GSM 주파수 대역
1. 개요
GSM 주파수 대역은 GSM 통신 시스템이 작동하는 다양한 주파수 범위를 의미한다. GSM은 여러 주파수 대역을 사용하며, 각 대역은 특정 지역 및 국가에서 사용된다. 주요 대역으로는 GSM-900, GSM-1800, GSM-850, GSM-1900, GSM-450 등이 있으며, 휴대폰은 로밍을 위해 여러 대역을 지원하는 경우가 많다. 다중 대역 휴대폰은 여러 GSM 네트워크를 지원하며, 다중 모드 휴대폰은 GSM 외 다른 기술 표준도 지원한다.
| 기술 | GSM EDGE UMTS LTE 5G NR |
|---|---|
| 주파수 대역 | 450 MHz 700 MHz 800 MHz 850 MHz 900 MHz 1800 MHz 1900 MHz 2100 MHz 2300 MHz 2500 MHz 2600 MHz 3500 MHz 4700 MHz |
| 450 MHz | 대역폭: 2 x 25 MHz UL: 450.4 - 475.4 MHz DL: 460.4 - 485.4 MHz |
|---|---|
| 480 MHz | 대역폭: 2 x 5 MHz UL: 478.8 - 483.8 MHz DL: 488.8 - 493.8 MHz |
| 700 MHz (APT 대역) | 대역폭: 2 x 45 MHz UL: 698 - 743 MHz DL: 753 - 798 MHz |
| 800 MHz | 대역폭: 2 x 35 MHz UL: 832 - 867 MHz DL: 791 - 826 MHz |
| 850 MHz | 대역폭: 2 x 25 MHz UL: 824 - 849 MHz DL: 869 - 894 MHz |
| 900 MHz | 대역폭: 2 x 35 MHz UL: 880 - 915 MHz DL: 925 - 960 MHz |
| 1800 MHz | 대역폭: 2 x 75 MHz UL: 1710 - 1785 MHz DL: 1805 - 1880 MHz |
| 1900 MHz | 대역폭: 2 x 30 MHz UL: 1850 - 1880 MHz DL: 1930 - 1960 MHz |
| 2100 MHz | 대역폭: 2 x 60 MHz UL: 1920 - 1980 MHz DL: 2110 - 2170 MHz |
| 2300 MHz | 대역폭: 1 x 40 MHz TDD: 2300 - 2340 MHz |
| 2500 MHz | 대역폭: 2 x 60 MHz UL: 2500 - 2560 MHz DL: 2620 - 2680 MHz |
| 2600 MHz | 대역폭: 2 x 50 MHz UL: 2570 - 2620 MHz DL: 2690 - 2740 MHz |
| 3500 MHz | 대역폭: 1 x 400 MHz TDD: 3300 - 3700 MHz |
| 4700 MHz | 대역폭: 1 x 200 MHz TDD: 4400 - 4600 MHz 또는 4600 - 4800 MHz |
-
GSM 표준 -
GSM 협회
GSM 협회는 GSM 표준 사용 이동통신 사업자를 지원하고 모바일 산업을 대표하며, 모바일 월드 콩그레스(MWC 바르셀로나)를 주관하고 국제 이동 장비 식별 번호(IMEI)의 유형 할당 코드(TAC)를 관리한다. -
GSM 표준 -
EDGE
EDGE는 2.5G GSM/GPRS 네트워크 성능 향상 기술로, GSM 통신 사업자가 기지국 서브 시스템 업그레이드를 통해 비교적 쉽게 구축할 수 있으며, Evolved EDGE는 데이터 속도를 향상시키는 개선된 확장 기능이지만, 3G 및 4G 기술로 인해 네트워크 구축은 제한적이었다. -
이동 통신 -
고속 패킷 접속
고속 패킷 접속(HSPA)은 3세대 이동통신(3G)의 데이터 전송 속도를 높이는 기술 집합체로, 고속 하향/상향 패킷 접속(HSDPA/HSUPA)을 통해 속도를 개선하고 다중 안테나, 고차 변조, 다중 주파수 대역 활용 등의 기술로 진화했으나, LTE 및 5G 기술 발전으로 현재는 상용 서비스가 중단되었다. -
이동 통신 -
코드분할다중접속
코드 분할 다중 접속(CDMA)은 1989년 퀄컴에 의해 개발되어 1996년 한국에서 상용화된 기술로, 동일한 주파수 대역에서 여러 사용자가 통신하며, TDMA, FDMA보다 적은 기지국으로 더 많은 사용자를 수용할 수 있고, 보안 강화, 간섭 저항 등의 특징을 가진다.
