연결 되지 않는 것은 존재하지 않는 시대 온다

5세대(G) 이동통신 네트워크의 오픈은 일대 사건으로 비견된다. 이른바 '초시대(超時代)'의 개막을 알리는 신호탄이다. 5G 이동통신 세계 첫 상용서비스를 놓고 미국과 자존심 싸움을 벌인 배경이다.

5G 이동통신 상용서비스는 그동안 말만 무성했던 4차 산업혁명의 기본 인프라로서의 의미가 크다. 5G 이동통신이 4G 이동통신과 확연하게 구분되는 점은 우선 속도와 용량이다. 5G는 4G에 비해 20배 이상의 속도와 100배 이상의 데이터 처리 용량을 자랑한다.

초저지연이란 의미는 말 그대로 모든 서비스를 함에 있어서 막힘이 없다는 얘기다. 자율주행차나 원격 외과수술, 로봇 가동 등은 물론 사회 전 부문의 가상현실 적용이 현실적으로 가능하다. 4차 산업혁명 시대의 백본이 완성됐다는 의미다.

초연결을 가능케 하는 핵심 인프라로서 ’5G 네트워크‘가 주목받는 이유다. 이제는 빅데이터 로봇 인공지능 IoT 등 기술을 탑재한 기기들이 서로 자유롭게 연결되고 어우러져 초융합과 초지능의 현실적 구현은 물론 초시대의 개화를 촉진하고 있다.

국내 이동통신 3사는 지난해 12월 1일 5G 주파수를 송출한 데 이어 지난 4월 3일 오후 11시 일반 소비자를 대상으로 5G 상용화를 시작했다. 5G 상용화 이후 가입자가 빠르게 증가하면서 현재 국내 5G 이용자는 50만명을 넘어선 것으로 집계됐다.

5G는 일반 이용자에게 ▲초고화질 영상 전송 ▲클라우드 게임 ▲VR·AR 등 실감 미디어 분야에서 효용을 제공할 것으로 기대된다. 그러나 5G는 다양한 산업과 융합을 통해 이전에는 상상할 수 없던 새로운 가치를 만들고, 우리 삶을 크게 변화시킬 수 있다는 점에서 의미를 갖는다.

■ 4차 산업혁명을 촉발하는 ‘5G 네트워크‘

4차 산업혁명 시대의 차세대 네트워크는 초연결을 기반으로 다양한 서비스를 끊김 없이 제공하는 능력이 필수다. 여기서 5G의 효용이 발휘된다. 5G는 ▲최대 20Gbps의 속도를 제공하는 ‘초고속’ ▲1ms 이하의 낮은 지연시간을 보장하는 ‘초저지연’ ▲기존보다 1만배 이상 더 많은 트래픽을 수용하는 ‘초연결성’을 특성을 갖는다.

이 같은 특성은 다양한 산업 분야로 번져 전에 볼 수 없던 혁신을 이끌 것으로 기대된다. 가장 먼저 준비되는 분야로는 ▲5G와 공장이 연계하는 스마트팩토리 ▲도시와 융합하는 스마트시티 ▲사무공간과 결합하는 스마트오피스 등이다. 5G를 기반으로 진화한 산업은 생산성 증대라는 결과를 가져올 것으로 예측된다.

KT 경제경영연구소에 따르면 5G는 전체 산업의 디지털 전환을 촉진함으로써 자동차·제조·헬스케어·운송·농업·보안·미디어·에너지·유통·금융 등 산업에서 2025년까지 최소 25조2천900억원의 사회·경제적 가치를 창출할 것으로 예상된다. 이 규모는 2030년이 되면 42조3천500억원 수준으로 확장될 것으로 전망된다.

5G를 통해 새롭게 전환되는 산업계의 글로벌 경쟁력을 확산하기 위해 전략적인 육성이 필요하다는 지적도 나온다. 여재현 KISDI 실장은 “5G의 성공 요인은 차세대 네트워크를 기반으로 한 각종 산업을 어떻게 육성하느냐에 따라 달려있다”며 “5G를 기반으로 우리가 경쟁력을 가진 산업과 협업할 때, 무궁무진한 가능성이 열려있는 시장을 선점할 수 있을 것”이라고 말했다.

■ 5G의 핵심 ‘네트워크 슬라이싱’

5G 네트워크는 전송속도 향상이나 실시간 연동, 다수 기기 연결을 넘어 서비스의 종류에 따라 주파수 및 네트워크 자원을 선택적으로 효율적인 이용할 수 있다는 점에서 각종 산업과 시너지를 창출할 수 있다. 이 과정에서 5G의 핵심인 ‘네트워크 슬라이싱’ 기술이 주목받고 있다.

네트워크 슬라이싱은 하나의 물리적인 네트워크를 서로 다른 수개의 가상 네트워크로 분리하는 기술이다. 이를 이용하면 네트워크를 증설하지 않더라도 하나의 네트워크를 분리해 복수의 네트워크가 제공되는 것과 같은 효과를 낼 수 있다.

