혁신적인 이동통신 신호처리 기술이 적용되는 5G는 빅데이터를 처리해야 하기 때문에 4G보다 수준 높은 통신서비스가 필요하다. 이에 따라 직교 주파수 다중분할접속방식과 전력 및 코드 다중화 방식을 추가하는 식의 새로운 이동통신 신호처리 기술(New Radio Access Technolog, NRAT) 도입이 검토되고 있다. 5G는 자율주행차처럼 많은 데이터를 주고받으며 통신하는 상황에 적합한 이동통신 기술로, 대규모 사물이 네트워크로 연결된 상태에서 각 사물의 환경정보를 수집하는 사물인터넷(IoT)의 핵심 인프라이다.

5세대 이동통신이라는 뜻을 가진 5G는 4세대 이동통신(LTE) 대비 약 270배, 많게는 1000배에 이르는 빠른 속도를 제공하는 통신 시스템이며, 세계 각국에서는 5G를 앞다투어 상용화하려고 노력 중이다.

5G 네트워크 특성

5G 네트워크 주요 기술에는 초고주파 광대역 폭을 활용한 초고속 데이터 전송기술, 대용량 다중안테나기술, Small Cell 구성을 통한 네트워크 용량 증대 기술, 혁신적인 이동통신 신호처리 기술, 5G 네트워크 운용기술이 있다.

5G 이동통신(5G, IMT-2020)에서는 전달 속도(Latency, 지연)도 빨라진다. 전달 속도는 크기가 작은 데이터가 사용자 단말기와 기지국, 서버 등을 오가는 데 걸리는 시간을 의미한다. 5G 이동통신에서는 4G보다 10배쯤 더 빨라질 전망이다.

전달 속도가 빨라지면 이동통신망을 사용하는 자율주행 자동차의 안전성이 강화된다. 데이터를 주고받는 시간이 짧아져 자동차가 장애물이나 다른 차량을 피하도록 하는 제어 속도가 빨라진다.

멀리 떨어진 곳에서도 실제 현장에 있는 것처럼 상황을 판단할 수 있고, 아무런 지연 없이 장비나 로봇 등을 조작할 수 있다.

▲ 그림 1 이동통신 세대별 속도 비교

북미 5G 네트워크 관련 산업 현황

미국 버라이즌(Verizon)은 일부 사용 5G를 2018년에 내놓을 계획이다. 이는 당초 ITU(국제전기통신연합)가 5G 상용화의 원년을 2021년으로 예상했던 것보다 훨씬 빠른 움직임이다.

인텔은 CES 2017에서 세계 최초로 5G 모뎀을 공개해 눈길을 끌었다. 이 모뎀은 6GHz 이하의 대역과 고주파 대역인 밀리미터파(mm Wave)를 모두 지원하는 베이스밴드 칩을 탑재하고 있다. 인텔은 밀리초 이내에 의사결정을 내려 운전자와 차량을 안전하게 보호해야 하는 자율주행차량, 긴급 구조원들에게 실시간 데이터를 제공해 재난 복구 노력을 지원하는 드론, 수백만 개의 센서를 통해 공기와 수질을 관리하는 스마트 도시 등에 이 모뎀을 활용할 수 있을 것이라고 한다.

전 세계 5G 가입자 수는 2020년 100만 명을 돌파해 2020년에는 1억 명에 이를 것으로 추정되며, 세계 5G 시장 규모는 2020년 378억 달러에서 2년 뒤 4배 이상 성장할 것으로 전망된다.

▲ 그림 2 세계 5G 시장 규모 (*출처 : BMI 리서치)

5G로 변화되는 산업과 생활

5G 시대에는 사물과 인터넷이 연결되는 IoT의 질이 향상되며 지연시간이 짧아 사용자가 생각하는 순간 반응하는 양방향 초실시간 서비스가 가능하다. 또한, 대용량 데이터를 빠르게 클라우드에 저장하고 불어올 수 있어 빠르며 끊김이 없는 서비스도 가능해진다. 이로 인해 병원에 가지 않아도 멀리 있는 환자의 원격 진료가 가능하며, 스마트홈, 교육, 의료, 헬스 등 따로 존재하던 IoT 서비스들이 모두 연결되는 초연결 서비스 시대가 열린다. 특히 5G는 영상 콘텐츠를 만나면 날개를 달 것으로 보인다. VR 영상과 4K UHD 영상을 무선 스트리밍으로 실시간 보려면 5G가 필요하다. 현재 많은 데이터양을 요구하는 홀로그램은 녹화된 영상만 재생할 수 있는데, 5G 시대의 빠른 속도가 더해진다면 실시간 홀로그램 영상 재생이 가능해진다.