2. 주파수 대역
GSM은 전 세계적으로 다양한 주파수 대역에서 운용되며, 각 대역은 특정 지역 및 국가에서 주로 사용된다. 크게 ITU 지역 구분에 따라 사용 대역이 나뉜다.
아프리카, 유럽, 중동, 아시아 (일본과 대한민국은 GSM을 도입하지 않아 제외), 오세아니아 등 세계 대부분의 지역(ITU-지역 1 및 3)에서는 주로 GSM-900과 GSM-1800 대역이 사용된다. 일반적으로 GSM-900이 더 널리 사용되며, 일부 국가에서는 GSM-1800을 "디지털 셀룰러 시스템"(DCS)이라고 부르기도 한다. 항공기 내 이동 통신 서비스(MCA)는 GSM-1800 대역을 이용한다.
반면, 북아메리카, 남아메리카, 중앙아메리카 등 ITU-지역 2에서는 주로 GSM-850과 GSM-1900 대역이 사용된다. 이 지역에서는 역사적 배경이나 규제에 따라 850 MHz 대역을 '셀룰러' 또는 'GSM-800'으로, 1900 MHz 대역을 'PCS'(Personal Communications Service)로 칭하기도 한다.
일부 중남미 국가에서는 850/1900 MHz 대역과 900/1800 MHz 대역을 혼용하여 사용하기도 한다. 이로 인해 해당 지역을 방문할 때는 사용 중인 휴대 전화가 현지 네트워크의 주파수 대역과 호환되는지 확인해야 하며, 여러 대역을 지원하는 멀티밴드(삼중 대역 또는 사중 대역) 단말기가 유용할 수 있다.
이 외에도 GSM-450과 같이 덜 일반적으로 사용되는 대역도 존재한다. GSM-450은 기존 아날로그 NMT 시스템과 동일한 대역을 사용하며, 현재는 거의 사용되지 않고 일부 지역에서는 CDMA나 LTE로 대체되었다. 또한, 철도 통신을 위한 GSM-R과 같은 특수 목적의 GSM 대역도 있다.
대부분의 네트워크와 호환성을 확보하려면 ITU-지역 2를 제외한 지역에서는 900/1800 듀얼 밴드 단말기가 필요하다.
2.1. GSM-900 및 GSM-1800
GSM-900과 GSM-1800은 아프리카, 유럽, 중동, 아시아 (일본과 대한민국에서는 GSM이 도입된 적이 없어 제외), 오세아니아 등 세계 대부분의 지역(ITU 지역 1 및 3)에서 사용된다.
일반적으로 GSM-900이 가장 널리 사용되며, GSM-1800을 사용하는 통신 사업자는 상대적으로 적다. 항공기 내 이동 통신 서비스(MCA)는 GSM-1800 대역을 사용한다.
