통신사별 주파수 대역 특징과 무선 통신의 발전

통신사별 주파수 영역의 특징

[1, 2세대 통신]
1세대(1980년대 초)와 2세대(1990년대 초)의 국내 이동통신사들의 주파수 사용 현황을 살펴보면, 초기에는 주로 아날로그 방식의 통신이 이루어졌으며, 2G 시스템에서 디지털 방식으로 전환되었다. 1세대와 2세대 통신사들이 사용한 주요 주파수 대역은 SK텔레콤, KT, LG텔레콤(LGT)에서 각각 달랐다.

- SK텔레콤: SK텔레콤은 800MHz 대역을 선점해 사용했다. 800MHz 대역은 주파수 도달 거리가 멀고 통화 품질이 우수하여 산속이나 지하에서도 잘 터지는 특성이 있다. 이 주파수 대역은 넓은 지역을 커버하고, 신호가 장애물에 의해 차단되기 어려운 특성을 가졌기 때문에 ‘황금주파수’라고 불리기도 했다. 
- KT, LG텔레콤: KT와 LG텔레콤은 1.8GHz 대역을 사용했으며, 이 대역은 상대적으로 직진성이 강한 특성이 있다. 그로 인해 장애물에 부딪히면 반사되거나 흩어져 통화 불통 지역이 발생하는 경우가 많았다. 실제로 2000년대 초반 조사에 따르면, KT와 LG텔레콤은 SK텔레콤보다 기지국을 1.73배 더 투자해야 동일한 수준의 통화 품질을 유지할 수 있다는 결과가 나왔다. 즉, 주파수 대역이 다르면 기지국 설치의 효율성에도 큰 차이가 나게 된다.

[3세대 통신]
2004년부터 이동통신사들은 2세대(2G)에서 3세대(3G) 통신망으로의 전환을 시작했다. 3G 통신은 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)와 CDMA Rev.A(Advanced) 방식으로 구현되었으며, 각 통신사는 다른 방식과 주파수 대역을 사용했다.

- SK텔레콤과 KT: SK텔레콤과 KT는 WCDMA 기술을 기반으로 3G망을 구축했다. 특히 KT는 2007년에 서울과 수도권을 중심으로 WCDMA망을 설치하고, 이를 통해 영상통화 서비스를 부각하며 공격적인 마케팅을 시작했다. KT는 "SHOW"라는 슬로건과 함께 영상통화를 주제로 한 광고를 진행했고, SK텔레콤은 "T"라는 슬로건을 통해 3G 서비스를 홍보했다. 하지만 초기에는 기지국 숫자가 부족해 통화 불통 지역이 많았고, 3G폰을 구매한 사용자들이 다시 2G폰으로 돌아가는 현상도 발생했다. 주파수가 2.1GHz 대역으로 높아지면서 더 많은 기지국을 설치해야 했기 때문이다. 
- LGT: LGT는 WCDMA 대신 CDMA Rev.A라는 기술을 선택했다. 이 기술은 1.7GHz 대역에서 운영되었고, 데이터 속도에서 우수한 성능을 발휘했다. LGT는 기존의 텍스트형 인터넷을 넘어서 실제 인터넷 페이지를 접속할 수 있는 '풀 브라우징' 기능을 주력으로 홍보하며, 파격적인 가격 정책과 서비스로 시장에서 기대 이상의 성과를 거두었다. ‘OZ’라는 슬로건과 함께 인터넷 중심의 통신을 홍보한 LGT는 경쟁사들보다 차별화된 전략으로 시장에서 독자적인 영역을 구축할 수 있었다.

전파 통신의 원리

전파를 이용한 무선 통신은 일반적인 무선 통신의 기본적인 방식이다. 전파는 RF(Radio Frequency) 주파수를 사용하며, 송수신의 과정은 라디오와 유사한 원리로 이루어진다.

