LTE는 3세대 이동 통신의 한계를 극복하고 데이터 수요 증가에 대응하기 위해 개발된 4세대 이동 통신 기술이다. 3GPP에서 표준화가 진행되었으며, 2009년 스웨덴과 노르웨이에서 최초로 상용화되었다. LTE는 최대 299.6Mbit/s의 다운로드 속도와 75.4Mbit/s의 업로드 속도를 지원하며, 주파수 분할 방식(FDD)과 시분할 방식(TDD)을 모두 사용한다. 한국에서는 2011년부터 상용 서비스가 시작되었으며, VoLTE 기술을 통해 음성 통화 품질을 향상시켰다. LTE-Advanced 기술을 통해 통신 속도를 더욱 향상시켰으며, 국제 로밍 서비스도 제공한다.
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2006년 9월, 지멘스 네트웍스(현재 노키아 네트웍스)는 노머 연구소와 협력하여 LTE 네트워크의 첫 번째 라이브 에뮬레이션을 시연했다. 이 시연에서는 다운링크에서 두 명의 사용자가 HDTV 비디오를 스트리밍하고, 업링크에서 대화형 게임을 플레이하는 모습을 보여주었다.[24]
2007년 2월, 에릭슨은 세계 최초로 최대 144 Mbit/s의 비트 전송률을 가진 LTE를 시연했다.[25]
2007년 9월, NTT 도코모는 테스트 중 100 mW 미만의 전력 수준으로 200 Mbit/s의 LTE 데이터 전송률을 시연했다.[26]
2007년 11월, 인피니언은 CMOS로 처리된 단일 칩 RF 실리콘에서 LTE 기능을 지원하는 SMARTi LTE라는 세계 최초의 RF 트랜시버를 선보였다.[27][28]
2008년 초, 여러 공급업체에서 LTE 테스트 장비가 출시되기 시작했으며, 모바일 월드 콩그레스 2008에서 에릭슨은 소형 핸드헬드 장치에서 LTE로 구현된 세계 최초의 종단 간 모바일 통화를 시연했다.[29]모토로라는 같은 행사에서 LTE RAN 표준을 준수하는 eNodeB 및 LTE 칩셋을 시연했다.
* 인피니언은 2G/3G/LTE 기능을 제공하는 단일 칩 65 nm CMOS RF 트랜시버를 시연했다.[38]
* 알카텔-루슨트가 설립한 다중 산업 컨소시엄인 ng Connect 프로그램이 시작되어 무선 광대역 애플리케이션을 식별하고 개발했다.[39]
* 모토로라는 실제 도시 RF 환경에서 LTE 시스템 성능을 시연하기 위해 바르셀로나 시내에서 LTE 드라이브 투어를 제공했다.[40]
2009년 7월, Nujira는 880MHz LTE 전력 증폭기에 대해 60% 이상의 효율성을 시연했다.[41]
2009년 8월, 노텔과 LG 전자는 표준을 준수하는 방식으로 CDMA와 LTE 네트워크 간의 최초 성공적인 핸드오프를 시연했다.[42]
2009년 8월, 알카텔-루슨트는 700MHz 스펙트럼 대역에 대한 LTE 기지국에 대한 FCC 인증을 받았다.[43]
2009년 9월, 노키아 지멘스 네트웍스는 표준을 준수하는 상용 소프트웨어에서 세계 최초의 LTE 통화를 시연했다.[44]
2009년 10월, 에릭슨과 삼성은 스웨덴 스톡홀름에서 최초의 상용 LTE 장치와 라이브 네트워크 간의 상호 운용성을 시연했다.[45]
2009년 10월, 알카텔-루슨트의 벨 연구소, 도이치 텔레콤 혁신 연구소, 프라운호퍼 하인리히-헤르츠 연구소 및 안테나 공급업체 Kathrein은 LTE 및 3G 네트워크의 데이터 전송 속도를 높이기 위한 Coordinated Multipoint Transmission(CoMP)이라는 기술의 라이브 현장 테스트를 수행했다.[46]
2009년 11월, 알카텔-루슨트는 유럽 디지털 텔레비전 전환 이후 디지털 배당 (EDD)의 일부로 할당된 800MHz 스펙트럼 대역을 사용하여 최초의 라이브 LTE 통화를 완료했다.[47]
