셀룰러란

셀룰러 (LTE/5G)란 

셀룰러(Cellular) 통신은 이동통신 기술의 기반으로, 넓은 지역을 여러 개의 작은 **셀(Cell)**로 나누고 각 셀마다 **기지국(Cell Tower)**을 설치하여 무선 통신 서비스를 제공하는 방식을 말합니다. 사용자가 이동하더라도 인접한 셀의 기지국으로 통신 연결을 자동으로 넘겨받아(핸드오버, Handover) 끊김 없는 서비스를 이용할 수 있습니다. 셀룰러 통신은 주로 **이동통신 사업자(MNO - Mobile Network Operator)**가 정부로부터 할당받은 **면허 주파수 대역(Licensed Spectrum)**을 사용하여 안정적인 통신 품질을 제공합니다.

 

LTE와 5G는 이러한 셀룰러 통신 기술의 주요 세대를 나타냅니다.

1. LTE (Long-Term Evolution, 4세대 이동통신 - 4G)

• 3세대 이동통신(3G) 대비 데이터 전송 속도를 크게 향상시키고 네트워크 구조를 All-IP 기반으로 단순화한 기술입니다.
• (2025년 현재) 전 세계적으로 가장 널리 보급되어 있으며, 안정적인 모바일 데이터 통신 환경을 제공합니다.
• 스마트폰 통신 외에도 산업용 사물인터넷(IIoT)을 위해 저전력 광역 통신(LPWAN - Low Power Wide Area Network) 기술인 **LTE-M(LTE Cat-M1)**과 **NB-IoT(Narrowband-IoT)**가 파생되어, 낮은 데이터 전송량과 긴 배터리 수명을 요구하는 센서 및 기기 연결에 사용되고 있습니다.

2. 5G (5세대 이동통신 - 5G)

• 단순히 4G LTE보다 빠른 속도를 제공하는 것을 넘어, 다양한 산업 및 사회 인프라를 혁신하기 위한 목적으로 설계된 차세대 이동통신 기술입니다. 국제전기통신연합(ITU)은 5G의 핵심 성능 지표로 다음 세 가지 활용 시나리오를 정의했습니다.
  • eMBB (Enhanced Mobile Broadband - 초고속 모바일 광대역): 사용자 체감 속도 및 데이터 용량 증대. 고화질 동영상 스트리밍, VR/AR 콘텐츠, 고대역폭 산업용 데이터 전송 등에 활용됩니다. (최대 20Gbps 이론적 속도)
  • URLLC (Ultra-Reliable Low-Latency Communications - 초고신뢰 초저지연 통신): 1ms(밀리초) 수준의 매우 낮은 지연 시간과 극도로 높은 전송 신뢰도를 목표로 합니다. 실시간 원격 제어, 스마트 팩토리 내 무선 제어 루프, 원격 수술, 자율 주행 자동차 등 즉각적이고 끊김 없는 통신이 필수적인 분야의 핵심 기술입니다.
  • mMTC (Massive Machine-Type Communications - 대규모 사물 통신): 1km² 당 최대 100만 개의 기기를 동시에 연결할 수 있는 초연결성을 목표로 합니다. 스마트 시티, 스마트 공장, 스마트 농업 등 수많은 센서와 저전력 기기들이 동시에 네트워크에 연결되어야 하는 대규모 IoT 환경에 적합합니다.
• 5G 핵심 기술: 새로운 무선 접속 기술(NR - New Radio), 더 넓은 대역폭 확보를 위한 고주파 대역(밀리미터파, mmWave 등) 활용, 네트워크 슬라이싱(물리적 네트워크 인프라를 논리적으로 분할하여 특정 서비스 요구사항(예: URLLC 슬라이스, eMBB 슬라이스)에 최적화된 가상 네트워크 제공), Massive MIMO(다중 입출력 안테나), 빔포밍(Beamforming) 등의 기술을 통해 이러한 목표 성능을 달성합니다.

산업 분야 적용

과거에는 주로 소비자용 통신에 사용되었던 셀룰러 기술이 LTE, 특히 5G 시대로 접어들면서 산업 현장에서의 활용도가 높아지고 있습니다.

