2세대 이동 통신

1. 개요

2세대 이동 통신 기술은 디지털 방식을 사용하여 통화 품질을 향상시키고 데이터 통신 서비스와 SMS, MMS 등의 서비스를 제공한다. TDMA와 CDMA 방식을 사용하며, GSM, cdmaOne, PDC 등의 기술이 있다. 2G는 1G에 비해 주파수 효율성이 높고, 문자 메시지 및 멀티미디어 메시지 서비스를 제공한다. 대한민국에서는 1996년 cdmaOne 방식의 2G 서비스가 상용화되었으나, 3G 및 4G 서비스의 보급으로 인해 순차적으로 종료되었다. 2G 서비스는 2.5G(GPRS), 2.75G(EDGE), 2.875G(Evolved EDGE)로 발전했다. 전 세계적으로 2G 서비스 종료가 진행 중이며, 일부 국가에서는 2G 서비스 종료로 인한 취약 계층의 통신 단절 문제를 우려하고 있다.

2. 기술

2세대 이동 통신 기술은 휴대 전화와 기지국 사이의 통화를 디지털 방식으로 암호화하여 통화 품질을 개선했다. 그러나 네트워크의 나머지 부분에서는 반드시 암호화되지 않을 수 있다. 또한, 주파수 효율성을 높여 주파수 대역당 더 많은 사용자를 수용할 수 있게 되었다. 2세대 이동 통신은 SMS 문자 메시지로 시작하여 멀티미디어 메시징 서비스(MMS)로 확장된 모바일 데이터 서비스를 제공한다.

2세대 이동 통신 기술 중 가장 흔한 것은 시분할 다중 접속(TDMA) 기반의 GSM 표준으로, 일본을 제외한 세계 대부분의 지역에서 사용되었다. 북미에서는 Digital AMPS(D-AMPS) (IS-54 및 IS-136)와 cdmaOne (IS-95)이 주를 이루었지만, GSM도 사용되었다. 일본에서는 Personal Digital Cellular(PDC)가 널리 사용되었으며, Personal Handy-phone System(PHS)도 존재했다.

2.1. 주요 기술 방식

2세대 이동 통신 기술은 크게 시분할 다중 접속(TDMA) 방식과 코드 분할 다중 접속(CDMA) 방식으로 나눌 수 있다.

TDMA 방식에는 다음이 포함된다.

* GSM: 세계 212개국에서 채택되었다. 일본, 대한민국, 조선민주주의인민공화국에서는 채택되지 않았다. GSM에 GPRS를 채택한 것은 2.5세대(2.5G), EDGE는 2.75세대(2.75G)로 분류된다.
* D-AMPS: 북미를 중심으로 채택되었다.
* PDC: 일본전신전화공사가 개발한 자동차 전화 방식이다. 일본의 자동차 전화, 휴대 전화, 열차 전화에서 채택되었다.

CDMA 방식에는 다음이 포함된다.

* cdmaOne: 2.5세대 (2.5G)로 분류됨.

개발 경위로 인해 PHS를 포함하는 경우도 있다.

2.2. 한국의 2G 기술

KT는 4G LTE 서비스 상용화 계획에 따라 효율적인 네트워크 및 주파수 활용도 제고, 투자비 절감, 디지털 디바이드(정보 격차) 해소 차원에서 2012년 3월에 2G 서비스를 종료하고, 기존 2G PCS 주파수를 4G LTE 서비스에 활용하였다.

SK텔레콤은 시스템 노후화로 인한 통신망 장애 우려, 핵심 부품 단종으로 인한 유지보수 불가 등의 이유로 2G 서비스 종료를 결정하고, 2020년 7월 6일에 종료를 확정, 2020년 7월 27일에 최종적으로 서비스를 종료하였다.

LG유플러스는 2021년 5월 25일에 과학기술정보통신부에 2G 서비스 폐업을 신청하여, 이동통신 3사의 2G CDMA 서비스는 역사 속으로 사라지게 되었다.

3. 진화형

기존 2G 네트워크 서비스의 단점을 보완한 일부 2G 제품들(3G로 공식 표기)은 성능이 3G에 가깝지만, 여전히 느린 데이터 전송으로 인해 대체로 2.5G 및 2.75G 계열로 분류된다.

