에 집중하려 하기 때문이다(WCDMA 방식은 기존의 기지국과 같은 네트워크를 이어서 사용하지 못하고 새로 깔아야 하지만, CDMA Rev.A는 기존에 사용하던 CDMA EV-DO 기지국을 업그레이드만하면 사용 가능하다). 결국은 네트워크망 구축에 들어가는 비용을 최대한 아끼기 위함이다.

여기서 잠깐!

앞서 내용을 보았다면 알겠지만, 흔히들 얘기하고 하는 CDMA와 WCDMA는 확실히 다른 것이다. 정리하자면, CDMA는 미국식 2세대 이동통신 방식, WCDMA는 유럽식 3세대 이동통신 방식, CDMA Rev.A는 미국식 3세대 이동통신 방식이라고 정리할 수 있다. 또한. CDMA EV-DO는 2세대 CDMA 방식의 업그레이드 버전으로 다운로드 2.4Mbps, 업로드 144Kbps의 데이터 통신이 가능하다.

앞으로 나올 4세대 이동통신은?

2008년 ITU(국제 전기통신 연합, International Telecommunication Union)에서 발표한 4세대 이동통신의 정의는 1Gbps의 속도로 데이터 전송할 수 있으며, 이동 시 100Mbps의 속도로 데이터 통신이 가능해야 한다는 것이었다. 또한, 기존 3세대 이동통신과도 연동할 수 있어야 한다.

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현재 이 조건을 만족하는 이동통신 방식으로 3세대 이동통신인 WCDMA 방식이 발전된 LTE(Long Term Evolution) 방식이 영향력을 넓혀가고 있다. 기존 WCDMA HSDPA보다 12배 이상 빠른 속도로 통신할 수 있다는 장점이 있는데, 다운로드 속도가 최대 173Mbps(2x2의 경우, 다중안테나접속기술로 안테나의 수를 의미한다)에 이른다. 또한, GSM, WCDMA의 후속 기술이기 때문에 유럽식 이동통신 기술을 선택한 대부분의 국가에서 도입하기에 용이하다는 장점이 있다.

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한 가지 더 추가하자면, 우리나라에서 개발해 상용화되어 있는 와이브로도 이 4세대 이동통신에 추가할 수 있다. 특히, 이 와이브로는 외국 기술을 전혀 사용하지 않았기 때문에 로열티를 내지 않아도 되며, 만약 타 국가에서 와이브로를 도입하게 되면 우리나라가 로열티를 받을 수 있다는 장점이 있다. 하지만, 음성통신이 되지 않는다는 점과 대부분의 국가가 GSM, WCDMA 방식의 이동통신을 사용하고 있어 다른 나라에 진출하기가 힘들다는 점이 큰 단점으로 손꼽힌다.

우리나라가 준비하고 있는 4세대 이동통신은 현재 LTE 방식으로 서비스될 가능성이 크다. 지난 7월 1일, LG 텔레콤에서 LG U+로 회사명을 개명하는 자리에서 이상철 부사장이 “2013년 7월까지 전국에 만들겠다”라고 선언한 것처럼 SKT와 KT도 기존 WCDMA 방식과 연동이 가능한 LTE 방식을 선택할 확률이 높다.

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지난 7월 1일 LG U+ 비전 선포식을 하며, LTE를 시연하고 있다

지금까지의 용어나 내용이 쉽지 않은 것이 사실이다. 그저 항상 2G, 3G, 4G라고 말했지 그에 해당하는 기술이 무엇인지 어떤 방식인지에 대해서 알아봐야 머리만 아프기 때문이다. 또한, 각 통신사에서 기술보다 자사의 브랜드명(SHOW, T, OZ와 같은)을 알리는 것에 집중해 온 것도 영향이 크다. 그리고 꼭 알아야 할 필요성도 사실 없다. 그냥 세대가 바뀔 때마다 전송속도가 빨라지고 편리해진다는 것만 기억해도 충분하다.

다만, 자신이 사용하는 기기가 어떤 이동통신 방식을 사용하는지 정도는 알아두는 것이 좋다. 각 통신사에서 제공하는 서비스가 이동통신 방식에 따라 다르고, 2G→3G로 기기변경을 할 때 받는 보상혜택 등이 조금씩 다르기 때문이다.

또한, 010 번호가 아니라 011, 017, 018과 같은 번호를 바꾸기 싫어하는 과거 2세대 이동통신 단말기 사용자도 알아두면 좋다. 최근 KT가 앞으로는 2세대 이동통신 단말기를 더 이상 유통하지 않는다고 선언한 상황에서 2세대 이동통신 단말기가 어떤 것이 있는지 알아보는 것에 도움이 되기 때문이다. 그저 소문일 수도 있지만, 최근 인기를 끌고 있는 아이폰이 CDMA 방식으로 출시될 수도 있다는 것이 왜 이슈가 되는지 정도는 알아야 하지 않겠는가. 이렇듯 알아두면 도움되는 것이 분명히 있는 법이다.

요즘 인기를 끌고 있는 스마트폰이 만들어진 것도 이러한 이동통신 방식의 발전이 없었다면 불가능한 일이었다. 앞으로 더욱 빨라질 이동통신의 미래를 즐거운 마음으로 기다리도록 하자.

글 / IT동아 권명관(tornadosn@itdonga.com)

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