일부 국가에서는 GSM-1800을 "디지털 셀룰러 시스템(Digital Cellular System, DCS)"이라고도 부른다.
| GSM 대역 | ƒ (MHz) | 업링크 (MHz) (단말 → 기지국) | 다운링크 (MHz) (기지국 → 단말) | 채널 번호 | 해당 LTE / NR 대역 | 지역별 사용 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| T-GSM-380 (트렁킹 GSM) | 380 | 380.2 – 389.8 | 390.2 – 399.8 | 동적 | 없음 | 없음 |
| T-GSM-410 (트렁킹 GSM) | 410 | 410.2 – 419.8 | 420.2 – 429.8 | 동적 | 87/88 | 없음 |
| GSM-450 | 450 | 450.6 – 457.6 | 460.6 – 467.6 | 259–293 | 31/72/73 | 없음 |
| GSM-480 | 480 | 479.0 – 486.0 | 489.0 – 496.0 | 306–340 | 없음 | 없음 |
| GSM-710 | 710 | 698.2 – 716.2 | 728.2 – 746.2 | 동적 | 12/85 | 없음 |
| GSM-750 | 750 | 777.2 – 792.2 | 747.2 – 762.2 | 438–511 | 없음 | 없음 |
| T-GSM-810 (트렁킹 GSM) | 810 | 806.2 – 821.2 | 851.2 – 866.2 | 동적 | 27 | 없음 |
| GSM-850 | 850 | 824.2 – 848.8 | 869.2 – 893.8 | 128–251 | 5 | 캐나다, 미국, 카리브해, 라틴 아메리카, 북미 지역 |
| P-GSM-900 (표준/기본 GSM-900) | 900 | 890.0 – 915.0 | 935.0 – 960.0 | 1–124 | 8 (부분 집합) | 없음 더 이상 사용되지 않음 |
| E-GSM-900 (확장 GSM-900) | 900 | 880.0 – 915.0 | 925.0 – 960.0 | 0–124, 975–1023 | 8 | 아시아 태평양, 유럽, 중동, 아프리카 |
| R-GSM-900 (GSM-R, 철도 GSM-900) | 900 | 876.0 – 915.0 | 921.0 – 960.0 | 0–124, 955–1023 | 8/100 | 아시아 태평양, 유럽, 중동, 아프리카 GSM-R에 사용됨 |
| T-GSM-900 (트렁킹 GSM) | 900 | 870.4 – 876.0 | 915.4 – 921.0 | 동적 | 없음 | 없음 |
| DCS-1800 (디지털 셀룰러 시스템) | 1800 | 1710.2 – 1784.8 | 1805.2 – 1879.8 | 512–885 | 3 | 아시아 태평양, 유럽, 중동, 아프리카 |
| PCS-1900 (개인 통신 서비스) | 1900 | 1850.2 – 1909.8 | 1930.2 – 1989.8 | 512–810 | 2 | 캐나다, 미국, 카리브해, 라틴 아메리카, 북미 지역 |
2.2. GSM-850 및 GSM-1900
GSM-850과 GSM-1900은 주로 북아메리카, 남아메리카, 중앙아메리카 (ITU-지역 2)에서 사용되는 GSM 주파수 대역이다. 북미 지역에서 GSM 통신은 주로 850 MHz와 1900 MHz 대역에서 이루어진다.
캐나다에서는 GSM-1900이 도시 지역의 주요 대역으로 사용되며, GSM-850은 백업 및 농촌 지역의 주요 대역으로 활용된다. 미국의 경우, 규제 요구 사항에 따라 지역별 사용 가능 대역이 결정된다. 두 대역 모두 주로 캐나다, 미국, 카리브해, 라틴 아메리카(CALA) 및 북미 지역(NAR)에서 사용된다.
850 MHz 대역에서 제공되는 GSM 서비스는 과거 이 주파수 대역이 아날로그 셀룰러 이동 통신 시스템에 할당되었던 역사 때문에 "셀룰러(Cellular)"라고 불리기도 한다. 또한, 이 대역은 1983년 미국에서 AMPS에 처음 할당될 당시 "800 MHz 대역"으로 알려졌기 때문에 "GSM-800"이라고도 불린다. GSM-1900은 "1900 MHz 대역"에서 작동하는 다른 이동 통신 시스템과 마찬가지로 "[[개인 통신 서비스|PCS]]"(Personal Communications Service)라고도 지칭된다.