3.1. 2.5G (GPRS)

GPRS는 기존의 회선 교환 방식과 패킷 교환 방식을 통합한 2G 시스템이다. GPRS는 사용자에게 여러 개의 타임 슬롯을 동적으로 할당하여 패킷 기반 데이터 전송을 가능하게 함으로써 네트워크 효율성을 향상시킨다. GPRS를 지원하는 2G 시스템에서 이론상 최대 전송 속도는 40 kbit/s (5 kB/s)이다.

3.2. 2.75G (EDGE)

EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution)는 GPRS 네트워크에서 발전된 형태로, 8PSK (8상 위상 편이 변조) 인코딩 방식을 도입하여 데이터 전송 효율을 높인 기술이다. 심볼 속도는 초당 270.833개 샘플로 동일하게 유지되지만, 8PSK를 통해 각 심볼이 1비트 대신 3비트를 전송할 수 있게 되었다.

EDGE는 향상된 GPRS (EGPRS) 또는 IMT 단일 캐리어 (IMT-SC)라고도 불리며, 기존 GSM 표준을 확장하여 하위 호환성을 갖춘 디지털 이동 전화 기술이다. 2003년 미국 AT&T에서 처음으로 도입되었으며, 이론상 최대 전송 속도는 384 kbit/s (48 kB/s)이다.

3.3. 2.875G (EDGE Evolution)

진화된 EDGE(Evolved EDGE)는 EDGE 모바일 기술의 향상된 버전으로, 2G 네트워크의 후기 업그레이드 형태로 도입되었다. EDGE는 2000년대 초반 GSM 네트워크의 일부로 처음 배포되었지만, 진화된 EDGE는 HSPA와 같은 3G 기술이 널리 보급되고 4G 네트워크가 등장하기 직전에 출시되어 실제 적용은 제한적이었다.

진화된 EDGE는 향상된 변조 기술, 듀얼 캐리어 지원, 듀얼 안테나 및 터보 코드를 활용하여 데이터 처리량을 늘리고 지연 시간을 최대 80ms까지 줄였다. 최대 1Mbit/s의 데이터 속도를 달성하여, 3G 또는 4G 인프라로 아직 전환하지 않은 사업자의 네트워크 효율성을 크게 향상시켰다. 그러나 이러한 기술적 개선에도 불구하고 진화된 EDGE는 널리 배포되지 못했다. 진화된 EDGE가 출시되었을 당시 대부분의 네트워크 사업자는 UMTS 및 LTE와 같은 보다 진보된 기술을 구현하는 데 집중했기 때문이다. 2016년 기준으로 진화된 EDGE를 지원하는 상용 네트워크는 보고되지 않았다.

4. 서비스 종료

2G 네트워크 서비스는 2.5G, 2.75G 서비스에 의해 보완되고 3G, 4G, 5G 계열 이동 통신 서비스가 등장하면서 가입자 수요가 계속적으로 감소하였다. 대한민국에서는 2003년 3G 전국 상용화 이후에도 2007년경까지 2G폰이 3G폰보다 판매량이 많았으나, KT와 SK텔레콤이 3G WCDMA 방식의 휴대폰 마케팅을 주력으로 밀어서 2000년대 후반에는 대부분 3G폰으로 대체되었다.

4.1. 한국의 2G 서비스 종료

KT는 4G LTE 서비스 상용화 계획에 따라 효율적인 네트워크 활용, 주파수 활용도 제고, 투자비 절감 등 디지털 디바이드(정보 격차) 해소 차원에서, 2012년 3월에 2G 서비스를 종료했다. 이후 기존 2G PCS 주파수 그대로 4G LTE 서비스를 상용화했다.

SK텔레콤은 시스템 노후화로 인한 통신망 장애 문제, 핵심 부품 단종으로 인한 유지보수의 어려움 등 정상적인 서비스 유지가 곤란하다는 이유로 2020년 7월 6일에 2G 서비스 종료를 결정하고, 2020년 7월 27일에 최종적으로 서비스를 종료했다.

LG유플러스는 2021년 5월 25일 과학기술정보통신부에 2G 서비스 폐업 신청을 하여, 이동통신 3사의 2G CDMA 서비스는 역사 속으로 사라지게 되었다.

