5세대 이동통신의 기술 현황 및 서비스 전망
■ 배경 및 필요성
◼ 과거의 음성 서비스 중심이었던 이동통신기술은 급속한 발전으로 인해 다양한 서비스의 활용이 가능하게 되었으며, 그로 인해 모바일 트래픽 양이 기하급수적으로 늘어나고 있음
◼ 모바일 디바이스의 증가와 함께 사물인터넷(IoT, Internet of Things) 서비스를 실현하기 위한 다양한 연결형 사물들의 웨어러블 디바이스 (wearable device), 센서(sensor), 액추에이터(actuator) 등의 보급도 폭발적으로 증가할 것으로 예상
◼ 5세대 이동통신(이하 5G)은 창조경제의 근간인 ICT 산업을 혁신하는 지식, 정보핵심 인프라, 국가 핵심 산업으로 지속 성장이 예상되며, 최근 스마트폰, 미디어(SNS) 등은 이동통신에 근간을 두고 있어 향후 콘텐츠, 플랫폼, 디바이스 등과 연계하여 산업 전반의 동반성장을 견인하고 있음
■ 이동통신 서비스 기술의 개요
◼ 국내 이동통신 서비스의 발전
- 국내 이동통신 서비스 기술의 도입기인 1G 및 정부 주도의 2G
- 통신사업자 중심의 생태계가 형성된 3G
- 스마트폰으로 촉발된 단말 플랫폼 중심의 4G
- 향후 사용자 중심으로 생태계가 더욱 강화될 5G
◼ 4G와 5G 이동통신 서비스의 비교
- ‘5G 포럼’은 4G 대비 5G의 차별성을 C(컨텐츠), P(플랫폼), N(네트워크), D(디바이스) 관점에서 기술함
- 5G 이동통신이 중심이 될 2020년의 이동통신서비스의 기본 서비스 개념은 --- ◆‘나를 따라다니는 네트워크,
--- ◆나를 이해하는 서비스,
--- ◆나를 대신하는 단말’임
- 이러한 서비스의 실현은 현재 4G 이동통신기술로는 요구되는 서비스의 트래픽을 감당하기 어려움
■ 5G 서비스의 활용분야
◆ 5G의 주요 킬러 서비스 분야는?
과기정통부는 5G의 미래 서비스 발굴을 위해 자율주행, 인공지능, 로봇, 재난/재해, AR/VR, 스마트시티/스마트팩토리 등 6개 분야에 대한 ‘5G 기획 보고서’를 작성한 바 있다. 이들 6개 서비스 군은 앞으로 5G 서비스의 핵심이 될 것으로 예상된다.
MWC 2018에서 주요 업체들이 선보인 미래 서비스도 이 분야와 밀접한 관련이 있다고 본다.
◼ 몰입형 통신 서비스
- 초고용량 통신이 가능한 5G 네트워크에서는 Full HD 해상도의 4배에 해당하는4K-UHD, 16배에 해당하는 8K-UHD 등의 초고용량 영상 콘텐츠가 보편화될 것으로 예상되며, 장기적으로 3D 영상 또는 홀로그램 서비스로 확대될 전망임
◼ 초실시간 서비스
- 5G에서는 네트워크 종단간 지연 시간이 수 ㎳로 줄어들어 사용자가 생각하는 순간 반응하는 양방향 초실시간 서비스가 실현될 것으로 예상됨
◼ 증강현실 서비스
- 현재의 증강현실은 고화질 카메라, 위치정보, 각도 등의 센서를 통해 얻어진 정보를 기반으로 가공된 다양한 정보를 증강된 인터페이스의 형태로 제공하는 것에초점을 맞추었음
- 향후 사용자는 ‘모바일 인식 및 증강’ 서비스로 증강 현실을 경험할 것이며, 다양한 센싱정보, 상황 인지, 지능화된 네트워크 정보 자원들과 융합될 것임
◼ 사물인터넷 서비스
- 5G에서는 대규모 사물이 네트워크로 연결되어 사물의 상태나 환경 정보를 수집하는 원격 모니터링, 설비나 기기를 원격에서 통제하는 제어, 이동하는 사물의 위치정보와 연계한 원격 추적, 무선 네트워크를 통한 정보 교환 등의 기능이 구현됨
◼ 빅데이터를 이용한 서비스
- 5G에서는 빅데이터를 이용한 상황 인지 기술은 개별 사용자나 콘텐츠 정보뿐만 아니라, 전체 사용자의 성향, SNS 여론 및 웹 정보들을 종합 분석하여 상황에 맞게 최적의 서비스를 제공하는 방식으로 진화할 것임
과학기술정보통신부는 4차 산업혁명을 “디지털 기술로 촉발되어지는 초연결 기반의 지능화 혁명”으로 정의하며 이러한 변화에 대비하여 ‘I-KOREA 4.0’ 정책을 추진하고 있다.
