5세대(G) 이동통신 주도권을 잡기 위한 세계 각국의 통신사와 글로벌 IT기업, 정부의 움직임이 빨라지고 있다.
우리나라는 오는 2020년 세계 최초로 5G 이동통신 서비스를 상용화한다는 포부를 내세웠다. 이에 앞선 2018년에 강원도 평창에서 열리는 동계올림픽에서 현실화된 5G 핵심기술과 서비스를 일부 선보인다는 목표다.
유럽이 선두를 달리는 가운데, 전세계적으로 5G 선행기술 연구개발과 표준화를 위한 협력이 활발해진 상태다.
하지만 여전히 5G 기술 표준화는 초기 개발단계에 있다. 신규 주파수 할당 방법도 논의돼야 한다. 5G 서비스 역시 구체적인 상이 그려지지 않은 상태다.
이런 가운데, 지난달 23일 서울 코엑스 인터컨티넨탈호텔에서 열린 ‘코리아 인터넷 컨퍼런스(KRnet) 2014’에서는 ‘5G 모바일 서비스 비전과 도전’을 주제로 전문가 토론회가 열렸다.
신용태 숭실대 교수가 좌장을 맡고 한영남 5G 포럼 운영위원장(KAIST 교수)이 현황을 발제한 뒤 이에 대한 통신3사, 통신기술 업계, 학계 전문가들의 의견이 제시됐다.
전문가들 발표한 주요 내용을 요약해본다.
<김현표 KT 융합기술원 상무>
아직은 유럽에서도 5G 연구는 시작단계다. 중국, 우리나라도 마찬가지다. 5G와 관련해 가장 많이 등장하는 숫자가 ‘1000’이다. 대개 1000배의 성능을 얘기하는데, 기술적 측면에서 점프해야 할 숫자를 의미한다.
5G는 KT가 보는 ‘ICT 메가트렌드 2020’에서 연결 부분에 해당된다. (ICT 메가트렌드는 ▲초실감형 콘텐츠 활성화 ▲유비쿼터스 만물인터넷(IoE) 기반 초연결 사회로 진화돼 IoE 디바이스가 5G 기반으로 연결 ▲기존 비즈니스 제공 방식의 클라우드화를 통한 모바일 컨버전스 ▲빅데이터를 활용한 지식기반 서비스 활성화로 구성된다.)
KT가 보는 5G 서비스 비전은 5G 네트워크 인프라와 클라우드와 빅데이터를 활용한 융합 IoE 서비스이다. 기가네트워크 기반의 융합 산업을 발전시키기 위한 ‘기가토피아’ 비전도 관련돼 있다.
고용량, 저지연, 품질 안정성이 보장된 차세대 미디어 서비스와 다중연결성 측면에서 요구되는 스마트 에너지, 통합된 세이프티(안전성) 및 보안관제도 중요하다.
5G 네트워크 요구사항은 고용량, 저지연, 안정성, 다중연결성, 유연성·경제성, 에너지효율로 요약된다.
KT는 5G 네트워크를 구축하는데 있어 유연성/경제성 측면에서 현재 구조로는 안된다는 결론을 내렸다. 네트워크기능가상화(NFV), 소프트웨어정의네트워킹(SDN) 구조 도입으로 IT 기반 무선망을 혁신할 것이다.
기기 간 근거리 통신 기술인 D2D(Device to Device), IoE 기반의 다중 연결성과 안정성을 보장하기 위해 다양한 무선 액세스를 통합 운영할 것이다. 4G는 상당부분 5G와 공존할 것이다. 고용량, 저지연, 저에너지를 구현하고 헤넷(HETNET) 기반 5G 액세스 기술 등이 활용될 것이다. 헤넷의 형태는 단순히 스몰셀을 구축하는 차원은 아니다.
<최차봉 LG유플러스 SD본부 상무>
5G는 서비스 측면에서만 우선 고민하고 있다.
디바이스가 고사양화되면서 이미 80% 스마트폰을 사용하고 있어 데이터 양이 급격히 증가하고 있다. 콘텐츠의 67%가 비디오 트래픽이 차지하고 있고 앞으로는 더욱 증가할 것이다.
사물인터넷(IoT)에도 주목하고 있다. 2020년까지 연결된 기기가 500억~800억 개로 증가할 것으로 전망되고 있다.
이들 측면에서 서비스를 고민하고 있다. 현재의 서비스 제공 방향은 개인화, 융합화, 소셜 쉐어링(공유와 참여) 세가지다.