4.2. 해외의 2G 서비스 종료 현황

GSM과 CdmaOne으로 대표되는 2세대(2G) 이동통신은 3G (UMTS, CDMA2000), 4G (LTE, WiMAX), 5G (5G NR)와 같은 새로운 기술로 대체되고 있다. 하지만 2023년 기준으로 북미, 동아시아, 호주 대부분의 통신사를 제외한 세계 대부분 지역에서 여전히 2G 네트워크가 사용되고 있다.

많은 최신 LTE 지원 장치는 전화 통화를 위해 2G로 폴백(fallback)하는 기능을 갖추고 있는데, 이는 특히 최신 통신 기술이 아직 구현되지 않은 농촌 지역에서 유용하다. 일부 지역에서는 2G 대신 3G가 종료되기도 한다. 보다폰은 2020년에 유럽 전역에서 3G 서비스를 종료했지만, 대체 서비스로 2G는 유지한다고 발표했다. 미국에서는 T-모바일 US가 3G 서비스를 종료하면서도 2G GSM 네트워크는 유지했다.

미국, 일본, 호주 등 여러 국가의 통신사들은 2G 기술을 종료하거나 이미 종료하여 주파수를 최신 기술(4G, 5G 등)에 재활용할 수 있도록 하고 있다.

2G 연결은 보안에 취약한 것으로 간주된다. 2009년부터 GSM 취약점을 이용한 공격 방법이 알려져 있으며, 실제로 범죄에 사용되기도 한다. 2G CdmaOne에 대한 공격 경로는 나중에 발견되었지만, 상대적으로 덜 알려져 있다.

안드로이드 12 이상에서는 기기 설정에서 2G 연결을 비활성화할 수 있다. iOS 16 이상에서는 잠금 모드를 활성화하여 2G 연결을 차단할 수 있다.

5. 비판 및 논란

2세대 이동 통신(2G)은 오래된 기술로, 보안에 취약한 것으로 알려져 있다. 2009년부터 GSM의 취약점을 이용한 공격 방법이 알려져 있으며, 실제로 범죄에 사용되기도 한다.

최신 운영체제에서는 2G 연결을 비활성화하는 기능을 제공한다. 안드로이드 12 이상에서는 네트워크 설정을 통해, iOS 16 이상에서는 잠금 모드를 활성화하여 2G 연결을 비활성화할 수 있다.

5.1. 2G 서비스 종료의 문제점

2G는 3G (UMTS/CDMA2000), 4G (LTE/WiMAX) 및 5G (5G NR)와 같은 새로운 기술로 대체되었다. 그러나 2023년 현재 북미, 동아시아, 호주의 대부분 통신사를 제외하고는 세계 대부분 지역에서 2G 네트워크가 여전히 사용 가능했다.

많은 최신 LTE 지원 장치는 전화 통화를 위해 2G로 폴백(fallback)할 수 있는 기능을 갖추고 있으며, 이는 특히 최신 세대 기술이 아직 구현되지 않은 농촌 지역에서 필요하다.

미국, 일본, 호주 및 기타 국가의 다양한 통신사에서 주파수를 최신 기술(예: 4G, 5G)에 재사용할 수 있도록 2G 기술을 종료하거나 이미 2G 서비스를 종료했다는 발표를 했다.

2G 연결은 레거시 프로토콜로, 안전하지 않은 것으로 간주된다. 구체적으로, 2009년부터 GSM의 취약점을 공격하는 잘 알려진 방법이 존재하며 범죄에 실제로 사용되고 있다.

안드로이드 12 이상에서는 장치의 2G 연결을 비활성화하는 네트워크 설정을 제공한다. iOS 16 이상에서는 잠금 모드를 활성화하여 2G 연결을 비활성화할 수 있다.
일부 국가, 특히 영국에서는 2G가 구형 피처폰과 사물 인터넷(IoT) 장치(예: 스마트 미터, eCall 시스템 및 차량 추적 시스템)에 널리 사용되고 있으며, 이는 신기술의 높은 특허 사용료를 피하기 위함이다. 2G 서비스 종료는 2G 인프라에 의존하는 취약 계층이 비상 연락망과도 소통할 수 없게 만들어 피해를 입거나 사망에 이르게 할 수도 있다.