통신 프로토콜_이동 통신 규격의 발전 과정

통신 프로토콜  : 컴퓨터나원거리 통신장비 사이에서 메시지를 주고 받는 양식과 규칙의 체계 (통신 규약)
                             

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1G통신 규격
아날로그 셀룰러 통신 (FDMA 방식 ) : analog FM, FDM, FDMA  방식이 특징.

• 문제점 : 아날로그 통신이었기에 음성을 그대로 전송하는 방식이기 때문에 전송하는 데이터 양이 큼
                  전송속도의 한계, 사용자가 많이 몰릴 경우 주파수가 부족해 아예 통화가 되지 않는 경우 발생 

2G 통신 규격
디지털 셀룰러 통신 (CDMA 및 TDMA 방식) : 음성을 디지털 신호로 변환해 전송하는 ‘디지털 통신’

• 발전 : 개인 휴대 통신 서비스 등장, 국내 및 제한적 국제 로밍, SMS 구현
• 1G의 단점 개선 : 적은 데이터 양으로 훨씬 더 깨끗한 품질의 통화 가능
                                  디지털 신호처리 기술 본격 도입 (음성부호화, 오류정정보호화 등)
                                  디지털 데이터 서비스가 가능했으나 음성 위주로 서비스 함
• 유럽방식  : GSM (TDMA/FDMA)
• 북미방식 :  IS-95A (CDMA, 음성만 해당), IS-136 (TDMA)
  

2.5G 통신 규격
유럽방식  : GPRS/EDGE
북미방식 :  IS-95b (56K 데이터 가능), CDMA 2000 1x / EV-DO (수백 Mbps 데이터 가능)

전세계적으로 GSM을 더 많이 사용했지만, 국내는 모두 CDMA방식을 채택했다.

3G 통신 규격 
IMT-2000, 광대역 CDMA 방식에 기초한 전세계 표준화

• 발전 : 데이터 서비스 위주, 영상 통신 서비스 구현
         실시간으로 동영상, 사진 등을 전송할 수 있을 만큼 전송속도가 향상
            전세계 표준화 및 동일 주파수를 통한 글로벌 로밍 제공
• 유럽방식 : W-CDMA (UMTS, 비동기식 광대역 CDMA)
                      최초 완성 규격 Release99, 1999년 완료 이후 기술 향상 규격들이 계속 릴리즈되어 옴
• 북미방식 : CDMA 2000 Mx (IS-2000, 동기식 광대역 CDMA)

IMT-2000 (International Mobile Telecommunication 2000, 국제 모바일 텔레커뮤니케이션 2000) 프로젝트로 
2000년부터 1,800~2,200MHz 주파수 대역을 전 세계 공통으로 적용한 통합 방식을 진행했으나
유럽식 GSM은 WCDMA로, 미국식 CDMA는 CDMA 2000으로 각각 나뉘어 발전됐다.

3.5G 통신 규격
기존 3G 규격과의 호환성을 유지하며 광대역 이동통신 지원
유럽방식  : HSPA (HSPDA. Ehanced Uplink)

이후 3G 이동통신은 각자의 방식대로 지속적인 발전을 거듭했다. 
미국식 CDMA 2000은 CDMA 2000 EV-DO, 리비전(Rev.) A/B 등으로, 유럽식 WCDMA는 HSPA(HSDPA/HSUPA), HSPA+ 등으로 발전하며 데이터 전송속도가 향상되었다. 
전세계적으로 보면 WCDMA 방식이 70%이상 차지하고 있으며, 현재 국내에는 SK텔레콤과 KT가 HSPA, HSPA+ 방식으로, LG U+는 CDMA 2000 EV-DO 리비전 A 방식으로 서비스하고 있다.

3.9G 통신 규격
All-IP 데이터 전용 네트워크
실제 국내 LTE를 이 3.9G에서 시작. 최초 LTE 규격이 Release 8에서 이루어진다.

2008년 ITU (International Telecommunication Union, 국제 전기통신 연합)에서 4세대 이동통신 규격을 정의하면서, 저속 이동 시 1Gbps, 고속 이동 시 100Mbps의 속도로 데이터를 전송할 수 있어야 한다고 규정했다. 
이 규정에 따라 초기 LTE와 Wibro는 4세대 통신규격이라 할 수 없어졌다. 그런데, 2010년 12월 ITU에서 LTE와 와이브로, 다른 진화한 3G 망(예: HSPA+) 등도 4G라고 부를 수 있다고 공표... 이에 따라 전세계 이동통신사는 LTE를 포함한 3.9세대 규격의 이동통신을 '4G' 라고 불렀다.... 

 

4G 통신 규격
System beyond IMT-2000 (Beyond 3G, B3G, IMT-Advanced), 주파수 선택적 페이딩에 강한 OFDM 기술에 기초함

• 발전 : 이종망 간 상호동작 및 이음새없는 연결,
             회선교환 방식의 음성 지원  없이, 패킷 데이터 만을 지원
             (음성 서비스는 추가 기술이 필요.  음성 처리는 기존 2G/3G망을 사용)
             높은 데이터 전송 속도
  
• Release 8 : LTE
• Release 9 : LTE 확장
• Release 10 : LTE-Advanced

5G 통신 규격
IMT-2020
초 고용량 : 4G 대비 100 ~ 1000배의 데이터 처리 용량
초 연결성 : 500km/h 이상 이동중에도 많은 수의 지속성 있는 연결 가능
초 반응성 : 수 ms 이내 연결 수립 가능 (저 지연)
초 저전력 : 단위 용량 당 소비전력이 1/1000 ~ 1/100 이하