2009년 11월, 노키아 지멘스 네트웍스와 LG는 LTE의 최초의 종단 간 상호 운용성 테스트를 완료했다.[48]
2009년 12월 14일, 최초의 상용 LTE 배포는 스칸디나비아 수도인 스톡홀름과 오슬로에서 스웨덴-핀란드 네트워크 사업자인 텔리아소네라와 노르웨이 브랜드 넷컴 (노르웨이)에 의해 이루어졌다. 텔리아소네라는 네트워크를 "4G"로 브랜드화했다. 제공되는 모뎀 장치는 삼성에서 제조되었으며(동글 GT-B3710), 화웨이 싱글RAN 기술로 네트워크 인프라는 화웨이(오슬로) [49] 및 에릭슨(스톡홀름)에서 구축되었다. 텔리아소네라는 스웨덴, 노르웨이 및 핀란드 전역에 전국적인 LTE를 출시할 계획이다.[50] 텔리아소네라는 10MHz (최대 20MHz 중)의 스펙트럼 대역폭을 사용했으며, 단일 입력 및 단일 출력 전송을 사용했다. 배포는 최대 50Mbit/s 다운링크 및 25Mbit/s 업링크의 물리 계층 순 비트 전송률을 제공해야 했다. 초기 테스트에서는 스톡홀름에서 42.8Mbit/s 다운링크 및 5.3Mbit/s 업링크의 전송 제어 프로토콜 goodput을 보여주었다.[51]
2009년 12월, ST-에릭슨과 에릭슨은 멀티 모드 장치를 사용하여 LTE 및 HSPA 이동성을 처음으로 달성했다.[52]
2010년 1월, 알카텔-루슨트와 LG는 LTE와 CDMA 네트워크 간의 종단 간 데이터 통화의 라이브 핸드오프를 완료했다.[53]
2010년 2월, 노키아 지멘스 네트웍스와 모비스타는 스페인 바르셀로나에서 열린 모바일 월드 콩그레스 2010에서 실내 및 실외 데모로 LTE를 테스트했다.[54]
2010년 5월, 모바일 텔레시스템(MTS)와 화웨이는 러시아 모스크바에서 열린 "Sviaz-Expocomm 2010"에서 실내 LTE 네트워크를 선보였다.[55] MTS는 2011년 초까지 모스크바에서 LTE 시험 서비스를 시작할 예정이다. 앞서 MTS는 우즈베키스탄에서 LTE 네트워크를 구축할 수 있는 라이선스를 받았으며, 알카텔-루슨트와 제휴하여 우크라이나에서 LTE 테스트 네트워크를 시작할 예정이다.
2010년 5월, 상하이 엑스포 2010에서 모토로라는 차이나 모바일과 함께 라이브 LTE를 시연했다. 여기에는 비디오 스트림과 TD-LTE를 사용하는 드라이브 테스트 시스템이 포함되었다.[56]
2010년 12월 10일 현재, DirecTV는 펜실베이니아주의 일부 가정에서 고속 LTE 무선 기술을 테스트하기 위해 버라이존 와이어리스와 협력하여 통합 인터넷 및 TV 번들을 제공하도록 설계되었다. 버라이존 와이어리스는 12월 5일 일요일에 1억 1천만 명 이상의 미국인이 거주하는 38개 시장에서 LTE 무선 서비스(음성 없는 데이터)를 시작했다고 밝혔다.[57]
2011년 5월 6일, 스리랑카 텔레콤 모비텔은 남아시아에서 처음으로 4G LTE를 시연하여 스리랑카에서 96Mbit/s의 데이터 전송률을 달성했다.[58]
2. 1. 개발 배경
LTE는 3세대 이동통신 기술의 한계를 극복하고, 증가하는 데이터 수요에 대응하기 위해 개발되었다. 2000년 무렵 개발된 DSP (디지털 신호 처리) 기술과 변조를 사용하여 무선 데이터 네트워크의 용량과 속도를 증가시키고, 네트워크 아키텍처를 3G 아키텍처에 비해 전송 지연 시간이 현저히 감소된 IP 기반 시스템으로 재설계 및 단순화하는 것을 목표로 하였다.[8]
W-CDMA나 CDMA2000 등의 3세대 휴대 전화 (3G)와 4세대 휴대 전화 (4G) 사이의 중간 과도기적인 기술로, 3G에서 사용되는 주파수 대역 내에서 향후 4G에 채택될 예정인 첨단 통신 기술을 도입했다. 현재 사용되고 있는 W-CDMA, HSPA, CDMA2000, EV-DO와 같은 통신 규격과의 하위 호환성은 고려하지 않았다.