기술적인 세부 사항은 다음과 같다.
| GSM 대역 | ƒ (MHz) | 업링크 (MHz) (휴대 전화 → 기지국) | 다운링크 (MHz) (기지국 → 휴대 전화) | 채널 번호 | 해당 LTE 대역 / NR 대역 |
|---|---|---|---|---|---|
| GSM-850 | 850 | 824.2 – 848.8 | 869.2 – 893.8 | 128–251 | 5 |
| PCS-1900 | 1900 | 1850.2 – 1909.8 | 1930.2 – 1989.8 | 512–810 | 2 |
2.3. GSM-450
GSM-450은 덜 일반적인 GSM 버전이다. 이 방식은 기존 아날로그 NMT 시스템과 동일한 450 MHz 대역을 사용하며, 두 시스템이 공존할 수 있도록 설계되었다. NMT는 GSM 도입 이전에 북유럽 국가, 베네룩스, 알프스 국가, 동유럽 및 러시아 등지에서 주로 사용되었던 1G 이동 전화 시스템이다. GSM-450의 주파수 할당은 업링크(단말기에서 기지국)에 450.6–457.6 MHz, 다운링크(기지국에서 단말기)에 460.6–467.6 MHz를 사용하며, 채널 번호는 259-293에 해당한다. 이는 LTE 대역 31, 72, 73과 연관된다.
GSM 협회는 약 680개의 회원사 중 하나가 탄자니아에서 GSM-450 네트워크 운영 라이선스를 보유하고 있다고 밝히고 있다. 그러나 현재 탄자니아에서 실제로 운영 중인 모든 공공 이동통신 사업자는 GSM 900/1800 MHz 대역을 사용하고 있다. 또한, 시중에 공개적으로 판매되는 GSM-450용 단말기는 없다.
현재 운영 중인 NMT-450 네트워크는 거의 찾아보기 힘들다. 450 MHz NMT 대역이 할당되었던 지역의 기존 아날로그 네트워크는 대부분 서비스가 종료되었으며, 일부는 CDMA 방식으로 전환되었다. 이후 일부 CDMA 네트워크는 다시 LTE 기술(LTE 대역 31)로 업그레이드되었다.
2.4. 주파수 혼용 지역
중앙 아메리카와 남아메리카의 일부 국가에서는 ITU-지역 2(아메리카 대륙)에서 일반적으로 사용되는 GSM 주파수 대역인 850MHz와 1900MHz 외에도 900MHz와 1800MHz 대역을 GSM 통신용으로 할당했다. 이로 인해 아메리카 대륙 내 일부 지역에서는 여러 주파수 대역이 혼용되고 있으며, 해당 지역을 여행하는 사람들은 자신의 휴대 전화 기기가 방문하려는 국가의 네트워크 주파수 대역과 호환되는지 미리 확인할 필요가 있다. 이러한 주파수 호환성 문제는 여러 주파수 대역을 지원하는 멀티밴드(예: 트라이밴드 또는 쿼드밴드) 단말기를 사용함으로써 해결할 수 있다.
다음 국가들은 GSM 900/1800 MHz 대역과 GSM 850/1900 MHz 대역을 함께 사용하고 있다.
