인공지능, 데이터의 활용, 디지털 트윈 등 새로운 기술 등장은 사회와 산업 전반의 4차 산업혁명을 견인하고 있습니다. 국가간 패권 경쟁과 산업에서의 시장 경쟁은 보다 높은 생산성과 신사업의 발굴을 필요로하고 있습니다. 1세대부터 현재의 5세대(5G, Generation)까지 진화해온 이동통신은 초기 음성 통신 서비스에서 3세대(WCDMA)와 4세대(LTE)를 거치면서 스마트 폰을 통한 다양한 앱 보급을 통해 사회에 지대한 변화를 가져왔습니다.
SNS는 사람들 사이의 소통 방식을 변화시키고, 앱을 통해 쇼핑, 물류, 개인 간 거 래, 금융, 뉴스, OTT 등 소비의 패턴과 관련 산업의 변화를 초래하였습니다. 5G는 AR/VR의 보급, 고해상도 영상, 메타버스 등으로 지속적인 사회 변화를 지원하고 있습니다.
5G는 그 태생부터 산업의 변화와 디지털화를 지원하기 위한 목적으로 개발되었습니다. 스마트 제조, 스마트 시티, 교통 및 자동차, 유틸리티(에너 지), 농업, 어업 등 대부분의 산업에서 5G는 이동성과 디지털화를 지원합니다. 몇 가지 예를 들면, 스마트 제조 공장에서는 AGV/AMR의 적용을 통해 생산 라인에 유연성을 제공할 수 있고, 기존의 유선 통신(Industrial Ethernet)은 무선 통신으로 대체되어 제조 공정의 재구성을 쉽게 만듭니다. 차량간 통신 (C-V2X)은 도시 내 교통의 안전과 편의를 향상시 키고 차량에서 레이다, 라이다, 비디오 등 센서를 통해 수집된 데이터는 클라우드에 전송되어 실시간 고해상도 지도(HD 3D map)로 재구성되어 운전자 경고, 자율주행 자동차의 운행에 활용됩니다.
다양한 산업에서 다양한 유스 케이스는 복잡한 요구사항을 가집니다. 이러한 요구사항을 만족하기 위해 5G는 10년 이상 배터리 교체가 없는 센서용 통신기술(mMTC), 초고속 데이터 통신을 가능하게 하는 통신기술(eMBB), 데이터 전송 지연을 최소화 하고 극도의 안정성을 제공하는 통신기술(URLLC) 을 지원합니다. 가상의 산업 전용망을 구성하는 네 트워크 슬라이스(Network slicing) 기술, 인공지능이나 자동화 시스템에서 API를 통해 모니터링 및 제어가 가능하게 하는 네트워크 익스포저(Network exposure), 산업 사이트에 네트워크 기능을 분산 배치하는 에지 컴퓨팅(edge computing) 등 사업 지원 기술들을 제공합니다.
산업 현장에서 직접 설치, 운영하는 5G 특화망(이음5G)
2021년 11월부터 대한민국 정부는 5G 특화망 정책을 시작하고 4.7GHz에서 100MHz(4.724.82GHz) 대역폭과 28GHz에서 600MHz(28.929.5GHz) 대역폭을 할당하였습니다. 5G 특화망은 기존의 사업자(SKT, KT, LGU+) 전국망 서비스와 는 달리, 토지/건물 등 한정된 구역에서 소규모 네트워크를 구축 운영할 수 있는 제도로, 주파수 할당 대가와 주파수 사용료를 현저히 낮은 가격으로 책정하고 주파수 절차도 간소화하며 과기정통부에서 보급 확산에 노력하고 있습니다. 이같은 5G 특화망 정책은 독일과 일본을 시작으로 전 세계로 확대되어가는 추세로, 3.5GHz, 4.8GHz 등 미드 밴드 주 파수와 26GHz, 28GHz 등 mmWave 주파수를 함께 할당하고 있으며, 미국에서는 CBRS 주파수가 5G 특화망의 역할을 하고 있습니다. 사용료 부담 없이 자신만의 방식과 기술을 사용하여 산업 현장에서 5G를 활용할 수 있는 이점으로 공장, 물류 등 한 정된 공간의 산업 현장에서 활용이 높아지고 있습 니다. 국내에서는 네이버, SK 네트워크 서비스, LG CNS, CJ ONS 등 지난 1년 동안 다수의 기업에서 주파수를 신청하였습니다.
대한민국 이동통신의 역사 에릭슨엘지
에릭슨엘지는 글로벌 기업 에릭슨(Ericsson)과 LG전자의 합자 기업으로, 전 세계에 판매되는 5G 기지국에 대한 개발과 6G 연구를 수행하면서 이동 통신 장비를 SKT, KT, LGU+ 에 제공하고 있습니다. 에릭슨은 145년의 역사를 가진 글로벌 기업으로, 전 세계 이동통신 장비 공급과 유지/보수 서비스 등에서 시장을 선도하고 있는 기업으로 전 세계 약 105,000명의 직원을 두고 이중 약 28,000명이 R&D에 종사하고 있습니다. 이동통신 및 클라우드 관련 ICT 기술을 선도하면서 60,000건 이상의 특허와 100건 이상의 특허권 계약을 진행하였습니다. 최근에는 국내 5G 특화망 시장의 확대와 함께 5G 특화망 전용 솔루션을 출시하여 산업 현장에서의 5G를 통한 디지털화를 함께 진행하고 있습니다.