전 세계에서 사용 가능한 고속 통신이 가능하고 지연이 적은 휴대 전화를 저렴한 특허로 실현하기 위해, 3GPP에서 LTE의 표준화가 이동통신 사업자와 기기 제조사의 주도로 진행되었다. 2007년 5월, LTE/SAE 시험 이니셔티브(LSTI) 동맹이 새로운 표준을 검증하고 홍보하여 기술의 전 세계적인 도입을 가능한 한 빨리 보장하기 위해 벤더와 통신 사업자 간의 글로벌 협력으로 설립되었다.[9][10]
표준은 2008년 12월에 최종 확정되었으며, 최초의 공개 LTE 서비스는 2009년 12월 14일 텔리아소네라(TeliaSonera)가 오슬로와 스톡홀름에서 USB 모뎀을 사용한 데이터 연결로 출시했다.[11][12]
"Long Term Evolution"이라는 명칭처럼, 3G를 "장기적인 진화·발전"시켜 4G로 원활하게 전환할 수 있도록 하는, 일종의 가교(중계) 역할을 기대하고 있다.[124]
2. 2. 한국 도입 및 발전
NTT 도코모(NTT Docomo)가 2010년 12월 일본에서 "크로시(Xi)"라는 이름으로 LTE 상용 서비스를 시작했다.[23]대한민국에서는 2011년 7월, SK텔레콤과 LG U+가 LTE 상용 서비스를 시작했고,[50] 2012년 1월 KT도 LTE 상용 서비스를 시작했다. 2012년 3월, LG U+는 세계 최초로 전국적인 LTE 서비스를 시작했다.
2014년 6월, VoLTE(Voice over LTE) 서비스가 시작되었다. 2019년 5G 서비스가 상용화되기 전까지 LTE는 대한민국의 주요 이동통신 기술로 자리 잡았다.
3. 기술적 특징
LTE 표준은 하향링크 최고 속도 100Mbps, 상향링크 최고 속도 50Mbps를 제공하며, 무선 접속 네트워크(RAN)의 왕복 시간(round-trip time)은 10ms 이하이다.[199][200] 반송파 대역폭은 1.4MHz에서 20MHz까지 조정 가능하며, 주파수 분할 이중(FDD)와 시분할 이중(TDD) 방식을 모두 사용하여 전이중 통신을 지원한다.
LTE의 주요 이점은 높은 데이터 처리량, 낮은 지연 시간, 플러그 앤 플레이, FDD와 TDD를 같은 플랫폼에서 사용 가능, 향상된 사용자 경험, 단순한 아키텍처, 그리고 이로 인한 낮은 운영비이다. LTE는 GSM/EDGE, cdmaOne, UMTS/HDPA, CDMA2000과 같은 구형 네트워크 기지국과의 원활한 연동을 지원한다.[201]
표준 기술의 많은 부분은 시스템 아키텍처를 단순화하는 데 초점을 맞추고 있다. 예를 들어, 기존 UMTS의 회선 교환과 패킷 교환 결합 네트워크에서 벗어나, All-IP 플랫 아키텍처 시스템으로 전환하고 있다.
LTE 표준의 주요 기능은 다음과 같다.
