1㎳ 지연 자율차 안전 확보
대규모 기기 연결로 IoT 산업 촉매 역할
관련 표준 개발 막바지
실증 거쳐 상용화 모색
미래 융복합 역할 기대
5세대 이동통신기술인 'IMT-2020'가 4K·8K UHD 동영상 서비스, 자율주행차의 안전 인프라 구축, 스마트시티 산업 활성화 등에서 핵심적인 역할을 할 것이란 전망이 나와 통신산업 관계자들의 주목을 받고 있다.
박성준 강릉원주대 교수가 최근 정보통신기술진흥센터(IITP)에 기고한 '5G 이동통신 기술 동향' 분석에 따르면, 5G는 초고속·초저지연·초연결 특징을 바탕으로 다양한 활용 가능성이 있어 향후 4차 산업혁명을 이끌 핵심 기술로 평가받는다.
국제전기통신연합(ITU)에서는 데이터 급증에 대비하고 신규 응용 서비스를 창출하기 위해 5G 이동통신의 공식 명칭을 IMT-2020으로 결정하고 5G의 목표 성능을 제시했다.
제시된 성능을 살펴보면 5G 시스템은 20Gbps의 최대 전송속도, 1000분의 1초 미만의 지연시간, 1㎢당 100만개의 무선 기기 연결 지원 등 정량적인 측면에서 4G 요구사항과 비교해 한단계 진보한 기술 수준을 요구하고 있음을 확인할 수 있다.
ITU에서는 위 요구사항을 토대로 5G 시스템을 대표하는 세 가지 서비스 시나리오를 제시했다. △초광대역 이동형 데이터 서비스(eMBB) △초신뢰 저지연 통신 서비스(URLLC) △대규모 사물통신 서비스(mMTC)가 그것이다.
■빠른 속도로 4K·8K UHD 서비스
초광대역 이동형 데이터 서비스인 eMBB는 UHD급 영상 스트리밍, VR, AR, 홀로그램 등의 신규 응용 서비스를 제공하는데 활용될 것으로 예상된다. 이는 LTE 서비스와 비교해 월등이 빠른 데이터 통신이 가능한 5G 이동통신 기술이기 때문에 가능한 것이다. 특히, 4K UHD 영상은 물론 이보다 4배 이상의 데이터로 구성된 8K UHD 영상을 스트리밍 방식 등으로 전송하기 위해서는 5G 통신이 필수적이라는 게 전문가들의 견해다.
지난해 12월 26일 과학기술정보통신부가 발표한 통신서비스 품질 평가 결과에 따르면 국내 LTE 평균 다운로드 속도는 133.43Mbps인 것으로 드러났다. 하지만 한국정보통신기술협회(TTA)의 분석자료에 따르면, 비디오 신호를 100배로 압축해 전송할 경우 4K UHD 영상은 약 30~180Mbps, 8K는 약 120~720Mbps의 전송 대역폭이 요구된다. 여기에 다채널 오디오 신호와 데이터까지 포함하면 더 높은 전송 대역폭이 필요하다. 결국 모바일 4K·8K UHD 영상 서비스를 원활하게 제공하고 즐기려면 5G 이동통신이 필요하다는 결론이다.
■통신지연 '제로'에 도전
초신뢰 저지연 통신 서비스인 URLLC는 자율주행차, 드론 및 로봇제어, 실시간 헬스케어 등의 분야에서 새로운 서비스를 발굴하는데 일조하게 될 전망이다.
통신업계에서는 신뢰성 및 초지연성 중에서 하나라도 보장되지 않는다면 5G 이동통신 기술을 위 산업 분야에 접목시키는 것이 위험할 수도 있다고 경고한다. 찰나의 시간에 실시간으로 신호를 주고받는 것이 가능해야 하기 때문이라는 것이다. 최근 독립형 자율주행차량이 도로를 건너려던 보행자를 들이받아 사망에 이르게 한 사건이 일어났다. 이런 문제점을 극복하기 위해 도입을 추진하는 것이 차세대지능형교통시스템(C-ITS)이다. 차량과 도로 인프라가 서로 통신해 주행사각지대의 위험정보를 제공, 사고를 줄일 수 있다는 첨단 체계다.
하지만 통신지연이 일어나거나 데이터가 중간에 망실된다면 어떤 일이 벌어질까. 예를 들어 100㎞/h 속도로 주행하는 자율주행차가 C-ITS로부터 주행 정보를 받는다고 할 경우, 2초동안 통신지연이 발생한다면 차량은 그 사이에 무려 55m를 주행하게 된다. 그 55m 이내에 위험요소가 있다면 자율주행차가 파손되고 차량 탑승자도 위험할 수 있다.
■사물인터넷(IoT)에 최적화
대규모 사물통신 서비스인 mMTC는 수많은 IoT 장치의 효율적 운용을 위한 통신 플랫폼을 제공하는데 쓰이게 될 것이다. 5G의 경우 1㎢당 100만개의 무선 기기를 연결할 수 있다. 기존 LTE보다 10배 이상 늘어난 것이다. 이런 특성은 향후 대규모 연결을 필요로 하는 스마트시티나 스마트팩토리 분야와 접목될 것으로 기대된다. 또한 초소형 IoT 장치인 '스마트더스트'를 통한 기후·환경 분야 등에서도 5G의 초연결 특성을 활용할 수 있다.
■5G 상용화 목전
최근 5G 관련 표준 개발이 마무리되고 네트워크 장비·단말 사업자와 통신 사업자의 다양한 실증 테스트가 시작되는 등 5G 시스템 상용화가 목전에 다다르고 있다. 아울러 5G 이동통신은 단순한 통신 서비스의 개념을 뛰어넘어 IoT, 자율주행자, 지능형 로봇 등과 긴밀하게 연동돼 인류의 생활을 획기적으로 바꾸는 핵심 플랫폼이 될 것으로 전망된다.
지난 2월 개최된 평창동계올림픽에서 실시된 5G 시범 서비스는 ICT 경쟁력에 있어 세계 속의 한국을 알릴 기회가 됐으며 2019년으로 예상되고 있는 세계 최초 5G 서비스 상용화를 통해 관련 산업의 기술적 토대는 더욱 공고해질 것으로 보인다.