- 송신 과정: 전파를 이용한 무선 통신에서 보내고자 하는 정보는 전파로 변조되어 전송된다. 변조된 전파는 전력증폭기(Power Amplifier, PA)를 통해 송출된다. 이때 전파의 강도는 정보의 전송 거리와 품질에 영향을 미친다.
- 수신 과정: 수신 측에서는 수신된 전파를 복조하여 원래의 정보를 회복한다. 복조 과정은 전파에 포함된 정보를 읽어 들이는 작업이다. 또한, 송신 주파수(Tx)와 수신 주파수(Rx)는 별도로 설정되어 동시에 송수신이 가능하게끔 구성된다. 이를 통해 쌍방향 통신이 이루어지며, 현대의 다양한 무선 통신 시스템에서 널리 활용된다.

전파를 이용한 무선 통신은 음성 통화뿐만 아니라 데이터 전송, 영상 통화 등 다양한 정보 전달 방식에 적용될 수 있다.

무선 통신의 종류

1. 무전기 통신: 무전기는 주로 음성 정보를 전달하는 데 사용되는 가장 기초적인 형태의 무선 통신이다. 경찰, 소방서, 군대 등에서 사용되며, 일정한 거리 내에서 실시간으로 음성 통화를 할 수 있다.
2. 이동통신: 이동통신은 휴대전화를 기반으로 한 무선 통신으로, 음성, 문자 메시지뿐만 아니라 데이터와 영상까지 전송할 수 있는 통신망이다. 현재 전 세계적으로 3G, 4G, 5G 이동통신이 보급되었으며, 5G는 초고속 데이터 전송과 초저지연, 연결 밀도가 높은 특성을 지닌다.
3. 주파수공용 무선통신 시스템: 공공 안전을 위한 무선 통신 시스템으로, 경찰, 소방, 구급차 등에서 중요한 역할을 한다. 일반적으로 특정 지역 내에서 긴급 상황에 대응하기 위해 사용된다.
4. 위성 전화: 위성통신을 이용해 음성과 데이터를 전송하는 통신 방식으로, 대기권 상층에서 신호를 중계하는 인공위성을 통해 지구의 어떤 곳에서나 통신할 수 있다. 특히, 위성 전화를 이용한 통신은 지상 통신망이 닿지 않는 지역에서 유용하다.

[광 무선통신]

광 무선통신은 전파 대신 적외선, 레이저 등을 사용하여 무선 통신을 이루는 방식이다. 역사적으로 볼 때 봉화대가 이에 해당하며, 근거리 통신에는 주로 적외선을 이용한 리모컨이나, 레이저를 이용한 광 무선통신이 사용된다.

- 적외선 통신: TV 리모컨과 같은 간단한 기기들에서 많이 사용된다. 전자기파 중 적외선 영역을 이용해 데이터를 전송한다. 이 방식은 매우 직진적이며, 방해 요소가 적고 비교적 간단한 구현이 가능하다.
- 레이저 통신: 레이저를 이용한 광 무선통신은 매우 좁은 방사각을 가지며, 외부 간섭에 강하고 전자기적 잡음에도 강점이 있다. 레이저는 또한 높은 대역폭을 제공하므로, 빠른 속도로 데이터를 전송할 수 있다. 그러나 송수신 간의 정확한 정렬이 필요하므로, 신뢰성을 확보하기 위한 정밀한 기계 장치가 요구된다.
- 위성 통신: 위성 통신은 인공위성 간 또는 인공위성과 지상 간의 통신을 위해 사용된다. 위성의 넓은 커버리지 덕분에 지구상의 먼 지역 간에도 통신이 가능하다. 위성 통신은 특히 군사적 또는 국제적인 커뮤니케이션에 중요한 역할을 한다.

[결론]

통신사별 주파수 대역의 특징은 각 통신사의 서비스 품질과 커버리지에 큰 영향을 미친다. 초기 2세대 통신에서부터 현재의 5G 이동통신에 이르기까지, 각 세대의 기술 발전은 주파수 대역의 특성과 긴밀히 연결되어 있다. 5G 및 그 이상의 차세대 통신 기술은 더욱 넓은 대역폭과 높은 데이터 속도를 요구하며, 이를 통해 무선 통신의 범위와 품질은 계속해서 향상될 것이다.