4x4 안테나를 사용할 경우 최대 326.4Mbit/s, 2x2 안테나를 사용할 경우 최대 172.8Mbit/s의 하향 속도를 제공한다(20MHz 대역폭 기준).[202]
단일 안테나의 경우 20MHz 대역폭당 최대 86.4Mbit/s의 상향 속도를 제공한다.[202]
음성 중심 클래스부터 최대 전송률을 지원하는 하이엔드 단말까지 5개의 클래스가 정의되어 있다.
매 5MHz 셀마다 최소 200명의 활성 사용자를 지원한다(구체적으로 200개의 활성 데이터 클라이언트).
Small IP 패킷에 대해 5ms 미만의 지연 시간을 제공한다.
1.4MHz부터 20MHz까지의 스펙트럼 슬라이스를 지원하여 향상된 스펙트럼 유연성을 제공한다. (W-CDMA는 5MHz 슬라이스가 필요하여, 5MHz가 일반적인 스펙트럼 할당량인 국가에서 기술 롤아웃에 문제가 발생했다. 이는 GSM과 IS-95와 같은 과거 표준에서 자주 사용되던 대역폭이다.)
교외 지역에서 사용되는 900MHz 주파수 대역에서는 5km의 최적 셀 크기와 30km의 셀 크기를 적정 성능으로 지원하며, 허용 가능한 성능 하에서는 100km의 셀 크기를 지원한다. 도심 지역에서는 고속 모바일 광대역 통신을 지원하기 위해 더 높은 주파수 대역(EU에서는 2.6GHz)이 사용되며, 이 경우 셀 크기는 1km 이하이다.
사용되는 주파수 대역에 따라[203] 350km/h 또는 500km/h에서도 고성능 모바일 데이터 전송이 가능하다.
기존 시스템과의 공존이 가능하다. (사용자는 데이터 전송을 시작하고 커버리지를 벗어나면 추가 조작 없이 GSM/GPRS, W-CDMA 기반 UMTS, 심지어 cdmaOne, CDMA2000과 같은 3GPP2 네트워크를 사용하여 동작을 계속할 수 있다.)
MBSFN(Multicast broadcast single frequency network)을 지원한다. 이 기능은 LTE 기반 모바일 TV와 같은 서비스를 지원하며, 이는 DVB-H 기반 TV 방송의 경쟁 서비스이다.
데이터 변조 방식으로는 QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM 중 하나를 사용하며(순방향 64QAM 옵션), 다중화 방식으로는 FDD의 경우 OFDMA(순방향) / SC-FDMA(역방향)를 사용한다. 역방향에 단일 반송파를 사용하는 SC-FDMA를 채택하여 전력 소비량 및 PAPR(Peak to Average Power Ratio) 감소를 고려했다.
LTE는 GSM/UMTS 표준의 연장선에 있는 무선 데이터 통신 기술로, ETSI(유럽 전기 통신 표준 협회)가 상표를 등록했다.[8] 하지만 다른 여러 국가와 기업들도 LTE 프로젝트에 활발하게 참여하고 있다. LTE의 목표는 2000년경 개발된 새로운 DSP (디지털 신호 처리) 기술과 변조 방식을 사용하여 무선 데이터 네트워크의 용량과 속도를 높이는 것이었다. 또한, 네트워크 아키텍처를 3G 아키텍처에 비해 전송 지연 시간이 크게 줄어든 IP 기반 시스템으로 재설계하고 단순화하는 것을 목표로 했다.[8] LTE 무선 인터페이스는 2G 및 3G 네트워크와 호환되지 않으므로 별도의 무선 주파수 스펙트럼에서 작동해야 한다.
LTE 표준은 하향링크 최고 속도 100Mbps, 상향링크 최고 속도 50Mbps, 10ms 이하의 RAN(Radio access network) round-trip time을 제공한다.[199][200]대역폭은 1.4MHz에서 20MHz까지 조정 가능하며, TDD와 FDD를 이용한 전이중통신을 지원한다.
LTE는 하향 링크에는 OFDMA(직교 주파수 분할 다중 접속), 상향 링크에는 SC-FDMA(단일 반송파 주파수 분할 다중 접속) 방식을 사용한다.[125] 최대 20MHz의 대역폭을 지원하며, 다양한 주파수 대역을 사용할 수 있다. 전송 지연 및 접속 지연을 최소화하여 사용자 경험을 향상시켰다.[126]패킷 교환 방식만을 지원하며, 음성 통화는 VoLTE(Voice over LTE)를 통해 제공된다.
