전기전자/정보통신

Telecommunication_2019.5 특집 요약 (p4-14)

Local 5G 철저 가이드
5G를 자영망으로 구축 가능

모든 산업에 막대한 임팩트를 주는 5G. 실제로 기업은 이동통신사업자가 제공하는 5G를 사용하지 않고도 5G를 통한 디지털 변혁을 시작할 수 있다. 5G를 자영망으로서 구축할 수 있는 ‘로컬 5G’가 연내에 해금되기 때문이다. 도대체 로컬 5G는 어떤 제도일까? 그리고 어떠한 유스케이스에서 로컬 5G를 활용하는 이점이 나올 것인가? 그리고 실제로 로컬 5G를 시작하기 위해서는 어떻게 하면 좋을까? 디지털 변혁에서 경쟁 타사를 앞서기 위한 중요 수단인 로컬 5G의 철저 가이드를 소개한다.

Part 1. 로컬 5G가 다가온다
5G/LTE를 자영할 수 있는 새로운 제도

‘로컬 5G’의 국내 도입이 결정되었다. 5G를 자영무선으로서 이용할 수 있는 로컬 5G는 어떠한 특징을 갖고 있을까? ‘해금’되는 프라이빗 LTE ‘자영 BWA’와 함께 철저 해설한다.

기업의 디지털 변혁의 유력한 툴이 될 수 있는 2개의 새로운 무선통신시스템이 이르면 연내에 이용 가능하게 된다. 첫 번째가 일반 기업도 한정된 에어리어에서 주파수 할당을 받아 5G를 자영무선으로서 이용할 수 있는 ‘로컬 5G’다.

정보통신심의회(정통심)에서 5G의 기술적 조건을 검토하고 있는 신세대모바일통신시스템위원회는 4월 14일에 정리한 보고서에서 로컬5G에 대해 제안하였다.

총무성은 4월 10일에 이동통신사업자 4사에 대한 할당을 정한 3.7/4.5GHz대와 28GHz대의 5G용 대역 중, 4.5GHz대의 200MHz폭(4.6-4.8GHz)와 28GHz대의 900 MHz폭(28.2-29.1GHz)을 로컬 5G에서 사용할 수 있도록 계획하고 있다. 이번에 이용이 가능해지는 것은 이들 대역 중에서 위성통신업무 등과의 공용 검토가 끝난 28.2-28.3GHz의 100MHz폭이다. 구체적인 대역 이용 규칙이 결정되는 것은 지금부터다. 100MHz폭을 통째로 5G에서 이용할 수 있게 된다면 최대 통신속도 3Gbps의 초고속 자영무선이 실현된다.

보고서의 요구대로 총무성은 성령(省令) 개정 등의 절차를 진행한다. 9~10월 무렵에는 제도 정비를 마치고, 각 지역의 종합통신국에서 면허신청을 받을 수 있도록 한다. 이번에는 개별 심사이기 때문에 면허가 나오는데 2~3개월 정도 걸릴 전망이다. 그러나 연내에 PoC(개념실증) 등의 형태로 로컬 5G 운용을 시작하는 기업이 나올 것 같다.

-- 자영 BWA로 NSA 대응 --
연내에 이용 가능할 것으로 보이는 또 다른 무선통신시스템은 ‘자영 BWA’다. 지역에 밀착된 무선통신서비스를 제공하고 있는 지역 BWA용 주파수대 2575-2595MHz(20MHz폭)을 지역 BWA가 이용하지 않는, 혹은 가까운 미래에 이용할 가능성이 낮은 장소에 한하여 기업 등이 자영무선으로 이용할 수 있도록 한다. 통신방식에는 BWA에서 사용되고 있는 LTE가 이용된다.

해외에서는 Wi-Fi와 비교해 전송 특성이 뛰어나고 지연이 적은 LTE를 자영망으로 이용하는 ‘프라이빗 LTE’가 광산이나 공항, 항만, 플랜트 등에서 활용되고 있다. “최근에는 공장의 네트워크화에 사용하고 싶다는 안건도 나오고 있다”(에릭슨 재팬의 후지오카(藤岡) CTO).

