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차세대 지능형 네트워크 5G가 바꿀 통신 서비스의 미래

입력 : 2017.03.22 14:52

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한국인터넷진흥원과 KT경제경영연구소가 2017년 인터넷시장에서는 전에 없던 가치가 생산되는 ‘혁신(Revolution)’과 기존의 것이 더 발전하는 ‘진화(Evolution)’가 공존할 전망 등을 내용으로 발표한 ‘2017년 인터넷 10대 이슈 전망’보고서에서 주요 이슈로 선정된 차세대 네트워크 5G를 정리했다.


5G는 LTE 대비 전송은 약 270배, 지연 속도는 30배 이상 빠른 차세대 이동통신이다. 2017년은 미래의 핵심 인프라가 될 5G의 국제표준 토대가 마련되는 해로, 5G 주도권 선점을 둘러싸고 세계 각 국의 사업자들은 우호세력 확보를 위해 치열한 합종연횡 경쟁을 펼칠 것으로 예상된다. 또한 2018년 평창에서 선보일 5G 서비스와 단말의 개발도 본격적으로 진행될 전망이다.


5G는 4G 다음에 등장하는 5세대 이동통신의 정식 명칭이다(그림 1 참조). 5G 표준 규격을 제정하는 국제전기통신연합(ITU)의 5G 요건은 ‘데이터 전송 속도 초당 20Gbps이상, 지연 속도 0.001초 이하’로, 4G LTE 대비 전송 속도는 약 270배, 지연 속도는 30배 이상 빠르다. 20GB 초고화질 영화 한 편을 8초 만에 전송할 수 있다. 무엇보다 전송 속도가 빨라지고 통신에서 지연 시간이 줄어들면서 5G 시대에서는 수천억 개의 기기가 네트워크로 연결되고 이를 통해 진정한 IoT 환경이 실현될 수 있다.


▲ 그림1. 5G의 속성 및 미래 서비스 예시 (출처 : 매직리프, 구글, 와이어드 참고, KT경제경영연구소 재구성)


5G는 아직 기술 표준이 정해지지 않은 상황으로, 2020년 상용화를 목표로 하여 ITU와 국제표준화단체인 3GPP가 5G 표준화 작업을 추진 중에 있다. 2017년은 향후 5G 국제 표준의 토대가 만들어지는 의미있는 해이다. 또한 2018년 평창올림픽을 ‘5G 올림픽’으로 만들기 위해서는 2017년의 행보가 매우 중요하다. 


5G 시범서비스 때 선보일 기술 규격을 국제 표준으로 제시하기 위해서는 단말과 서비스 모든 면에서 인정을 받아야 하기 때문이다. 한국은 현재 정부의 5G 정책 하에 글로벌 기업들과 협력해 표준 선점을 위해 왕성한 활동을 벌이고 있다. ‘세계 최초 5G 실현’의 성공 여부는 2017년의 성과에 달려 있다고 해도 과언이 아닐 것이다.


LTE보다 빠른 확산으로 ‘2022년 10조 원’ 


2020년 5G 서비스가 본격적으로 상용화되면 가입자수의 증가와 함께 관련 시장 규모도 점차 커질 것이다. 전세계 5G 가입자수는 2020년 100만 명 돌파를 시작으로 급속하게 늘어나 한국, 일본, 미국 등을 중심으로 2022년 경에는 1억 명에 다다를 것으로 예상된다. 이에 따른 세계 5G시장 규모는 2020년 378억 달러로 추정되고 2년 후에는 4배 이상 성장할 것으로 전망된다(그림 2 참조).


▲ 그림 2. 세계 5G 시장 규모 추이 (출처 : ETRI 산업전략연구부 ‘세계, 국내 5G시장

전망’ 수치 참고, KT경제경영연구소 재구성)


국내의 경우, LTE 확산이 선진국보다 빠르게 확산되었던 것에 비추어 보면 5G 역시 보급속도가 상당히 빠를 것으로 예상된다. 관련 시장규모도 2020년 3조 1,063억 원에서 2022년에 약 10조 원, 2025년에는 약 35조 원 규모로 성장할 것이다(그림 3 참조).


▲ 그림 3. 국내 5G 시장 규모 추이 (출처 : ETRI 산업전략연구부 ‘세계, 국내 5G시장

전망’ 수치 참고, KT경제경영연구소 재구성)


5G 표준 선점을 위한 합종연횡 활발


2017년부터 본격화되는 5G 국제 표준화 작업에 대비해 국내외 통신사업자들과 글로벌 제조업체들은 합종연횡을 통해 표준경쟁에서 유리한 위치를 확보하기 위해 노력 중이다. 또한 페이스북 같은 서비스 업체도 5G에 대한 구체적인 논의를 시작할 정도로 전세계 사업자들의 5G에 대한 관심은 점점 높아져 가고 있다(표 1 참조). 