개인화는 ‘U스푼’이라는 비서 소프트웨어를 예로 들 수 있다. 고객이 처한 상황을 고객보다 먼저 인지, 상황 판단해 정보 제공하거나 지식 서비스를 제공해 고객의 일을 도와준다. 앞으로 굉장히 많은 IoT 디바이스가 연결돼 정보를 주고받을 것인데, 클라우드와 빅데이터 분야와 함께 연구하고 있다.
컨버전스는 대표적인 예가 ‘컨버지드 홈 서비스’이다. 그동안은 공급자 중심의 컨버전스였다. 여러 기능을 만들어 고객들에게 제공하면 알아서 쓰라는 식이었다. 앞으로는 고객 입장에서 쓰기 쉽도록 고민하고 있다. 고객 관점에서 컨버전스가 이뤄질 것이다. 수평적으로는 스마트카, 미션크리티컬 디바이스가 많이 진척될 것으로 본다.
소셜 셰어링은 신뢰성, 보안이 아주 중요하다. 실시간 커뮤니케이션이 진행되는 상황에서는 정보의 정확성과 신뢰성이 보장돼야 한다. 이 부분에서 사회적 비용을 낮추는 방향을 고민하고 있다.
이밖에도 에너지 효율성도 필요할 것이다.
5G 환경에서는 모든 기기가 연결될 것이다. 고객에게는 몰입감을 줄 수 있는(Immersive) 미디어 경험을 제공해야 한다.
결론적으로 5G 요구사항은 ▲울트라 해상도 미디어 지원을 위한 유무선 1Gbps급 유저 속도, 해상도 8K 3D ▲대량 디바이스 연결(1000배 용량) ▲중요한(미션 크리티컬) 디바이스를 위한 저지연, 5밀리세컨드(ms) 엔드투엔드 레이턴시 등이 있다.
김현표 KT 융합기술원 상무가 5G 네트워크 요구사항을 설명하고 있다.
<최진성 SK텔레콤 ICT기술원 원장>
가장 많은 얘기가 나오는게 ‘1000배’라는 것이다. 그런데 이게 4G 대비 5G의 용량인지, 피크인지, 에너지 효율성 측면인지 다양한 해석이 가능하다. 산업계에서 보다 구체화될 필요가 있다.
네트워크 용량을 향상시키는 방법은 많다. 우선 주파수 할당과 묶음기술(CA)이 있다. 광대역 LTE-A의 경우도 속도를 높이는 것이다. 스몰셀로도 용량을 늘릴 수 있다.
1000배에 대한 기준점을 1Gbps에서 1000Gbps로 할 것인지, 100Mbps에서 100Gbps로 할 것인지 정해야 하는데, 올해 안에는 정리가 될 것으로 본다.
4G와 비교해 달라지는 것으로 보면 SDN, NFV, 클라우드 가상화를 다합친 스마트 네트워크라는 용어도 있지만 ‘모바일네트워크애즈어서비스(MNaaS)’로 요약하고 싶다. 이를 위해 현재의 망을 소프트웨어 망으로 진화시키고 각종 기술과 관리 환경을 구현해야 한다.
예전에는 코어 중심으로 얘기했다면. 이제는 코어, 액세스, 클라우드의 구분이 사라지게 된다. 얼티미트(ultimate) 네트워크 토폴로지가 적용될 것이다.
5G에서 에너지 효율성은 굉장히 중요하다. 에너지 소비측면은 굉장히 민감하게 급증하고 있다. 이와 함께 보안 역시 5G에서 새롭게 대두된다.
총소유비용(TCO) 가운데 전기사용량이 엄청나다. 비용 부담도 있지만 친환경이라는 글로벌 트렌드 부합하기 위해서라도 그린 기술이 빠르게 등장하고 있고 ‘머스트해브 피처(Must Have Feature)’로 발전할 것이다.
지금 굉징히 보안에 취약하다는 진단은 일부는 맞지만 틀린부분도 있다.
5G에서는 4G와는 다른 차원으로 구현돼야 한다. 아키텍처도 클라우드 기반으로 네트워크를 다시 디자인하는 방식 있지만 보안을 감안해 네트워크를 다시 설계해야 한다는 얘기도 나오고 있다.
<박성일 퀄컴코리아 표준팀 이사>
5G는 5가지가 핵심이 될 것이다. 우선 네트워크 아키텍처 측면에서는 비용효율성이 아주 중요하다. 이를 위해선 가상 플랫폼 구조가 적용돼야 한다. 데이터 속도가 올라가도 비용 측면(CAPEX, OPEX)를 보장할 수 있도록 해야 한다.
