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5G 개발 초기 당시, 노키아 벨 연구소(Nokia Bell Labs)가 미국 뉴욕대 탠돈 공대(NYU Tandon School of Engineering)와 함께 글로벌 5G 리더들을 한 자리에 모아 첨단 무선 연구 및 5G에 대한 비전을 논의하는 자리를 마련했던 것이 바로 브루클린 5G의 시작이었습니다. 그로부터 6년이 지난 지금까지, 브루클린 5G 서밋은 무선 통신 분야 업계 전문가들이 한데 모여 흥미로운 토론을 이어가는 논의의 장으로 자리잡았으며, 필자가 개인적으로 가장 좋아하는 행사이기도 합니다. 

 

이렇게 전문 지식을 갖춘 해당 분야의 오피니언 리더들이 모이는 행사는 브루클린 5G 서밋 외에는 없습니다.  브루클린 5G 서밋은 무선 통신 트렌드에 대한 독톡한 시각을 제공한다는 점에서 유사한 주제를 다루는 다른 행사들과 차별화됩니다. 행사 참가자들은 무선 통신 트렌드와 관련된 기술적 과제를 논의하고, 초청 연사들은 비즈니스적인 사고를 바탕으로 이러한 트렌드에 대한 자신들의 의견을 제시합니다. 

 

5G의 진화를 넘어 6G로

 

올해의 세션 및 패널 토론은 (1) 6G로 분류 가능한 기술, (2) 5G 상용화 및 진화라는 두 가지 영역에 초점을 맞추어 진행되었습니다.  Nokia는 2019년을 6G 기술 연구의 원년으로 선포하였으며 6G 평가판이 빠르면 2030년에 출시될 수 있을 것으로 내다보았습니다. 5G가 현재 상용화 단계에 있음에도 불구하고 여전히 선행되어야 할 작업이 많이 남아 있다는 것이 5G에 대한 전반적인 견해입니다.

 

5G에 대한 높은 기대에 부응하기 위해서는 심층적인 수직 구조 문제의 해결이 반드시 선행되어야 합니다.  올해 행사에서는 5G를 기반으로 한 새로운 어플리케이션 구현의 필요성 때문에 클라우드 컴퓨팅 활용 및 에지 클라우드를 사용한 네트워크 지연 시간 단축과 관련하여 다양한 토론이 진행되었습니다. 이와 같은 문제 및 네트워크 지연 시간을 감안할 때, 개발자들은 어떤 어플리케이션에 어떤 특정 KPI가 필요한지 파악해야 합니다.

 

가령 일부 어플리케이션은 네트워크 지연 시간이 짧아야 하는 반면, 또 어떤 어플리케이션에는 무엇보다 신뢰성이 요구되기도 합니다.  작년 행사에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 솔루션으로 네트워크 슬라이싱이 제시되기도 했습니다.  그러나 기업들이 이에 대한 구현 방법을 모색하는 과정에서 네트워크 슬라이싱이 당초 생각했던 것과는 달리 올바른 솔루션을 제시해 줄 수 없다는 문제가 드러나기도 했습니다.

 

사설망을 사용한다면 다양한 문제를 해결할 수 있으며, 서비스 제공업체들도 네트워크 전체를 보다 원활하게 제어할 수 있게 됩니다. 사설망 사용에 있어 가장 큰 잠재적 걸림돌은 역시 소유 비용이지만, 다각도로 논의된 바 있는 프라이버시 문제를 가장 중요한 과제로 생각하는 사람들에게는 여전히 사설망이 가장 최적의 솔루션입니다.

 

네트워크 슬라이싱은 분명 크나큰 잠재력을 가지고 있지만 아직은 독립적인 솔루션으로 배포될 준비가 되지 않은 상황입니다. 새로운 슬라이스를 배포하기에 앞서 세부적인 네트워크 구성에 대한 검토 과정은 여전히 사람 손을 거쳐야 합니다. 이 기술을 보다 광범위하게 사용하기 위해서는 머신 러닝을 추가적으로 활용하여 네트워크를 구성하여야 합니다.  이렇게 머신 러닝 및 인공 지능을 5G 네트워크에 추가하면 성능 최적화에 도움이 되지만, 이 또한 모든 문제를 해결할 수 있는 만능 해법은 아닙니다. 올해 5G 서밋에서는 머신 러닝과 인공 지능에 관한 다양한 논의가 이어졌으며 몇 가지 공통된 주제가 다루어졌습니다.  머신 러닝과 인공 지능은 특정한 문제 해결을 위해 신중하게 적용해야 하는 중요한 기술이기는 하지만, 이를 제대로 활용하기 위해서는 여전히 통신 지식이 필요합니다. 