분리된 각각의 가상 네트워크는 제공하는 서비스의 목적에 따라 네트워크의 성격을 설정할 수 있다. 가령 ▲4K·AR·VR 등 대용량 데이터 전송이 필요한 실감 미디어 서비스에는 초고속 데이터 전송이 가능한 ‘모바일 브로드밴드’ ▲드론 군집 운행 스마트팩토리 등 다양한 기기가 연결돼야 하는 서비스에는 초연결을 강화한 ‘메시브 IoT’ ▲자율주행 등 높은 신뢰성이 필요한 서비스에는 ‘미션크리티컬 IoT’ 등으로 네트워크를 활용할 수 있다.

원재준 노키아 코리아 아시아태평양 대표는 “5G에서는 네트워크 슬라이싱을 통해 수십 수천 명의 이용자에게 각각 독립된 네트워크를 제공할 수 있다”며 “적절한 네트워크 슬라이싱 기술을 활용해 원활하게 5G 서비스를 제공하고, 5G 서비스에 대한 니즈가 많아지면 커버리지가 확대되는 등 선순환 구조가 구축돼야 한다”고 강조하기도 했다.

■ 5G 네트워크의 또 다른 과제…28GHz 주파수

국내 이동통신 3사는 지난 4월 3일 세계 최초 5G 상용화에 성공하며 5G 가입자 및 커버리지 확대에 주력하고 있다. 국내 이통 3사는 올 상반기 내 6대 도시를 중심으로 5G 커버리지 구축을 완료하고, 연내 전국 85개 시 동 단위까지로 5G 커버리지를 확대해 인구수 대비 90%에 해당하는 면적을 커버하겠다는 뜻을 밝혔다.

그러나 궁극적인 5G 네트워크를 구축하기 위해선 커버리지를 넓히는 것 외 추가적인 기술적 진화가 필요하다. 우선 현재 구축하고 있는 5G 네트워크 주파수 대역인 3.5GHz 외 28GHz 대역을 활용할 필요가 있다. 앞서 국내 이동통신 3사는 지난해 6월 정부의 주파수 경매를 통해 5G 주파수로 3.5GHz 대역과 28GHz 대역을 할당받은 바 있다.

고주파인 28GHz는 직진성이 강하고 도달거리가 짧은 대신 한층 빠른 속도로 데이터를 전송하고 응답속도를 불러올 수 있다. 5G의 특장점으로 내세우는 LTE 대비 20배 빠른 속도와 1/10에 불과한 지연시간 역시 28GHz 대역을 활용할 때 구현할 수 있다.

이통 3사는 장비 개발사들이 28GHz 장비를 개발 완료하는 시점에 맞춰 28GHz 기지국 개설에 나설 방침이다. 김성관 KT 네트워크전략담당 부장은 “장비 제조사들의 28GHz 장비 개발 완료한 이후, 장비를 검수하는데 소요되는 시간과 28GHz를 지원하는 단말기의 개발 시점 등을 고려해 2020년도부터 28GHz 기지국 구축을 시작할 것”이라며 “28GHz 주파수의 특성을 고려해 대용량 데이터의 실시간 전송이 필요한 서비스가 구현될 구역을 중심으로 구축할 계획”이라고 말했다.

. LG유플러스 직원들이 강원도 강릉시 강문동 경포해수욕장 인근의 한 건물에 5G 기지국을 구축하고 전파가 잘 도달하는지 확인하고 있다.(사진=LG유플러스)

■ NSA→SA로의 전환도 과제

5G 기반 산업 혁신의 핵심인 ‘네트워크 슬라이싱’을 위해선 현재 NSA(Non-Standalone) 방식의 규격을 SA(Standalone)로 전환하는 것도 필요하다. NSA는 LTE와 5G 네트워크를 동시에 사용해 서비스를 제공하는 방식이고, SA는 5G만으로 통신 서비스를 제공하는 방식이다.

5G 서비스의 안정성 및 망 구축에 소요되는 시간·비용 등을 고려해 글로벌 이동통신 표준화 기술협력 기구인 3GPP는 2017년 12월 5G NSA 규격을 확정했다. 이에 따라 전 세계 이동통신사업자들은 NSA 방식으로 5G 네트워크를 구축 및 서비스하고 있다.

그러나 5G의 궁극적인 목표는 LTE 네트워크 없이 단독으로 통신 서비스를 제공하는 SA로의 전환이다. SA가 필요한 가장 큰 이유로는 ‘네트워크 슬라이싱’ 때문이다. 네트워크 슬라이싱은 5G망만을 이용하는 SA에서 구현할 수 있다. 현재 국내 이통 3사가 SA로의 전환을 염두에 두고 코어 네트워크를 준비 중인 것도 이 때문이다.