▲ 표 1. 국내외 통신사와 글로벌 제조업체들의 5G 관련 추진 현황


국제전기통신연합(ITU)이 5G의 최고 속도 20Gbps를 비롯한 성능 비전을 제시함에 따라, 세계 각 국은 5G에 대한 새로운 추진 전략이 필요해졌다. ITU가 제시한 20Gbps만 맞춘다고 해결되는 것이 아니기 때문에 더욱 구체적인 5G 기술 규격을 정의해야 하는 한편, 이를 구현할 서비스도 동시에 마련해야 한다.


2017년 이슈 & 트렌드


한국은 평창에서의 성공적인 시범서비스를 위해서 산·학·연·관의 새로운 역할 정립이 필요한 상황이다. 그런 관점에서 2017년 5G를 둘러싼 가장 큰 이슈는 한국을 비롯한 미국, 일본, 중국의 5G 표준 주도권 경쟁과 5G의 속성을 극대화시킬 단말 및 서비스의 개발이 될 것이다.


Point 1. 누가 시장을 주도할 것인가?


국제표준화단체 3GPP는 2016년 4월부터 2017년 6월까지 추진하는 ‘릴리즈 14’에서 5G 기본 요건을 정의하고, 2017년 7월부터는 ‘릴리즈 15’를 통해 5G 1차 표준을 개발해 2018년 9월에 확정할 계획이다. 3GPP에서 결정된 사항들은 그대로 2019년 세계전파통신회의(WRC)에서 국가 차원으로 논의되기 때문에 세계 40여개국, 400개 이상의 통신기업들은 3GPP 프로젝트에 참여해 표준화 주도권 선점을 위해 경쟁 중이다.


미국은 2016년 7월, 5G 이동통신의 주도권 확보를 위해 연방통신위원회(FCC)가 5G 통신에 사용할 고주파 할당 정책을 승인하면서 총 4억 달러를 투자한다는 방침을 세웠다. 정확한 주파수 대역은 공개되지 않았지만, 지난 세계전파통신회의(WRC-15)에서 미국이 주장한 27.5~29.5GHz 대역이 유력하다. 미국은 5G 전용 주파수 대역을 세계에서 가장 먼저 할당하면서 자국 업체들은 다른 나라 경쟁사보다 일찍 5G 사업에 뛰어들 수 있게 됐다.


또한 제 45대 대통령으로 트럼프가 당선되면서 집권 후 5G 네트워크에 대한 투자도 확대될 것으로 예상된다. 트럼프는 국가 인프라 투자를 통한 경제 회복 계획을 지속적으로 주장해왔기 때문에 통신사들에게 5G 투자를 적극 독려할 것으로 보인다. 실제로 AT&T는 트럼프 당선 직후 곧바로 접촉해 향후 인프라에 많은 투자를 하겠다고 약속했고, 버라이즌 역시 2017년에 5G 시험망 운영을 계획하는 등 미국 통신사들은 트럼프 시대를 맞이해 5G 주도권 확보를 위해 적극적인 투자를 하고 있다.


그 동안 한국과 일본은 5G 주도권 선점을 위해 활발한 활동을 벌여 왔지만, 이번 주파수 할당 승인 및 트럼프 당선으로 미국이 한발 더 유리한 상황이 됐다. 한국, 일본이 5G 전용 대역을 지정해도 그 대역을 타 국가들이 따라주지 않으면, 결국 가장 많이 채택한 대역으로 옮겨야만 한다. 미국의 경우, 국제 표준이 결정되기 전에 원하는 대역을 먼저 지정하고 캐나다, 멕시코 등과 함께 미주 전체의 표준을 만들 수 있다. 물론 미주의 표준이 곧바로 글로벌 표준이 되는 것은 아니다. EU와 중국이 또 다른 대역을 5G 주파수로 지정해 미국의 표준 주도를 견제할 수 있다. EU와 중국의 경우, 미국과는 다른 24~86GHz 대역에서 지정할 가능성이 높아 한국 입장에서는 어느 쪽을 선택해야 할 지 전략적 대응이 필요하다.


반면, 일본은 미국의 주파수 할당에 대해 큰 영향이 없다는 입장이다. 총무성 주도 하에 5G 전략을 추진 중인 일본은 2020년 도쿄올림픽 5G 상용화를 위해서 5G 주파수 대역이 결정되는 2019년 세계전파통신회의(WRC-19)까지 기다릴 수 없는 상황이다. 총무성은 2017년부터 5G 기술들을 통합해 실증실험을 실시하고 통신사, 벤더와 함께 5G 서비스 및 단말을 개발할 예정이다(표 2 참조). 특히, 1위 이통사인 NTT도코모는 총무성 기조에 발맞추어 2016년 3월부터 5G 기초기술을 검토하고 2019년 6월 ITU에 초기 5G 기술 사양을 제출, 2020년 10월에 최종적으로 5G 사양을 확정지을 계획이다.


▲ 표 2. 일본 총무성에서 추진 중인 5G 관련 9대 실증실험


이런 이유로 총무성은 미국의 주파수 할당에도 단말을 통해 멀티 주파수에 대응하면서 5G 주파수가 정해지면 주요국들과 협조해 나갈 것이므로 큰 문제가 없다는 것이다.