LTE의 주요 이점은 높은 처리량, 낮은 지연 시간, 플러그 앤 플레이, 같은 플랫폼에서 FDD와 TDD를 사용할 수 있다는 점, 향상된 end-user experience, 단순한 아키텍처, 그로 인한 낮은 운영비이다. LTE는 또한 GSM/EDGE, cdmaOne, UMTS/HDPA, CDMA2000와 같은 구형 네트워크 기지국으로의 원활한 이동을 지원한다.[201]
LTE 표준은 3GPP(3rd Generation Partnership Project, 3세대 파트너십 프로젝트)에서 개발되었으며, 릴리스 8 문서 시리즈에 명시되어 있고, 릴리스 9에서 약간의 개선 사항이 설명되어 있다.[3]
3. 2. LTE-TDD와 LTE-FDD
LTE 표준은 크게 주파수 분할 이중화(FDD) 방식의 '''LTE-FDD'''와 시분할 이중화(TDD) 방식의 '''LTE-TDD'''로 나뉜다.[72][73][74] LTE-FDD는 데이터를 업로드 및 다운로드할 때 쌍으로 된 주파수를 사용하는 반면,[75] LTE-TDD는 단일 주파수를 사용하여 시간을 통해 데이터를 업로드와 다운로드를 번갈아 수행한다.[76][77]
LTE-TDD와 LTE-FDD는 핵심 기술의 90%를 공유하므로, 동일한 칩셋과 네트워크에서 두 가지 버전의 LTE를 모두 사용할 수 있다.[79][82]삼성과 퀄컴을 포함한 여러 회사에서 듀얼 모드 칩 또는 모바일 장치를 생산하고 있다.[83][84]
일본에서는 소프트뱅크 모바일이 2012년 2월에 '''Advanced eXtended Global Platform''' (AXGP)이라는 이름으로 LTE-TDD 서비스를 시작했으며, SoftBank 4G (ja)로 판매했다.[96][97]
UQ 커뮤니케이션즈는 TD-LTE와 호환되는 WiMAX Release2.1을 채택하여, WiMAX 2+ 서비스를 2013년 10월 31일에 시작했다.
3. 3. All IP 네트워크
LTE 표준은 인터넷 프로토콜(IP) 기반의 네트워크 구조를 채택하여, 기존 3G 네트워크의 회선 교환 방식과 패킷 교환 방식이 결합된 형태보다 단순하고 효율적인 구조를 가진다.[199][200] 이는 SAE(System Architecture Evolution)의 일부로, GPRS 코어 네트워크를 대체하고 이전 시스템 및 비-3GPP 시스템 간의 이동성을 보장하기 위해 설계되었다.
LTE는 높은 데이터 처리량, 낮은 지연 시간, 플러그 앤 플레이, FDD 및 TDD 지원, 단순한 아키텍처를 통한 운영 비용 절감 등의 이점을 제공한다.[201] 또한, GSM/EDGE, cdmaOne, UMTS/HDPA, CDMA2000과 같은 구형 네트워크 기지국과의 원활한 연동을 지원한다.
2004년, 3GPP는 IP를 미래의 차세대 네트워크로 제안하고 All IP 망(AIPN)의 타당성 조사를 시작했다.[208] 이는 LTE와 같은 상위 계층 OSI 모델 프로토콜의 기반이 되었다.