 

6G 연구

 

올해 브루클린 5G 서밋에서 검토된 3가지 연구 주제는 향후 진화된 5G 기술에 추가되거나 6G통신 기술의 범주에 들어갈 가능성이 높은 (1) 테라 헤르츠(또는 100GHz 이상: 명칭 및 정확한 주파수는 연구자마다 상이함) 주파수 사용, (2) 머신 러닝 및 인공 지능, (3) 비지상파 네트워크 기술입니다.

 

머신 러닝은 5G에 추가될 가능성이 가장 높으나, 이와 관련된 연구는 아직도 여전히 진행형입니다. 테라 헤르츠를 사용하면 통신 데이터를 전송할 수 있을 뿐만 아니라 감지 기능이 있는 네트워크를 구현할 수도 있습니다 (일례로 현재 공항 보안 검색기에는 이미 테라 헤르츠가 사용되고 있습니다). 또한 비지상파 네트워크의 경우 벽지 및 재난 구호 활동에 필요한 무선 서비스를 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 

 

기술의 급속한 발전에 따라 규제 측면에서 넘어야 할 장애물은 더욱 더 커지게 됩니다. 예를 들어 유럽 여러 나라의 공역에 걸쳐 열기구 비행을 실시하려면 이에 대한 비행 허가(승인을 받을 수 있다는 가정 하에)를 얻는 데에만 몇 개월이 걸릴 수도 있습니다.

 

5G를 통해서 해결하고자 하는 어플리케이션의 다양성을 고려할 때, 5G 하드웨어 역시 기지국과 사용자 장비라는 두 가지 측면에서 다양성을 확보할 필요가 있습니다.  주로 통신 사업자들이 주축이 되어 기저 대역 프로세서와 원격 무선 장치(RRU)와 같은 기타 네트워크 장비 등을 블랙박스화 하기 위한 노력을 벌이고 있습니다.

 

목표는 여러 업체의 다양한 제품을 연동시킬 수 있는 플러그 앤 플레이 등의 환경을 구현하여 표준과 호환되는 gNB를 구축하는 것입니다. 개방형 5G 네트워크 표준인 O-RAN 얼라이언스(Open RAN Alliance)는 서로 다른 하드웨어에 공통적으로 적용되는 업계 표준 프로토콜을 정의하여 다양한 업체의 장비를 함께 사용할 수 있도록 하고자 하며, 올해 서밋 행사에서는 다수의 데모를 통해 ORAN 개념을 소개하는 자리도 마련되었습니다. 

 

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NI는 이 자리에서 CommScope 및 Radisys와 손을 잡고 28 GHz NR 무선 네트워크 데모를 선보였으며, Intel FlexRAN 기저 대역 프로세서, Radisys 프로토콜 스택 및 CommScope 원격 무선 장치를 사용하여 gNB를 구축하였습니다. 세 업체가 함께 협력하여 5G NR 표준 호환 gNB를 구현한 것은 ORAN 시스템이 어떻게 구축 및 작동되는지 보여주는 좋은 사례가 되었습니다. 

 

NI는 NI mmWave 트랜시버 시스템, mmWave 소프트웨어 정의 라디오 및 FPGA와 x86 프로세서에서 실행되는 호환 NR 프로토콜 스택을 사용하여 구축한 28 GHz 테스트 UE를 제공하였습니다. 이 는 시스템 내에서 상호 교환이 일어난 후에도 ORAN 시스템이 5G NR 표준에 부합하는지 여부를 확인하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 통신 링크 디버깅 및 최적화를 위한 네트워크 성능 정보를 제공하기도 합니다.  5G가 지속적으로 진화를 거듭하고 심층적인 수직 구조가 구축될수록 5G NR UE를 준수하는 것이 중요합니다.

 

올해 브루클린 5G 서밋은 노키아의 머레이 힐(Murray Hill)에 위치한 Future X Lab 방문을 끝으로 마무리되었습니다. 이번 서밋에서 선보였던 시연 행사는 행사 기간 동안 논의된 다양한 기술을 결합하여 5G로 연결된 미래의 비전을 보여주는 인상적인 자리였습니다. 

