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5G (Fifth Generation Mobile Network)

5G는 4G LTE 이후 등장한 차세대 이동통신 기술로, 초고속·초저지연·초연결을 핵심 특성으로 하며 인공지능의 확산과 밀접한 관계를 맺고 있다.

5G는 대규모 데이터를 실시간으로 송수신할 수 있는 통신 환경을 제공함으로써 자율주행, 스마트시티, 실시간 인공지능 분석 등의 기반 인프라로 기능한다.

(1) 정의와 핵심 개념

5G는 이동통신의 5세대 기술로, 초당 최대 20Gbps의 속도, 1ms 이하의 지연 시간, 1km²당 100만 개 이상의 디바이스 연결을 목표로 한다.

기존 4G에 비해 데이터 전송 속도는 10~100배 빠르며, 실시간 데이터 처리와 대규모 연결성을 바탕으로 인공지능 서비스와의 결합이 활발히 이루어지고 있다.

(2) 기술 원리

1. 밀리미터파(mmWave): 30~300GHz 대역의 고주파를 이용하여 초고속 통신을 실현한다.
2. Massive MIMO: 수십 개의 안테나를 활용하여 데이터를 동시에 다중 전송한다.
3. 네트워크 슬라이싱: 물리적 네트워크를 가상화하여 다양한 서비스에 최적화된 통신을 제공한다.
4. 에지 컴퓨팅: 사용자 가까운 곳에서 데이터를 처리하여 지연을 최소화한다.

(3) 장점과 한계

장점

• 초저지연을 기반으로 실시간 제어 및 반응이 필요한 응용에 적합하다.
• 초연결성을 통해 수많은 센서와 디바이스를 동시에 수용할 수 있다.
• 고속 대역폭으로 대용량 데이터를 실시간 처리할 수 있다.

한계

• 밀리미터파는 도달 거리와 투과율이 낮아 기지국 밀도가 높아야 한다.
• 초기 인프라 투자 비용이 매우 크며, 지역 간 격차가 존재할 수 있다.

(4) 인공지능과의 연계

5G는 인공지능과 상호 보완적인 기술로 작용한다. 대량의 데이터를 지연 없이 전송하고 실시간 분석이 가능하므로, AI가 실시간 의사결정, 자율주행 제어, 원격 진료, 산업 자동화 등 다양한 분야에서 효과적으로 활용된다.

특히 에지 AI와의 결합은 클라우드 의존도를 낮추고 반응 속도를 높이는 데 핵심적이다.

(5) 이동통신 세대별 특징

(6) 개념도

다음은 5G가 인공지능과 융합되는 구조를 시각적으로 설명한 예시이다.