LTE 네트워크를 통해 음성 통화를 제공하는 기술이다. 기존 3G 네트워크의 회선 교환 방식 대신, 패킷 교환 방식을 사용하여 음성 통화를 제공한다.[106]
VoLTE는 HD Voice라고 불리는 고음질 음성 통화를 지원하며, 통화 연결 시간이 짧고, 음성 통화 중에도 데이터 서비스를 이용할 수 있다는 장점이 있다. 호환성을 보장하기 위해 3GPP는 최소 AMR-NB 코덱(협대역)을 요구하지만, VoLTE에 권장되는 음성 코덱은 적응형 멀티레이트 광대역(HD Voice)이다. 이 코덱은 16kHz 샘플링을 지원하는 3GPP 네트워크에서 필수적으로 사용된다.[110]
프라운호퍼 IIS는 LTE 핸드셋용 AAC-ELD(Advanced Audio Coding – Enhanced Low Delay) 코덱 구현인 "Full-HD Voice"를 제안하고 시연했다.[111] 이전 휴대폰 음성 코덱은 최대 3.5kHz의 주파수만 지원했고, "HD Voice"로 브랜드화된 곧 출시될 광대역 오디오 서비스는 최대 7kHz를 지원하는 반면, Full-HD Voice는 20Hz에서 20kHz까지의 전체 대역폭 범위를 지원한다. 그러나 종단 간 Full-HD Voice 통화가 성공하려면 발신자와 수신자의 핸드셋, 네트워크 모두 해당 기능을 지원해야 한다.[112]
초기 LTE 구축에서는 통신사가 임시 방편으로 회선 교환 폴백을 도입해야 했다. VoLTE가 지원되지 않는 네트워크 또는 장치에서 음성 통화를 걸거나 받을 때 LTE 휴대폰은 통화 시간 동안 기존 2G 또는 3G 네트워크로 폴백된다.
5. LTE-Advanced
'''LTE-Advanced''' (LTE-A)는 LTE의 발전 규격으로, 3GPP가 2011년 4월 3GPP Release.10으로 기본 사양을 제정했다.[189] ITU가 정하는 4세대 이동 통신 시스템 중 하나이며, 이론상 최대 LTE의 10배 정도의 속도를 낼 수 있다.
LTE-Advanced는 여러 주파수 대역을 조합하여 사용하는 "캐리어 집성" 기술을 통해 최대 100MHz 폭×2를 이용하여 기가비트급 통신을 실현한다.
2011년 1월, 한국전자통신연구원(ETRI)은 전송 속도 600Mbps의 LTE-Advanced 통신 시연을 공개했다.[192]2013년 6월 26일, SK텔레콤이 세계 최초로 LTE-Advanced 상용 서비스를 시작했으며,[193] 다른 통신사들도 7월 중 서비스를 시작할 예정이었다.
2014년, KDDI/오키나와 셀룰러 전화는 Bands 1/18의 각 10MHz폭×2를 묶는 캐리어 애그리게이션 (CA) 방식으로 다운로드 최대 150Mbps를 실현한 4G LTE CA를 시작했다. NTT 도코모는 1800MHz대 (Band 3)에서 다운로드 최대 150Mbps를 실현했기 때문에, 이 시점에서는 VoLTE 도입을 우선시하고 2014년에는 CA 도입을 보류했다. 이후 2015년 3월 27일부터 PREMIUM 4G라는 이름으로 CA 서비스를 시작했지만, 초기에는 데이터 통신 전용 단말기로만 제공되었다. 소프트뱅크는 2015년 이후 LTE 네트워크에서 CA 도입을 검토하고 있었다. AXGP의 CA는 2014년에 데이터 단말기에서 실현되었으며, 대응 단말기가 소프트뱅크와 와이 모바일에서 발매되었다. 소프트뱅크는 VoLTE와 3G 네트워크를 이용한 HD Voice를 2014년 12월, SoftBank 402SH 업데이트 이후 순차적으로 시작했다.
2015년 가을, NTT 도코모와 KDDI는 3개의 주파수 대역 (800MHz대, 1.5GHz대, 2GHz대)을 묶는 서비스를 시작하여 일부 지역에서 다운로드 최대 300Mbps 서비스를 제공했다.
2016년 6월, 800MHz대, 1800MHz대, 2GHz대 3개의 주파수를 묶어 다운로드 최대 375Mbps 서비스를 시작할 예정이었다. 800MHz 대역은 FOMA 플러스 에리어를 정파하는 기지국에서, 1800MHz 대역은 도메이한 밴드로 한정된 지역에서 서비스될 예정이었다. 연내 TD-LTE 3.5GHz대 전파를 이용할 수 있게 되어, 해당 대역 2개와 1800MHz 대역 3개를 묶은 다운로드 최대 370Mbps 서비스도 시작할 예정이었으나, 1800MHz 대역은 도메이한 한정 서비스였다.