①초연결 인프라 구축, ② 국가 R&D 시스템 혁신을 통하여, ③ 삶의 질을 높이는 서비스 구현이 그 핵심이며 5G는 초연결 인프라 구축의 시작이다.
그중 “초연결 인프라 구축”의 성공을 위해 이를 DNA로 명명하고 추진을 하고 있다. ‘D’는 21세기의 원유로 일컬어지는 Big Data이다. ‘N’은 5G로 대표되는 네트워크이다. 마지막 ‘A’는 인공지능이다.
강력한 DNA 인프라가 없다면 4차 산업혁명은 불가능하다. 수집, 가공, 분석, 예측되어진 빅데이터들에 의하여 AI는 더 빨리 진화하게 될 것이다.
앞에서 이야기한 초연결로 지능화된 세상을 가능하게 해주는 최소한의 통신속도는 5G로부터 시작될 것이다. 즉, 5G는 실질적으로 가상과 현실의 경계가 무너지는 시작의 선언이다.
5G를 기반으로 자율주행차, 헬스케어, 환경, 안전, 웨어러블 등 다양한 서비스 산업과 스마트폰, TV, 자동차, 드론 등 새로운 가치의 제조 산업이 폭발적으로 생겨 날 것이다.
대략적으로 정리해 보면, 5G 기반 스마트카, 5G 기반 AR/VR, 5G 기반 로봇, 5G 기반 드론, 5G 기반 실시간 영상 서비스, 5G 기반 토목 응용, 5G 기반 데이터 중계 서비스 정도로 정리해 볼 수 있다.
◆ 5G 기반 스마트카
실시간성이 중요한 스마트카의 특성상, 4G와 가장 큰 차이점을 볼 수 있는 서비스는 역시 스마트카 서비스를 들 수 있다. 차량의 안전을 위해서 실시간 정보는 매우 중요하다. 이미 주요 자동차사, IT사, 이동통신사는 5GAA라는 협력체를 만들어서 5G 기반 자율주행 및 스마트카를 위한 연구를 진행하고 있다.
SK텔레콤, 인텔, NTT도코모, 퀄컴 등은 5G 차량을 전시했다.
SKT는 5G 기반 자율주행 차량을 개발했으며, 인텔은 NTT 도코모, 에릭슨과 협력하여 동경 시내에 운행하는 5G 차량을 개방시범운행했다. NTT 도코모와 소니가 협력한 콘셉트카는 차량에서 5G를 이용한 멀티미디어 콘텐츠를 즐길 수 있도록 했다. 앞으로, 자율주행과 맞물려서 5G 기반 스마트카는 핵심 서비스가 될 것으로 예상된다.
◆ 5G 기반 AR/VR
SK텔레콤과 KT는 나란히 다수의 사용자가 참여하는 VR 서비스를 전시했다.
SKT의 옥수수 소셜 VR은 다수의 사용자가 참여하는 소셜 VR 서비스이며,
KT는 다수 사용자 간 게임 VR을 선보였다.
도이치텔레콤은 의료용 증강현실 서비스를 시연하기도 했다.
AR/VR은 5G 진화 시에 높은 해상도를 구현할 수 있기 때문에
5G의 핵심 서비스가 될 것으로 예상된다.