• 원격지 설비 연결: 유선망이나 Wi-Fi 구축이 어려운 외딴 지역의 설비(파이프라인, 농업 시설, 전력 설비 등)를 원격으로 모니터링하고 제어합니다.
• 이동 자산 관리: 차량, 중장비, AGV(Automated Guided Vehicle), AMR(Autonomous Mobile Robot) 등 넓은 지역을 이동하는 자산의 위치 추적 및 실시간 통신에 활용됩니다.
• 프라이빗 네트워크 (Private 5G/LTE - 특화망, 한국명: 이음 5G): 특정 기업이나 기관이 자신들의 시설 내부에 전용 셀룰러 네트워크를 구축하는 방식입니다. 이를 통해 (1) 커버리지 보장 (2) 성능 제어 (특히 5G URLLC를 통한 초저지연/고신뢰) (3) 데이터 보안 강화 (4) 외부망과 독립적인 운영 등의 이점을 얻을 수 있어 스마트 팩토리 등에서 도입이 활발히 검토 및 진행되고 있습니다. 대한민국에서는 '이음 5G'라는 이름으로 정부 주도의 주파수 공급 및 활성화 정책이 추진 중입니다.
• 백업 통신망: 유선 네트워크 장애 시 중요한 시스템의 통신을 유지하기 위한 백업 용도로 활용됩니다.
• 현장 작업자 지원: 산업용 태블릿, 스마트 글래스(AR/VR) 등 모바일 기기를 통해 현장 작업자에게 실시간 정보 및 원격 전문가 지원을 제공합니다.

장점 (산업적 관점)

• 넓은 커버리지: 이동통신 사업자의 전국망 활용 또는 프라이빗 네트워크 구축을 통해 넓은 지역 포괄 가능.
• 우수한 이동성: 끊김 없는 핸드오버 지원.
• 면허 대역 사용: Wi-Fi 등 비면허 대역 대비 간섭 관리가 용이하고 안정적인 통신 품질 기대 가능.
• 초저지연/초고신뢰 (5G URLLC): 실시간 제어 등 기존 무선 기술로 어려웠던 애플리케이션 구현 가능성 제공.
• 초연결성 (5G mMTC): 대규모 센서 네트워크 구축 용이.
• 프라이빗 네트워크: 기업의 요구사항에 맞는 맞춤형 네트워크 구축 및 통제권 확보 가능.

단점 및 과제

• 비용: 공중망 사용 시 데이터 요금 발생, 프라이빗 네트워크 구축 시 초기 투자 및 운영 비용 발생.
• 사업자 의존성 (공중망): 공중망 사용 시 서비스 품질, 요금 정책 등에 사업자의 영향을 받음.
• 성능 변동성 (공중망): 사용자 수, 트래픽 양에 따라 공중망의 성능(특히 지연 시간)이 변동될 수 있음.
• 프라이빗 네트워크의 복잡성: 자체망 설계, 구축, 운영, 주파수 확보(이음 5G 등) 등에 전문 지식과 자원 필요.
• 단말기 생태계: 특정 기능(예: URLLC)을 지원하는 산업용 단말기의 종류나 가격 경쟁력이 아직 제한적일 수 있음.

현재 상태 및 동향 (2025년 4월 KST, 한국 기준)

• LTE는 전국적으로 안정적인 서비스를 제공하고 있습니다.
• 대한민국은 세계 최초로 5G를 상용화했으며, 주요 도시와 인구 밀집 지역을 중심으로 5G 커버리지가 상당히 확보되어 있습니다.
• 특히 **프라이빗 5G (이음 5G)**에 대한 산업계의 관심이 매우 높으며, 정부의 적극적인 주파수 공급 및 지원 정책에 힘입어 스마트 팩토리, 스마트 시티, 의료, 국방 등 다양한 분야에서 실증 사업 및 도입이 활발하게 이루어지고 있습니다.
• 5G 성능을 더욱 향상시키는 5G-Advanced 기술 표준화 및 6G 이동통신셀룰러에 대한 연구 개발도 진행 중입니다.

요약하자면, **셀룰러 통신(LTE/5G)**은 이동통신을 위한 핵심 인프라이며, 특히 5G 기술은 초고속, 초저지연, 초연결이라는 특징을 바탕으로 산업 자동화 분야에서 원격 제어, 이동성 확보, 대규모 연결, 그리고 프라이빗 네트워크 구축 등 새로운 가능성을 열어주는 중요한 기술로 부상하고 있습니다.