일본에는 지금까지 LTE를 자영무선에서 이용할 수 있는 제도가 없었지만 자영BWA가 제도화됨으로써 기업 등이 프라이빗 LTE 전개를 위해 움직일 가능성이 나왔다.

이번 보고서에서 로컬 5G와 함께 자영 BWA의 도입이 제안된 이유 중 하나로, 5G가 당초에 LTE 에어리어에 5G 에어리어를 만들어 일체 운용하고, 통신제어는 LTE망 측에서 하는 NSA(Non Stand Alone)라는 방식으로 실용화되는 것을 들 수 있다. 자영 BWA를 이용하여 로컬5G를 일체 운용하면 내년 이후로 전망되는 5G를 단독으로 운용하는 SA(Stand Alone)방식의 단말기기 공급을 기다리지 않고 로컬 5G를 도입할 수 있다.

-- 독일에서도 연내에 도입 --
-- 면허는 토지∙건물 단위로 --
-- 위임∙동의로 확산되는 사업 기회 --
-- ‘광역 이용’의 검토 --

Part 2. 로컬 5G의 ‘용도’
다양한 업종으로 확산되는 유스케이스

로컬 5G의 특징은 ‘공중망처럼 폭주하지 않는다’ ‘필요한 장소∙기간에 유연하게 구축할 수 있다’ ‘데이터가 로컬에 그친다’ 등이다. 이러한 로컬 5G의 이점을 특히 활용할 수 있는 유스케이스를 소개한다.

고속대용량, 저지연∙고신뢰, 다수동시접속과 같은 5G의 특징을 ‘자영망’에서 실현할 수 있는 로컬 5G만의 유스케이스에는 어떠한 것이 있을까? 대표적인 유스케이스로 지목되는 것이 스마트팩토리다.

공장에서는 노동력 부족이 큰 과제다. 때문에 자동화를 통한 생산성 향상이 긴급한 과제다. 또한 최근에는 소량다품종 생산이 주류가 되었고 라인 변경이 빈번하게 발생한다. 그러나 그 때마다 케이블 배선을 바꾸는 것은 큰 작업이다. 센서나 로봇 등 네트워크화하고 싶은 기기의 수가 계속 증가하는 상황에서 무선화에 대한 요구는 공장에서도 높아지고 있다.

그러나 생산설비의 제어에 이용되는 네트워크에는 높은 실시간성과 안정성이 요구된다. 기존의 Wi-Fi나 LTE 등에서는 충분한 품질을 확보하는 것이 어려웠다. 그때 등장한 것이 저지연∙고신뢰가 특징인 5G다. “5G로 인해 무선화하는 공장이 많이 등장할 것이다”(에릭슨 재팬의 후지오카(藤岡) CTO).

스마트팩토리에서 이동통신사업자의 5G가 아니라 로컬 5G를 선택하는 이점은 크게 3가지다. 첫 번째는 높은 안정성을 기대할 수 있다는 점이다. 공중 서비스도 아니고 대역을 점유할 수 있기 때문에 폭주나 간섭에 대한 우려가 없다.

두 번째는 로컬통신이기 때문에 보안을 담보할 수 있다는 점이다. 공장 내의 정보는 기본적으로 기밀정보로 외부 유출을 꺼리는 기업이 많다. “데이터 양으로 가동률이 추정되는 것조차 꺼리는 고객 기업도 있다”(NEC 신사업추진본부 나가토(長門) 씨). 로컬 5G는 오픈 네트워크에 접속하지 않기 때문에 IoT데이터가 외부에 유출될 위험을 더욱 줄일 수 있다. 코어네트워크(EPC)도 온프레미스로 설치하면 데이터가 일체 외부를 통하지 않도록 할 수 있다.

세 번째는 희망하는 장소에 유연하게 에어리어 전개할 수 있다는 점이다. 이동통신사업자의 5G는 5G 기지국을 언제 어디에 설치할 것인가는 당연히 이동통신사업자의 사정에 의한다. 그러나 로컬 5G는 에어리어나 도입 시기 등 모든 것을 유저 기업의 사정에 따른다.

로컬 5G에 따라서 공장 내의 다양한 기기에서 올라오는 대량 정보를 실시간으로 수집∙활용할 수 있게 되면 ‘디지털트윈’의 구현화도 쉬워진다. 실제 생산설비의 디지털화된 ‘쌍둥이’인 디지털트윈에 따라서 고장을 사전에 예지하거나 라인 변경 시뮬레이션 등을 실행하는 등 디지털시대의 공장을 실현할 수 있다.