◆ 5G 기반 로봇
해마다 5G 기반 로봇은 5G의 대표적인 사례가 되고 있다. 올해에도 차이나 모바일, NTT 도코모 등이 관련 전시를 선보였다. 차이나 모바일은 작업용 로봇을, NTT 도코모는 사람의 동작을 실시간으로 따라하는 로봇을 선보였다. 다수로봇의 협력작업에도 지연시간을 없애는 것이 매우 중요하기 때문에 5G는 로봇 작업에도 다양하게 쓰일 것으로 예상된다.
◆ 5G 기반 드론
화웨이 전시장에서는 사람이 탈 수 있는 드론택시인 이항 184를 만나 볼 수 있었다. 화웨이 관계자는 얼마전 4G 기반의 원격 운전을 마쳤으며, 앞으로 5G 진화를 위하여 준비하고 있다고 밝혔다. 드론에 탑재된 카메라에서 오는 실시간 영상을 이용하여, 드론을 원격으로 제어하는 방식이며, 앞으로 5G를 적용할 경우 정밀 제어와 다수 드론 제어가 가능할 것으로 예상된다.
◆ 5G 기반 실시간 영상서비스
에릭슨은 지난 MWC 2017에서 5G 기반 원격 차량 운전 서비스를 선보인 바 있다. 이를 통해서,실시간 영상 전송과 실시간 제어를 시연할 수 있었다.
작년 MWC 2018에서는 스톡홀름과 바르셀로나를 잇는 실시간 화상 통화 서비스를 전시했다.
노키아는 바르셀로나 구장에서 5G를 이용한 실시간 방송 중계 시스템을 소개했다.
앞으로 실시간 영상 전송 서비스는 대용량 콘텐츠 전송이 가능한 5G에서 중요한 서비스가 될 것으로 예상된다.
◆ 5G 기반 토목 응용
AT&T는 4G 기반 건설장비용 서비스를 전시했다. 예를 들어 땅을 일정 모양과 깊이로 파는 작업을 하는 경우, 건설 장비의 카메라와 센서 정보가 클라우드로 업로드 되고, 분석되어 시간과 작업량을 절약할 수 있다.
AT&T 측은 5G가 되면 더욱 많은 데이터를 끊김없이 전송할 수 있어서, 정밀도를 더욱 높일 수 있다고 밝혔다.
◆ 5G 기반 데이터 중계 서비스
5G로 진화하는 과도기에 가능한 서비스이다. 인터넷 서비스가 되지 않는 지역에 5G 장비를 설치한 후에 와이파이로 인터넷 이용이 가능하도록 중계하는 서비스로서 화웨이는 3.5GHz와 28GHz용 인터넷 중계기를 지난해2018년도에 출시전시출품 하기도했다.
■ 시사점
◆ 5G 서비스는 대용량 데이터, 수많은 기기 연결, 실시간성을 특징으로 하는 5G는 앞으로 다양한 서비스를 만들어 갈 것으로 보인다.
그러나 제대로 된 5G 시대를 맞이하기 위해서는 아직 준비해야 할 것들이 많다. ⓒ
통신장비에 대한 보안 이슈는 빠른 속도보다 더 중요한 것은 안전성과 보안성이다. 5G에 부합하는 서비스와 콘텐츠도 아직 구색을 갖추지 못한 상태이다.
제대로 된 5G 상용화 시대를 맞이하기 위해서는 보안, 장애 등에 강력히 대응할 수 있는 엄격한 품질관리와 대책마련, 통신기술에 걸 맞는 콘텐츠 개발 노력이 계속 지속되어야 할 것으로 보인다.
◼ 5세대 이동통신의 4대 기술 목표로는
1천배 빠른 전송속도(수 Mbps→수 Gbps),
1천배 많은 디바이스 수용(1 개→1 천개),
1천배 서비스 지연단축 감소(1 초→1㎳),
1천배 개선 에너지 효율(400 nJ/b → 400 pJ/b)으로써
기존의 음성 서비스 중심의 서비스를 넘어서
다양한 응용기술이 확대될 것으로 전망됨
-구봉 정리-
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