| 지역 | 국가/영토 | GSM-850 | GSM-1900 | GSM-900 | GSM-1800 |
|---|---|---|---|---|---|
| 카리브해 | 앤티가 바부다 | ||||
| 아루바, 보네르 및 퀴라소 | |||||
| 바베이도스 | |||||
| 영국령 버진아일랜드 | |||||
| 케이맨 제도 | |||||
| 도미니카 연방 | |||||
| 도미니카 공화국 | |||||
| 그레나다 | |||||
| 아이티 | |||||
| 자메이카 | |||||
| 세인트키츠 네비스 | |||||
| 세인트루시아 | |||||
| 세인트빈센트 그레나딘 | |||||
| 터크스 케이커스 제도 | |||||
| 중앙 아메리카 | 코스타리카 | ||||
| 엘살바도르 | |||||
| 과테말라 | |||||
| 남아 메리카 | 브라질 | ||||
| 우루과이 | |||||
| 베네수엘라 |
3. 다중 대역 및 다중 모드 휴대폰
오늘날 대부분의 휴대 전화는 로밍을 용이하게 하기 위해 여러 국가에서 사용되는 다중 대역을 지원한다. 이를 일반적으로 다중 대역(Multi-band) 전화기라고 부른다.
* 듀얼 밴드(Dual-band) 전화기는 특정 지역의 GSM 네트워크 대역을 쌍으로 지원한다. 예를 들어 유럽, 아시아, 호주, 브라질 등에서는 900MHz와 1800MHz 대역을, 북미와 브라질에서는 850MHz와 1900MHz 대역을 지원하는 방식이다.
* 트라이 밴드(Tri-band) 전화기는 세 개의 주파수 대역을 지원하며, 주로 유럽형과 북미형으로 나뉜다. 유럽형은 900MHz, 1800MHz, 1900MHz 대역을 지원하여 유럽 내에서는 폭넓은 통신망을 이용할 수 있지만 북미에서는 사용이 제한적이다. 반면 북미형은 850MHz, 1800MHz 및 1900MHz를 사용하여 북미 전역에서 서비스를 제공하지만, 다른 지역에서는 사용이 제한될 수 있다.
* 쿼드 밴드(Quad-band) 전화기, 일명 월드 폰(World Phone)는 최소 4개의 주요 GSM 대역(850MHz, 900MHz, 1800MHz, 1900MHz)을 모두 지원한다. 이를 통해 GSM을 사용하지 않는 일본이나 한국 같은 일부 국가 및 2G 서비스가 종료되어 LTE 네트워크를 위한 주파수 확보가 이루어진 호주(2017년 이후), 싱가포르 및 대만(2018년 이후)과 같은 국가를 제외한 전 세계 대부분 지역에서 사용할 수 있다.
주파수 호환성 문제는 이러한 다중 대역(특히 쿼드 밴드) 전화기를 사용하여 피할 수 있다.
또한 GSM뿐만 아니라 다른 기술 표준이나 독자적인 기술을 사용하는 다른 이동 전화 시스템에서도 작동할 수 있는 다중 모드(Multi-mode) 전화기도 있다. 이러한 전화기는 여러 주파수 대역을 함께 지원하는 경우가 많다.
* 예를 들어, 과거 북미에서 판매되었던 노키아 6340i GAIT 전화기의 특정 버전은 GSM-1900, GSM-850뿐만 아니라 기존의 TDMA-1900, TDMA-800, 그리고 AMPS-800까지 지원하여 다중 모드와 다중 대역 기능을 모두 갖추었다.
* 보다 최근의 예로는 애플의 아이폰 4S와 아이폰 5가 있다. 이 기기들은 850/900/1800/1900MHz의 쿼드 밴드 GSM, 850/900/1900/2100MHz의 쿼드 밴드 UMTS/HSDPA/HSUPA, 그리고 800/1900MHz의 듀얼 밴드 CDMA EV-DO Rev. A를 지원한다. 이는 총 6개의 다른 주파수를 지원하는 것(단일 모드에서는 최대 4개)으로, 이를 통해 미국의 AT&T 모빌리티, 버라이즌 와이어리스, 스프린트 코퍼레이션과 같은 주요 통신사는 물론, 보다폰, 오랑주, T-모바일 (미국 제외) 등 전 세계의 다양한 GSM 이동통신사에서 동일한 단말기를 판매할 수 있게 되었다. 이들 중 상당수는 공식적인 잠금 해제(unlock)를 제공하기도 한다.