 

올해는 분명 6G 연구의 원년입니다. 하지만 그와 동시에 5G의 연구도 활발하게 진행될 것입니다.

 

 

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By Ariel Bleicher

 

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MzAxMTU2NQ.jpeg5G 올림픽에 오신 여러분 환영합니다.

 

피겨 스케이팅 천재로 불리는 올해 18세의 네이선 첸(Nathan Chen)선수가 또 한번 쿼드러플 점프 후 안정적으로 착지하는 모습입니다. 높은 관중석에서는 이러한 모습을 제대로 볼 수가 없다고요? 이제는 가능합니다. 5G 가상 현실 헤드셋만 쓰면 360도 링크사이드 뷰를 즐길 수가 있습니다! 조심해서 5G 버스에 승차하십시오. 이제 5G 버스를 타고 또 다른 5G기술을 체험할 차례입니다. 버스 창문을 봐주시기 바랍니다. 실제 유리창이 투명한 디스플레이 스크린으로 변신합니다. 하키 선수 헬멧에 장착된 헤드캠, 스키장 상공에서 비행하는 드론, 아이스 트랙 위에서 최고 시속 150킬로미터로 쏜살같이 질주하는 봅슬레이의 조종석 등에서 실시간 스트림으로 초고화질 영상이 전송되고, 여러분은 버스 유리창을 통해 박진감 넘치는 스포츠를 만끽할 수 있습니다!

 

 

다수의 한국 통신사들이 발표한 5G 홍보 계획대로만 된다면, 한국에서 개최되고 있는 평창 동계올림픽 기간 중 5G 스포츠 세상을 체험해볼 수 있을 것으로 보인다. 평창올림픽게임 공식 후원사인 KT는 업계 최초로 대규모 5G 네트워킹 기술 테스트 서비스 계획을 발표한 바 있다. 4G 시스템보다 최대 100배 빠른 최고 다운로드 속도(1,000분의 1초 지연)를 낼 수 있는 5G 시대의 도래를 예고한 것이다. 

KT의 경쟁업체인 SK 텔레콤과 LG 유플러스 역시 잰걸음을 보이며 자체적인 5G 올림픽 데모를 준비하고 있는 모습이다. 한편 한국 정부와 유럽연합(EU)은 성공적인 ‘5G 챔피언 (5G Champion)’ 시범 서비스에 필요한 자금 등을 지원하며 협력해온 바 있다. 5G 챔피언 서비스에는 평창올림픽게임과 핀란드의 5G 테스트베드 간의 광대역 연결 서비스가 포함된다.

 

이들 유수의 통신기업들이 속속 평창올림픽에 모여드는 이유는 충분히 이해가 간다. 결국, 신(新) 기술의 가능성을 세계에 선보이는 데 올림픽만한 큰 무대가 없기 때문이다. 과거 올림픽에서도 비슷한 사례들이 있었다. 베를린올림픽(1936)에서는 TV, 도쿄올림픽(1964)에서는 위성방송, LA올림픽(1984)에서는 광섬유, 바르셀로나올림픽(1992)에서는 CCD 카메라 등의 기술들이 시연된 바 있고, 이번 평창올림픽에서는 5G 기술이 선사할 미래를 엿볼 수 있게 된 것이다.

 

하지만 모바일 산업의 미래를 실제 가능한 수준을 넘어서 과도하게 포장을 하고 있는 게 아닌지 염려된다. KT와 SK텔레콤은 다가오는 올림픽에서 어떠한 시연을 선보일지 구체적인 사항에 대해서는 좀처럼 공개하지 않고 있다. 시그널 리서치 그룹(SRG: Signals Research Group)의 CEO이자 창립자인 마이클 써렌더(Michael Thelander)는 현재까지 알려진 내용을 두고, “지금은 과대광고 단계(I think hype is a good word)”이라고 말했다.

 

4G LTE 통신 초창기 때처럼 5G 네트워크도 올해 하반기 글로벌 표준이 최초로 마련된 후 단계적으로 발전할 전망이다. 하지만, 소비자들이 5G 휴대폰 및 태블릿을 사용하려면 적어도 2019년까지는 기다려야 할 것으로 보인다. 써렌더 SRG CEO는 “표준화된 어떤 기술을 토대로 평창올림픽에서 상용 서비스를 보게 될 가능성 희박하다.”라고 정리했다.