2019년 9월 현재 최대 수신 속도는 소프트뱅크 988Mbps[194], KDDI 1237Mbps[195], NTT 도코모 1288Mbps (송신 시 최대 131.3Mbps)[196]이며, 일부 지역에서 서비스 중이다. 2019년 겨울, NTT 도코모는 최대 수신 속도 1576Mbps 서비스를 시작했다.[197]
2020년 3월, NTT 도코모는 최대 수신 속도 1.7Gbps 통신 서비스를 시작했다.[197]
6. 한국의 이동통신 사업자별 LTE 서비스 현황
각 이동통신 사업자는 서로 다른 주파수 대역과 기술을 사용하여 LTE 서비스를 제공하고 있다. 일본의 이동통신 사업자별 LTE 서비스 현황은 다음과 같다.
2010년12월 24일, NTT 도코모는 "'''Xi (크로시)'''"라는 이름으로 LTE 상용 서비스를 시작했다.[151] 초기에는 2 GHz대 (Band 1)를 사용했으며, FOMA 하이스피드와의 듀얼 방식 데이터 단말(L-02C)만 제공되었다.
2011년부터는 FOMA와의 듀얼 모드 단말에서 음성 통화 서비스를 제공하기 시작했다. 2012년11월 16일부터는 신 800 MHz대 (Band 19) 및 1.5 GHz대 (Band 21)를 이용한 서비스를 개시했다. 2013년9월 20일아이폰 5s/5c 출시와 함께 1.7 GHz대 (LTE로는 1800 MHz대, Band 3) 서비스를 시작했으며[152], 2015년 1월경부터는 700 MHz대(Band 28) 서비스를 시작했다.
2014년 6월부터는 순차적으로 VoLTE (도코모에서는 "볼테"라고 표기)를 이용한 음성 통화 서비스를 제공하기 시작했다.[151]
NTT 도코모는 과거 PDC와 FOMA 초기 W-CDMA 표준 사양을 따르지 않았던 점을 반성하여, 세계 시장과 협력하여 규격 제정 및 도입을 추진한다고 밝혔다. 그 결과, 상용 서비스 개시는 W-CDMA 때처럼 세계 최초가 아닌, 다른 나라 사업자들의 시작 시점에 맞춰 진행되었다.
6. 2. KDDI / 오키나와 셀룰러 전화 (일본)
2012년 9월 21일, 아이폰 5 출시에 맞춰 "au 4G LTE"라는 이름으로 LTE 상용 서비스를 시작했다.[158][159] 초기에는 2.1 GHz대 (Band 1)를 아이폰 5용으로, N800 MHz대 (Band 18) 및 1.5 GHz대 (Band 11)를 LTE 대응 안드로이드 스마트폰용으로 할당했다.[160] 다른 통신사와 달리, 서비스 초기부터 "eCSFB (enhanced Circuit Switched Fallback)"라는 기술을 도입하여 음성 착신 시 LTE에서 3G로 빠르게 전환(약 4초)하는 것이 특징이었다.[161]
2012년 11월 2일부터는 밴드 11/18 서비스도 시작했다. 2013년 여름 안드로이드 단말부터는 밴드 1에도 대응하여 일부 지역에서 100 Mbps 속도를 지원했다. 2013년 9월 20일 아이폰 5s 및 아이폰 5c는 2.1 GHz대(Band 1) 외에 N800 MHz대 (Band 18)도 지원했다. 2014년 여름부터는 N800 MHz대와 2 GHz대의 캐리어 애그리게이션 (CA) 기술을 통해 150 Mbps 서비스를 시작했다.
2014년 12월부터는 VoLTE를 이용한 음성 통화 서비스 "au VoLTE"를 제공하기 시작했다.