산업별로 5G에 연결되는 속도는 다르겠지만 궁극적으로 모든 산업이 5G에 연결될 것이다. 이중 가장 빨리 수용하는 산업 분야는 고객에게 제품을 배달 및 공급하는 사업 분야일 것으로 예측된다. 이는 소매, 운송업체, 유틸리티 업체 등으로, 소비자들과의 관계를 더욱 밀접하게 만들 것이다. 개인 소비자 시장보다 제조 및 상품을 포함한 비즈니스 공급망 쪽에서의 5G 채택 속도는 느릴 것이나, 산업 부분에서의 도입이 실효화될 경우 전체 생활에 미치는 파급효과는 폭발적일 것이다. 산업 부분 중 Machine to Machine 분야의 5G 연결 성장 폭과 해당 시장이 제일 클 것으로 전망된다.

▲ 그림 3 유형별 5G(IoT)에 연결되는 디바이스 시장 크기 (*출처 : IBIS)

북미 기업들의 5G 사업 진출 전략 엿보기

북미 이동통신기술은 약 10년을 주기로 혁신을 거듭하며 현재는 4G가 보급 중이지만, 급증하는 신규 산업에 대비하기 위해 5G 상용화를 서두르고 있다. 5G를 통해 통신, 제조, 유통을 비롯한 산업 각 분야와 교통, 문화 등 다양한 영역에서 변화가 이루어질 것으로 전망된다. 

현재는 4차 산업혁명으로 인한 자율주행, 인공지능, VR의 대중화, 엔터테인먼트 산업의 성장 등이 예상되는 주요 변화로 관측된다.

5G 네트워크로 기존 사업자들 이외에도 신규 사업자들의 시장 선점 기회는 무궁무진할 것으로 예상된다. 예를 들어, 게임 및 영화 산업에서 킬러 콘텐츠가 등장할 것이라는 기대에 따라 주요 미디어·엔터테인먼트 기업의 투자가 지속적으로 이뤄지고 있으므로 관련 사업에 대한 진출이 고려되고 있다. 구글은 종이와 렌즈로 구성된 VR 디스플레이인 ‘카드보드’ 등 보급형 장비를 제시해 대중의 VR 경험 장벽을 낮추고 있다. 이외에 VR 테마파크, VR존, AR·VR 제품 서비스를 체험해 볼 수 있는 오프라인 플랫폼도 구축하고 있다.

▲ 표 1 기존 사업자와 신규 사업자들의 5G(IoT) 시장 기회

시사점

실리콘밸리에서 벤처캐피털 겸 스타트업 어드바이저 역할을 하는 파피씨드의 앨버트츄 씨는 “5G 관련 사업이 이미 성숙한 것으로 미디어에 비춰질 수 있으나 아직 성장의 초기에 진입한 정도이며, 관련 시장은 지금까지 예측했던 것보다 훨씬 방대하고 무궁할 전망”이라고 말했다. 그는 또 “한국 기업들의 진출 가능성이 어느 시장보다 높을 수 있다”고 덧붙였다.

한국은 5G 포럼 등을 통해 5G가 앞으로 나아가야 할 방향에 대해 민간 및 정부 차원에서 4G 대비 1,000배 용량 증대, 언제 어디서나 개인당 Gbps급의 체감 속도 제공, 사물인터넷(IoT) 시대 대규모 디바이스의 수용 여부 등 기술적인 5G 활성화 방안에 대해 논의가 필요하다. 

특히 2018년 평창 동계올림픽에서 세계 최초로 실제 무선 통신에 사용할 수 있는 5G 서비스를 선보이겠다는 목표를 세우고 추진 중이다. 이에 정부와 기업은 5G를 실제 구현할 수 있도록 2017년 서울과 평창지역에 28GHz 대역의 시범 주파수를 제공할 예정이라고 한다. 이를 적극적으로 활용하면 5G 관련 네트워크의 성능과 기술력을 세계에 알리는 기회로 삼을 수 있을 것이다. 또한, 세계 시장에서 필요로 하는 것이 무엇인지를 알아내는 기회로도 활용할 수 있다.

결론적으로 2020년부터 본격화될 5G 시대에 대비하기 위해서는 한국이 상대적으로 우위를 보유하는 네트워크·디바이스 부문에서의 우위를 지속하기 위한 정책을 마련해 적극적인 투자와 연구개발로 차세대 네트워크 구축을 위한 정부와 민간의 긴밀한 협력이 요구 된다. 

또한, 한국은 2~4G에 이르는 모바일 테스트베드가 구축돼 있으므로 조기 5G 상용화 고지를 선점하기 위해 기업체들은 공동연구 비즈니스 지원센터 등을 운용해 제품 테스트 비용을 절감하는 노력이 필요하다. 

천수진 미국 실리콘밸리무역관