산업 현장에서 필요로 하는 5G
에릭슨은 이동통신을 산업에 적용하는 5G개념을 최초로 제시한 기업으로서 5G 서비스가 상용화되기 이전부터 5G를 다양한 산업에 적용하는 PoC(Proof of Concept)를 시작으로 최근의 산업융합 상용화까지 200개 이상의 다양한 산업에서 다양한 서비스의 구현에 5G를 적용해 왔습니다. 이 과정에서 기존의 이동통신사와 다른 산업 현장에서의 5G 요구사항을 발견할 수 있었습니다. 가장 중요한 점은 쉬운 설치, 운영, 관리 방법이 필요하다는 점입니다. 5G 전문성을 가진 이동통신 사업자와 달리 산업 현장의 혁신 도구로써 5G를 사용하는 산업 고객에 쉬운 설치, 운영, 관리 방법은 필수적입니다. 두 번째로는 산업 현장의 인공지능이나 자동화 시스템과의 연결성입니다.
5G는 산업 현장의 기존 ICT 장비와 일체화되어 자동으로 동작, 운영되어야 합니다. 예로, 공장 내 자동화 설비는 5G에 대해 상태를 모니터링하고 통신품질제어를 수행합니다. 또한 산업 현장마다 가지는 고유한 특성을 고려하여 최적의 네트워크 구성이 가능해야 합니다. 이를 위해 코어 네트워크를 다른 기업과 공용으로 사용하여 비용을 최적화하거나, 주변의 협력 기업 혹은 전국(혹은 전 세계)에 분포하는 계열사와의 네트워크 공용화를 필요로 하기도 하고, 어떤 산업 현장(예, 원자력 발전소)에서는 외부와 철저히 차단되어 독자 네트워크 구성이 가능해야 합니다. 이밖에 외부의 전원, 인터넷 공급이 끊긴 상황에서도 산업 현장의 5G는 계속 동작하는 생존성, 서비스 종류의 다양성 지원, 극도로 높은 신뢰성과 안정성, 보안과 프라이버시 제공 등이 산업 현장에서 발견된 요구사항입니다.
에릭슨의 5G 특화망 솔루션,EP5G(Ericsson Private 5G)
전 세계 140개국 이상에서 600개 이상의 이동통신 사업자에 네트워크 장비를 제공하는 에릭슨의 역량과 다양한 산업에 5G를 적용해 온 경험을 바탕으로 개발된 EP5G는 산업 요구사항을 충족하면서 전국망을 운영하는 이동통신사업자 수준의 안정성과 보장된 기능, 성능을 제공합니다. EP5G는 이동통신 사업자용 제품을 그대로 적용한 코어 네트워크, DU(Digital Unit)와 RU(Radio Unit)으로 구성되는 무선 제품이 몇 가지 산업융합에 필요한 기능과 함께 사전 패키지된 형태로 제공 됩니다. 소형 코어 네트워크는 컨테이너 기반의 가상 환경에서 5G 코어의 모든 기능을 수행하도록 패키징 되었으며, 제공되는 용량에 따라 소형(1Gbps, 1,000 가입자)과 대형(10Gbps, 20,000 가입자) 형태로 제공되며, 향후 중형, 초대형 제품이 준비될 예정입니다.
무선 제품은 CAT6 이더넷 케이블을 사용해 설치를 간소화할 수 있는 Radio Dot 제품을 위주 로 구성되어 국내 4.7GHz 특화망 주파수를 지원하며, 28GHz 제품은 2023년에 패키징에 포함될 예정입니다. 산업 현장에서의 쉬운 설치, 운영, 관리를 위해 EP5G 패키지에는 클라우드 기반 매니지먼트 가 포함되어 원격지에서 5G 네트워크의 최적화, 네트워크 구성 및 운영을 대신해 주는 구독형 관리 서비스를 제공하며, 현장의 기본적인 5G 상태 관리를 위해 네트워크 관리포털을 웹 기반으로 제공하여 성능과 단말/네트워크 상태를 모니터링할 수 있습 니다. 또한 5G 네트워크 자체 API를 제공하여 자동 화 시스템에서 API를 통해 5G 상태를 감시하고 품질 및 단말 관련 제어를 수행할 수 있습니다.
이 밖에 코어 네트워크, DU, RU, 백홀 연결, GSP 등 싱크, 전원 기능 등 모든 패키지 구성 요소에 대한 이중화 구성이 가능하여 극도의 안정성을 확보할 수 있습니다. 원격 DU 구성(코어 공유 모델)과 분산 코어 네트워크 구조 그리고 독립 구축 모델을 모두 지원하여 산업 현장에 최적화된 네트워크를 구성할 수 있습니다. 이 밖에 서버부터 단말까지의 5G 네트워크 전반에 대한 지연시간 관리 기술, 세계 사업자 네트워크에서 검증된 보안과 프라이버시 기능, 산업 현장의 평면도만으로 장비 수량 및 설치 위치 그리고 설치시 기대되는 성능을 색으로 표시해주는 웹 기반 시뮬레이터, 인도어 플래너(Indoor Planner) 등 산업 현장에서 5G 특화망을 적용하는데 필수적인 요소들을 패키지에 포함하고 있습니다.
향후 전망과 5G 특화망 시장 확대
5G 특화망은 지난 1년간의 정부 주도 활성화 정책 으로 공공부문에서의 선도적인 적용과 민간에서의 활발한 사업화가 진행되고 있습니다. 이미 기간통신 사업자 면허를 취득한 기업들은 자신의 ICT 솔루션 (예, 네이버의 클라우드 및 로봇, 위즈코어의 스마트 제조 솔루션)과 결합된 형태로 시장을 확대해 가고 있습니다. 독일, 일본에 비해 약 2년 늦게 시작된 5G 특화망이 시장에 자리 잡고 산업 혁신 도구로 활용되기 위해서는 생태계 조성, 대표 유스 케이스 보급 확산 등 정부의 지속적인 지원이 필요합니다.