미국 연방통신위원회(FCC)에서 고문으로 역임했던 콜럼비아대학(Columbia University) 헤닝 슐츠린(Henning Schulzrinne) 교수는 "이번에는 기껏해야 5G 표준서비스를 모방한 초기 프로토타입 수준에 그칠 것”이라며 이번 데모 기술에 대해 전망했다.

 

실제로 KT는 자체적인 “평창 5G 사양”을 기반으로 파일럿 시스템을 배치하고 있다. 해당 파일럿 시스템으로 어떠한 결과물을 볼 수 있을지는 확실하지 않다. 스웨덴 에릭슨(Ericsson)社와 LG 전자의 합작사인 에릭슨-LG(Ericsson-LG)는 코어망에서 무선 기지국을 아우르는 시스템에 필요한 “단대단(end-to-end)” 인프라를 공급하는 기업이다. 이 회사의 자와드 만수르(Jawad Manssour) 연구원은 "개발 단계별로 새로운 기능 등을 지속적으로 추가하는 중”이라고 현 수준에 대해 언급했다.

분명한 점은 이러한 시스템을 통해 28GHz에서 디지털 통신이 가능해진다는 점이다. 28GHz대의 스페그럼 밴드는 전통적인 6Ghz 이하의 셀룰러(cellular) 채널보다 훨씬 넓은 대역폭을 제공하기 때문에 5G 네트워크에서 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 통신사업자들은 그 동안 물체나 공기 등도 쉽게 통과하지 못하는 밀리미터파(millimeter waves)의 높은 주파수대 사용은 꺼려해왔다.

“이번에는 기껏해야 5G 표준서비스를 모방한 초기 프로토타입 수준에 그칠 것”

 

5G 선도기업 및 연구기관들은 수백 개의 안테나 소자로 구성된 소형 어레이를 이용해 신호를 송수신함으로써 이러한 통신 제약 문제를 해결하기 위해 노력해왔다. 각 소자에 보내지는 신호를 조정하여 무선 에너지를 광선으로 집약시키고 이를 통해 이득(gain)을 증가시키는 것이다. 매우 복잡한 환경에서도 모바일 사용자를 따라 광선이 전달될 수 있도록 하는 이 방식은 Massive MIMO라는 기술이다. Massive MIMO를 이용하면 기지국은 동일한 주파수를 사용하여 여러 사람들과 한 번에 연결할 수 있어, 제한된 스펙트럼을 보다 효율적으로 사용 가능하도록 만들어 준다.

평창의 5G를 모방한 디지털 네트워크는 가상화(virtualization) 기술을 잘 활용할 수 있을 것으로 보인다. 원래 전용 하드웨어가 필요한 작업인 캐싱/라우팅과 같은 기본적인 네트워킹 기능을 가상화 기술을 기반으로 소프트웨어로 구현한다. 이러한 가상화 설정으로, 통신사업자는 일반 하드웨어에서 실행되는 가상 기기를 사용하여 네트워크를 재구성하거나 새로운 서비스를 빠르고 저렴하게 배포할 수 있다. 가상화는 자율주행 자동차, 스마트 가전, 산업용 로봇 등을 포함한 다양한 무선 제품을 수용해야 하는 5G 아키텍처에서 광범위하게 적용될 것으로 예상된다. 

 

에릭슨-LG社의 만수르 연구원은 "제대로 일이 되게 하려면 필요한 곳에 조각들을 적시에 끼워 나가야 합니다.”라고 언급하였다. 평창의 시연을 통해 5G의 현재 위치를 가늠해 볼 수 있을 것이지만, 여전히 기술적으로는 시작 단계에 불과할 것이다. 그는 이어서 “여전히 초기 단계라고 할 수 있죠. 이러한 상용 이전 단계의 시스템을 시연함으로써 사용자가 5G로 얻을 수 있는 것이 무엇인지 그 느낌을 전달하는 것이 목표입니다. 상용화될 네트워크가 어떤 모습일지는 앞으로 계속 지켜봐야겠죠."라며 인터뷰를 마무리했다.

 

이 기사는 2018년 1월호에 "5G Goes for the Gold(5G, 올림픽 금메달을 향해)"라는 제목으로 발행되었습니다.

출처: https://spectrum.ieee.org/telecom/wireless/5gs-olympic-debut

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