6. 3. 소프트뱅크 모바일 (일본)
2012년 9월 21일, 소프트뱅크 모바일은 "SoftBank 4G LTE"라는 이름으로 LTE 상용 서비스를 시작했다.[164] 2 GHz대 (Band 1)의 5 MHz×2 대역폭을 사용했으며, 2012년 12월에는 테더링 서비스를 시작했다.[165]
2014년 여름, 900 MHz대 (Band 8)의 사용 가능한 주파수 폭이 기존 5 MHz×2 (3G에서 사용)에서 15 MHz×2로 확대되면서, 새롭게 확보된 10 MHz×2 대역폭을 이용하여 LTE 서비스를 개시했다.
VoLTE 서비스는 2014년 말에 시작되었다.
6. 4. 라쿠텐 모바일 (일본)
라쿠텐 모바일은 1.8GHz (Band 3)과 700MHz (Band 28)를 사용한다.
사업자별 사용 밴드
사업자
밴드
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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19
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31
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35
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39
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48
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50
51
52
53
54
라쿠텐 모바일
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7. 국제 로밍
LTE 국제 로밍은 2014년부터 서서히 시작되어[175][176][177], 2020년 현재 116개 이상의 국가 및 지역으로 보급되었다[178][179][180]。
기술적으로는 GSM 협회에서 2010년 12월에 LTE 상 데이터 로밍에 관한 구현 가이드라인을 제정하였다[181]。2013년에는 대한민국의 SK텔레콤이 홍콩, 싱가포르, 필리핀, 스위스, 캐나다에서 LTE 로밍 서비스를 시작했으며[182], 일본에서도 소프트뱅크와 au가 2013년 9월[183][184], NTT 도코모와 이-모바일이 2014년 3월[185][186]에 국제 로밍 서비스를 시작했다. 버라이즌도 2014년을 목표로 LTE 로밍을 시작할 의향을 밝혔다[187]。 다만, LTE는 사용되는 주파수 대역이 국가별로 크게 다르기 때문에, 단일 단말기로 이러한 band의 대부분을 커버하기 어려운 것이 로밍의 장벽이 되고 있다[188]。
8. 비판 및 논란
LTE 서비스 초기에는 커버리지 부족, 높은 요금제, VoLTE 서비스 불안정 등의 문제가 제기되기도 했다. 일부 사업자들은 LTE를 '4G'로 마케팅하면서, 4G의 정의에 대한 논란이 발생하기도 했다.
유럽 전기 통신 표준 협회(ETSI)의 지적 재산권(IPR) 데이터베이스에 따르면, 2012년 3월 기준으로 약 50개 회사가 LTE 표준을 포괄하는 필수 특허를 보유하고 있다고 선언했다.[119] 그러나 ETSI는 선언의 정확성에 대한 조사를 하지 않았으므로[119] "필수 LTE 특허에 대한 모든 분석은 ETSI 선언 이상을 고려해야 한다."[120] 독립적인 연구에 따르면, 핸드셋 제조업체의 전체 수익 중 약 3.3%에서 5%가 표준 필수 특허에 사용된다. 이는 상호 라이선스와 같은 할인율 라이선스 계약으로 인해 결합된 공시 요율보다 낮다.[121][122][123]
인도나 아프리카와 같은 신흥 시장은 기존 이동통신 사업자의 진출이 크게 진행되지 않았으며, 제공되는 서비스도 보편화된 기술인 GSM이 주류를 이루고 있다. 대형 이동통신 사업자는 신흥 시장보다 먼저 선진 시장에서 자사 기술의 보급을 목표로 하기 때문에, 이러한 신흥 시장은 비교적 규모가 작은 벤처 기업이 무선 통신 기술로는 LTE에 앞선 WiMAX 기술을 사용하여 새로운 시장 개척을 목표로 하겠다고 향후 활동을 표명하고 있다. 벤처 기업이 신흥 시장으로 향하는 이유 중 하나는 선진 시장에서는 이미 혼잡한 무선 주파수 대역의 이용권 획득에 막대한 투자가 요구될 수 있다는 점이다. 이러한 신흥 시장에서는 GSM과 동등한 비용으로 서비스 제공이 요구된다.[127]
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