-- 관객에게 보다 좋은 관전 체험을 제공 --
스포츠나 콘서트 등 이벤트 회장도 로컬 5G의 대표적인 유저케이스다. 많은 사람들이 모이는 이벤트에서는 트래픽 양도 증가한다. 한편 로컬 5G는 공중망의 폭주 영향을 받지 않고 관객용 콘텐츠 발신이나 네트워크를 활용한 경비∙보안 등을 할 수 있다. 특히 로컬 5G로 우선 이용이 가능해지는 28GHz대는 직진성이 높아 전파가 돌아가기 어렵기 때문에 국소적으로 고밀도로 에어리어를 전개하는 용도에 적합하다. 스타디움이나 풀장 등 트인 장소는 28GHz에 의한 로컬5G가 적합하다.

NEC는 NTT도코모, TV아사히 3사와 18년 9월에 열린 ‘제94회 일본학생선수권수영경기대회’에서 로컬 5G와 AR(증강현실)을 활용한 새로운 스포츠 관전 방식의 실증실험을 실시하였다.

경기장인 ‘요코하마국제풀’에 28GHz대를 사용하여 5G의 실증 환경을 구축. 선수 정보나 순위, 랩타임 등을 AR로 표시하는 콘텐츠를 경기장 내에 설치한 MEC(Multi-access Edge Computing) 서버에서 생성, 5G를 경유하여 관객의 스마트 안경에 실시간으로 전송한다. 시합에 관련된 정보를 실시간으로 다수에게 제공하기 위해서는 저지연과 다접속과 같은 5G의 특징이 필요하다. 장기적으로는 시합 영상과 디지털 영상을 조합한 MR(복합현실)에 의한 영상 발신도 예정하고 있다. 그 때는 5G의 고속대용량 특징도 발휘될 것이다.

NEC에 따르면 고정밀 카메라로 촬영한 경기장 영상을 NEC의 생체인증솔루션 ‘Bio-Idiom’의 얼굴인증기능으로 분석하여 수상한 사람을 찾을 수도 있다고 한다. 로컬 5G라면 공중망의 혼잡 영향을 받지 않고 대용량 영상을 안정적으로 지연 없이 전송할 수 있다.

-- 병원 안을 촘촘하게 에어리어 구축 --
-- 자동화를 통한 고령화 대책 --
-- 제1차산업에 대한 활용 --
-- 차세대 CATV의 실현 수단으로 --

Part 3. 로컬 5G를 도입하다
각 벤더 업체에서 제품∙서비스 등장

로컬 5G를 도입하기 위한 준비는 가시화되었다. 벤더 등의 운용지원서비스를 활용하면 사내에 기지국 설치만으로 이용할 수 있을 가능성도 있다.

기업이 ‘로컬 5G를 사용하여 이런 것을 실현하고 싶다’는 생각을 했을 때 어디와 상담하면 좋을까?

로컬 5G를 운영하기 위해서는 당분간 제1종 육상특수무선기사 면허가 필요하다. 때문에 SIer/NIer 등이 유저 기업의 위탁을 받아 무선국 면허를 취득, 운용을 대행하는 방식이 주류가 될 것으로 보인다. 그러나 5G에 관한 노하우가 필요하기 때문에 대응할 수 있는 플레이어가 결코 많지 않다.

이러한 가운데 유력한 선택지가 통신사업자용 5G 네트워크기기와 기업용 솔루션 사업 양쪽을 전개하는 대형 IT벤더다.

-- 2019년 하반기부터 PoC 시작 --
NEC는 로컬 5G의 도입을 검토하고 있는 기업에 대해 우선은 PoC를 제안하고 있다. PoC에서는 기술만이 아니라 사업 모델이나 다른 업계∙기업과의 협업 가능성 등도 함께 검증한다.

“이번에 이용을 인정받은 28GHz대는 사용법이 어렵다. 내년에는 사용하기 쉬운 4.5GHz대를 이용할 수 있게 된다는 사실을 알려 주고, 그래도 28GHz대로 시험하고 싶다는 고객에게는 PoC를 추천하고 있다”(NEC 신사업추진본부 나가토 씨).