오히려 일본이 주목하고 있는 것은 5G가 조기에 안착할 수 있는 신규 시장 발굴이다. 총무성은 ‘전파정책 2020 간담회’를 개최하여 스포츠, 엔터테인먼트, 오피스(Work Place), 의료, 스마트하우스/라이프, 금융/유통, 농수산업, 스마트시티, 교통 등 5G가 활용 될 수 있는 분야 9개를 선정했다. 그리고 각 분야에서의 실증실험을 통해 5G 기술력을 입증하고 서비스 기반의 시장 표준으로 접근하겠다는 것이 총무성의 큰 그림이다.


중국 역시 4G 이용자가 급증해 초고속통신에 대한 수요가 확대되면서 5G 투자에 대한 의욕을 보이기 시작했다. 중국 3대 통신사는 5G 인터넷 시장에서의 우위를 선점하기 위해, 3,000억위안(약 50조 4,500억 원) 이상의 자금을 투입한다고 발표했다. 차이나모바일, 차이나유니콤, 차이나텔레콤은 2017년에 5G 네트워크 시범 단계를 거쳐 2018년 5G표준을 정식으로 선보인 뒤 2020년에 5G 상용화를 실현시킨다는 목표를 세웠다. 


특히 가입자 8억 명을 보유한 세계 최대 이동통신사인 차이나모바일은 ‘5G 연합혁신센터’를 설립하고 현재까지 42개 협력파트너를 확보했다. 중국 공업정보화부(工信部)는 5G연구개발 실험을 2016년에서 2018년까지 실시하는데, 5G 주요기술테스트, 5G기술방안검증, 5G시스템검증 등 세 단계로 나누어 진행할 예정으로, 2017년 이후에는 주요 대도시 위주로 5G 설치를 시작해 전국적으로 범위를 확대할 것으로 예상된다.


한국은 세계 최초 5G 상용화를 위해 2017년 2월에 진행하는 평창올림픽 테스트 이벤트 기간에 5G 시험망을 구축한다. 미국, 일본과 동일한 28GHz 대역에서 5G 서비스를 준비 중으로, 5G 네트워크 핵심기술과 서비스를 실제 환경에서 검증해 3GPP 등 주요 표준단체의 5G 표준에 반영할 예정이다. 


한편, 미래창조과학부는 주파수 운용 계획을 수정해 2017년 회수 예정이었던 LTE 용도의 3.5GHz 대역 300MHz 폭을 5G 용도로 전환해 28GHz와 함께 ‘투트랙’ 5G 주파수로 활용할 방침이다. 20Gbps 이상 속도가 나오는 28GHz 대비 3.5GHz 대역은 최대 속도가 2Gbps이지만 넓은 지역을 이동하면서 안정된 초고속 통신 이용에 필요한 주파수로 대용량 데이터를 넓은 범위에 전송하는 IoT 서비스에 적합하다(그림 4 참조).


▲ 그림 4. 5G 표준 제정 일정 및 각 국의 추진 현황


Point 2. 상용화 위해 본격 개발 중인 5G 서비스


5G는 과거의 통신기술과는 다르게 사업자들이 ‘서비스’에도 초반부터 많은 관심을 갖고 있다(그림 5 참조). 일본 NTT도코모는 발빠르게 타 사업자와 손잡고 5G 서비스를 개발 중이다(그림 6 참조). 게임회사인 DeNA와 제휴해 5G 기반에서의 자율주행차 원격관제 실증실험을 추진하는 한편, 토부철도와 함께 5G를 이용한 VRㆍAR용 관광 콘텐츠를 제작해 기차, 버스 등에 제공할 계획이다. 5G 단말 역시 2017년 중에는 윤곽이 드러날 전망으로, 스마트폰 외에 웨어러블, 드론, 커넥티드카, VR 등 다양한 기기에 5G가 도입될 것으로 기대된다.


 그림 5. 실현 예정인 5G 서비스


▲ 그림 6. 도코모 5G 서비스 추진 현황


한편, 국내는 평창올림픽 5G 서비스 구현을 위해 ‘2017년 테스트 이벤트’에서는 5G 시험국을 운영하고, 5G 실감미디어 서비스를 봅슬레이 등 일부 종목에 적용해서 시험할 예정이다. 평창에서 선보일 5G 서비스로 소형 카메라에 이동통신 모듈을 탑재해 선수 시점에서 생생한 영상을 시청할 수 있는 ‘싱크 뷰(Sync View)’ 및 시청자가 원하는 방향과 각도에서 경기를 관전할 수 있는 ‘360도 VR’ 등이 기대되고, 이외에도 ‘홀로그램 라이브’, ‘5G 세이프티(Safety)’, ‘5G GiGA버스’ 등도 등장할 예정이다(그림 7 참조).


▲ 그림 7. 2018년 평창 동계올림픽에서 선보일 예정인 5G 서비스들

(출처 : 비즈니스워치, 중앙일보, 전자신문 참고, KT경제경영연구소 재구성)


정리: 김진희기자 (eled@hellot.net)

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