두 번째는 새로운 서비스 창출 측면이다. 2020년에 어떤 서비스가 이뤄질지는 알 수 없지만 D2D가 활성화되길 기대한다.
세 번째는 통합된 설계(Unified Design)다. 공용 주파수, 라이선스, 비라이선스 주파수가 통합 사용될 수 있도록 해야 한다.
그리고 밀리미터웨이브를 새롭게 발굴해야 하며, 4G가 나와도 3G가 없어지지 않은 것처럼 5G가 나와도 4G의 진화는 계획돼야 한다.
<김영준 에릭슨엘지 R&D 총괄 수석부사장(SVP)>
2020년 상용화까지 아직 시간이 많이 남아있다. 현재 롱텀에볼루션(LTE) 기반에서는 세가지 분야에서 진전을 이뤄야 한다.
먼저 트래픽 볼륨 드라마틱하게 늘어날 것이다. 1000배의 엄청난(massive) 트래픽 성장이 예상되기 때문에 이를 어떻게 기술적으로 다룰 것인가가 중요하다.
커넥티드 디바이스도 크게(500억개) 성장하기 때문에 도전으로 다가올 것이다. 지금은 예상할 수 없는 다양한 기기(machine)가 커뮤니케이션의 주체로 등장할 것이기 때문에 기술적으로 해결방안이 필요하다.
기술적인 요구는 협소(narrow)해지면 안된다. 광범위하고 다양해야 한다.
5G는 오버레이 네트워크로 단독으로 존재할 수 없다. 5G 서비스는 4G, 3G, 2G, 와이파이(WiFi) 기술이 복합적으로 동시에 이뤄져야 한다.
5G를 구축하기 위해서는 ▲모빌리티&커버리지에서 트래픽 용량 ▲네트워크&디바이스 관련 에지 성능 ▲대량의 디바이스 ▲리얼리티 레이턴시 ▲스펙트럼&밴드위스 유연성 ▲사용자 데이터 속도 ▲에너지 등과 같은 주요 부분에서 LTE 보다 진전을 이뤄야 한다.
2020년에는 MTC(머신타입커뮤니케이션)이 강조될 것이기 때문에 저에너지, 저지연(로레이턴시), 고신뢰성이 중요하다. 에너지를 적게 사용하면서 다량의 커뮤니케이션을 안정적으로 신속하게 지원할 수 있어야 한다.
기술적인 측면뿐 아니라 비즈니스 가치를 갖기 위해서는 우선 생각을 바꿔야 한다. 현재 ICT 분야에서 네트워크 개발 관점에 많은 비중을 두고 있지만 다양한 기술을 바탕으로 실제 구축하는 시점에서는 새로운 서비스 창출을 지원할 네트워크 아키텍처 모델이나 솔루션이 상용화될 수 있도록 해야 한다. (에릭슨이 강조하는 통신사업자들의 역할 변화 관련 - ‘서비스 제공자(enabler)’, ‘서비스 창조자(Creator)’로) 예를 들어 서비스인에블러의 대표적인 예가 가상화나 클라우드 솔루션 형태가 될 것이다.
<이성원 경희대 교수>
현재 5G 코어 기술 개발에 가장 체계적으로 접근하는 쪽은 유럽이다. 미래 어드밴스드(Advanced) 5G 네트워크 인프라를 위한 다양한 요소기술이 제시되고 있다. 클라우드, SDN, NFV와 함께 정보 중심 네트워크가 나왔다.
SDN의 경우, IEEE에서 SDN 논문이 작년에는 연간 200편 정도였는데 지금은 매달 3000편씩 나오고 있다.
SDN과 클라우드·빅데이터같은 IT기술을 끌어안는 것이 5G다. 텔코 기술에 집착해서는 안된다.
유저 크리에이티드 네트워크(UCN, 사용자가 만드는 네트워크) 개념도 대두됐다.
지금 가장 문제는 속도가 너무 빠르다는 것에 있다. 한국으로서는 굉장히 위협적으로 느낄 수 있다.
오픈네트워킹파운데이션(ONF)은 오픈플로우 표준화를 아랫쪽에 깔고 위에 오픈스택을 배치했다. 초창기 두드러졌던 녹스나 플러드라이트는 이제 아무도 얘기하지 않는다. 대신에 오픈데이라이트가 구성요소에 들어갔다.