NEC 자신이 로컬 5G의 면허를 취득하여 유저 기업에게 ‘서비스’로서 제공할 계획도 있다. 구체적인 내용은 검토 중이지만 예를 들면 건설기계의 원격 조종 등 유스케이스 별로 플랫폼을 구축하고, 그 플랫폼 기능과 로컬 5G를 조합하여 제공하는 형태를 상정하고 있다고 한다.

-- 조기에 SA방식에 대응 --
후지쓰도 면허 신청 접수가 시작되는 이번 가을을 위해 PoC를 준비하고 있다. “실험실 차원이 될 것으로 생각은 하지만, 여름까지 로컬 5G의 유스케이스를 PoC 형태로 볼 수 있도록 하고 싶다”라고 후지쓰의 간다(神田) 씨는 설명한다. 어플리케이션에서 네트워크, 운용∙보수, 인테그레이션까지 종합적으로 제공할 수 있는 체제를 정비하고 싶다고 한다.

후지쓰의 대응에서 주목되는 것은 5G를 단독으로 운용하는 SA 방식을 강하게 지향하고 있다는 점이다. “로컬 5G를 전개하는데 4G망도 있어야 하는 NSA 방식은 고객 부담이 크다. SA가 아니면 대응 못하는 유스케이스를 생각하고 있는 고객도 있기 때문에 가능한 빨리 제품을 제공하고 싶다”(후지쓰의 간다 씨)

-- 5G 기지국은 기업에서도 구입 가능 --
“일반기업이 최첨단 기술인 5G의 기지국이나 네트워크 기기를 사용하여 자영망을 구축할 수 있을까?” 로컬 5G에 관해 이런 의문을 갖고 있는 사람도 많을 것이다. 너무 고가라면 그림의 떡으로 끝나 버리고 만다.

노키아솔루션앤네트웍스(NSN)의 시모코시(霜越) 씨는 “로컬 5G에서 사용되는 28GHz대와 4.5GHz대의 장치도 이미 기업에 판매할 수 있는 상태다”라고 말한다. 노키아에게 직접 구입할 수도 있고, 노키아의 판매 파트너인 일부 SIer에게도 구입할 수 있다고 한다. 중요한 가격에 대해서는 ‘현재로서는 용도에 따라 다르다’고만 말한다. 5G의 상용 전개가 본격화되고 수요가 어느 정도 나오면 저렴해질 것이다.

노키아는 프라이빗 LTE에서는 이미 해외에서 풍부한 실적을 갖고 있다. “당사가 구축에 관여한 헬싱키공항의 세계 첫 프라이빗 LTE에 의한 공항업무 무선에는 시찰 희망자가 쇄도하여 대응하기 어려운 상태다”(에너지∙운수∙공공사업부 오쿠다(奥田) 부장). 이 외에 2014년에 고마쓰가 노키아(당시는 알카텔-루슨트)와 함께 호주에서 구축한 트럭이나 중기계의 자율주행∙원격조종 시스템 등 많은 도입 사례가 있다.

지금까지 프라이빗 LTE를 도입하는 것은 대기업이나 공공부문이 중심이었지만 노키아는 그 저변 확대에 주력하고 있다. 그 툴이 되는 것이 작년부터 전개하고 있는 프라이빗 LTE의 운용지원서비스 ‘NDAC(Nokia Digital Automation Cloud)’다.

프라이빗 LTE의 도입에 필요한 EPC를 클라우드 서비스로서 제공, 노키아가 네트워크 관리나 소프트웨어∙업데이트, 보안 관리 등 기본적인 보수∙운용 서비스를 제공하는 것이다. SIM의 발행∙관리에도 대응한다.

“기지국 장치를 고객이 직접 네트워크에 연결, 전원을 넣으면 10~20분 후에는 높은 신뢰성을 보유한 프라이빗 LTE를 이용할 수 있게 된다”. 시모코시 씨는 NDAC의 매력을 이렇게 설명한다.

-- 하나의 셀로 공장을 커버 --
-- 지역 BWA를 로컬5G로 --
-- 기지국만으로 로컬5G를 실현 --

 -- 끝 --