오픈소스가 점점 비중이 커지고 있다. 단말 간 상호운영성도 필요하지만 표준화가 큰 화두로 떠오르고 있다.
하드웨어쪽도 보자. 인텔이 에디슨(Edison) 마이크로SD 와이파이를 내놨고, 갈릴레오(Gallileo)같이 매우 싼 하드웨어도 나왔다. 구글은 칩을 플라스틱 박스로 만들어 연결하는 ARA 프로젝트를 발표했다. 새로운 디바이스가 실제로 나오고 있는 것이다.
페이스북은 오픈컴퓨트 프로젝트(OCP)를 수행해 공개된 하드웨어로 만들고 있다. 베어메탈로 직접 자신의 네트워크, 컴퓨팅을 만든다. OSI 7계층을 무너뜨리고 있다. 혁신적인 아이디어가 오픈소스 집단에서 나오고 있는 것이다.
대한민국 펨토셀 방안에 설치 어려운 실정인데, 유럽은 오픈소스 기반 셀룰러 네트워킹을 시도하고 있다.(2.5세대 GPRS)
기술은 다 공개돼 있지만 문제는 한국이 따라갈 수 있는가에 달렸다. 필요한 것은 소프트웨어 엔지니어다.
아이디어를 갖고 있으면서 프로그래밍 스킬도 갖춘 인력들이 얼마나 있는지. 대한민국에 소프트웨어 엔지니어가 네트워크를 이해하는 엔지니어 얼마나 있나. 통신사가 이들을 선호하고 있는가 고민해봐야 한다.
학교에서도 그러한 인력을 양성하고 있는지, 화두를 던질 수 있다.
또 애자일(Agile), 애질리티(Agility)라는 용어를 많이 얘기하는데, 한 달이면 만들고 구현해 서비스하는 것을 굳이 표준화해서 서비스할 필요가 있나 싶기도 하다.
플로어 의견
<이종현 한국전자통신연구원(ETRI) 광인터넷연구부 부장>
5G 네트워크에 통신사 투자가 많이 이뤄지고 있다. 그런데 유선 기반 투자는 어떻게 할 것인지는 얘기되지 않고 있다.
단말당 1기가의 높은 속도가 요구되는데, 신호를 전화국까지 보내기 위한 방법으로 저가 솔루션을 찾지 않으면 안될 것이다.
RF신호 100기가 전달하려면 롱홀 가격 이야기 안된다. 획기적 방법이 필요하다. 액세스 구간의 새로운 솔루션 찾지 않으면 상당히 힘들 것이다.
네트워크 아키텍처를 이야기할 때 유선 기반 생태계는 빠져있다. 연구개발(R&D) 도메인도 5G 포럼 토의석상에 전문가가 참여해 의논하고 방향을 정해야 한다.
국내 네트워크 생태계를 육성하기 위해 이동통신뿐 아니라 유선 분야까지 논의의 장을 만들어 달라.
<최진성 원장>
광전송 백홀은 아주 중요하다. MPLS-TP((multiprotocol label switching-transport profile) 코어는 POTN(Packet-Optical Transport Network)으로 진화하고 있다. 앞으로 프론트홀에서 기지국 장비인 RRH(Remote Radio Head)는 DU(Digital Unit)의 밴드위스가 늘어나야 하는데 CPU 구간이 제한적이다. 현재 RRH는 RF만 있고 별도의 디지털 유닛으로 광을 끌고 간다. 일부 베이스밴드만 RRH 갈 수 있다면 좋겠다.
SK텔레콤은 전송 분야에서 현재 유니파이드 컨버지드 트랜스포트 네트워크(UCTN)라는 큰 프로젝트 진행하고 있다. SDN을 옵티컬 레이어에서 구현할 방안을 마련하기 위해 추진하고 있다.
5G의 킬러 앱은 영상 관련 서비스가 될 것이다. 초고해상도의 실감 영상으로 방향을 잡고 있다.
그리고 IoT라는 방대한 서비스 영역도 있다. 로데이터 속도를 갖는 센서에서 리포팅하는 수준에서 초고해상도 영상감시 보안카메라를 설치해 무선`모바일로 언제 어디서든 제공하게 되면 굉장히 유용한 서비스가 될 것이다.
IoT는 자동차와 관련해 엄청난 포트폴리오군도 생겨날 것이다.
[이유지기자의 블로그=안전한 네트워크 세상]
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