내년 3월로 결정된 세계 최초 5G 상용화를 앞두고 산·학·연의 막바지 기술 개발이 한창이다. 대학을 중심으로 무인 비행기(드론)을 활용해 통신망을 확보하는 여러 방안이 연구 중이며, 통신사에서는 한 개의 네트워크를 다수의 가상 네트워크로 분리하는 기술인 네트워크 슬라이싱 기술을 완성해 5G 통신에 적용하기 위해 마지막 총력을 기울이고 있다. 한편, 전세계가 주목하는 스마트팩토리 분야의 국내 성과는 매우 미미한 것으로 나타나, 기술 개발을 위한 정부의 공격적 투자가 필요한 시점인 것으로 드러났다.
지난 25~26일 인터컨티넨탈호텔 서울 코엑스에서 이 같은 내용을 다룬 코리아 인터넷 컨퍼런스 2018(KRnet 2018)이 과학기술정보통신부 주최로 열렸다.
■전상운 한양대 교수
“무인기, 음영지역 통신에 획기적 대안”
컨퍼런스에서 전상운 한양대 교수는 '무인기를 활용한 차세대 무선통신 기술'을 주제로 드론을 이용한 통신기술을 소개했다.
그는 "5G에서 전송 능력을 높이기 위해 광대역 확보뿐만 아니라 기기 간 통신이나 스몰셀 등 다양한 통신링크 확보 또는 통신 위상을 다양화하는 방법들이 연구되고 있다" 며 "여기에 드론이 큰 역할을 할 수 있다는 의견이 많은 가운데, 관련 연구가 활발히 이뤄지고 있다"고 밝혔다.
현재 학계에서는 드론을 스몰셀 기지국처럼 활용하는 방안을 연구 중이다. 전 교수는 "화재나 긴급 상황에서 통신망 확보가 어려울 때 신속히 드론을 띄워 통신채널을 구성할 수 있다"고 설명했다. 또한 기지국 설치가 어려운 해양 환경에서는 기존에 위성을 통해 통신을 진행했기 때문에 지연도 길고 전송속도도 느렸지만, 드론을 활용할 경우 이러한 어려움을 일거에 해소할 수 있게 된다.
드론을 중계기처럼 사용하는 방안도 연구되고 있다. 우리나라 같이 산악 지형이 많은 지역에서 전시에 드론 높이 띄워 신호 중계기로 사용할 수 있다. 사물인터넷(IoT) 센서 네트워크의 센싱 데이터를 돌아다니면서 수집하는 방안도 연구 중이다.
■곽민곤 한양대 교수
“스마트팩토리 글로벌 선도 '먼 산'”
곽민곤 한양대 교수는 '공장과 스마트팩토리'라는 제목의 강연에서 "5G가 도입되면 스마트팩토리가 저절로 발전할 것으로 생각하지만, 현재 스마트팩토리 분야는 매우 초보적 수준에 머물러 있고 막연한 아이템에 불과하다"고 지적하며 정부와 업계의 강력한 추진을 촉구했다.
스마트팩토리는 스마트센서, 가상 물리 시스템(CPS), 3D프린팅, 에너지절감, IoT, 클라우드, 빅데이터 등 8대 요소기술의 응용되는 하나의 플랫폼이라고 할 수 있다. 곽 교수에 따르면 이 중 핵심기술은 CPS, IoT, 빅데이터다. CPS는 물리적인 실제 시스템과 사이버 공간의 소프트웨어와 주변 환경을 실시간으로 통합하는 시스템을 말한다.
3GPP의 연구보고서에 따르면 스마트팩토리의 최적화 방향은 △제품 단위의 기본 공정을 공장 자동화 △온도나 에너지, 압력 조절을 통해 비용 등을 최적화하는 프로세스 자동화 △휴먼 머신 인터페이스(HMI)를 이용한 생산, 물류와 창고 관리 △모니터링과 관리 유지보수다. 곽 교수는 "이러한 기능이 유연하게 작동할 수 있도록 5G가 얼마나 지원할 수 있느냐가 또 하나의 관건"이라고 설명했다.
곽 교수에 따르면 현재 국내 공장의 스마트화 수준은 △고도화 △중간 수준 2 △중간 수준 1 △기초 수준 △ICT 미적용의 5가지로 나눠볼 수 있다. 고도화 수준은 IoT 기반으로 공장 운영 및 자원관리가 IoT와 빅데이터 기반의 진단을 통해 이뤄지고, 제품개발에 빅데이터, 시뮬레이션 및 3D프린팅이 사용되는 단계로, 아직까지 국내에서는 찾아보기 어렵다.
중간 수준 2 단계는 설비 제어가 자동화돼 실시간 공장 제어가 가능하고 기술정보 생성 및 연결이 자동화된 단계로 국내 공장의 1.7% 정도다. 중간 수준 1은 설비데이터를 자동 집계할 수 있고 이를 통해 실시간 의사 결정이 가능한 단계로 10.2% 비중으로 나타났다. 기초 수준은 실적 집계가 자동화되고 컴퓨터 지원 설계 제도(CAD)를 활용해 프로젝트를 관리하는 단계로 약 79.1%의 공장이 이 단계에 머물고 있다. 엑셀을 활용한 수작업에 의존하는 ICT 미적용 공장도 9%에 달하는 것으로 알려졌다.
그는 "현장에 가보면 스마트팩토리가 뭔지, 이를 적용해서 공장에 얼마나 도움이 되는지에 대한 의문과 반론이 넘쳐나고 있다"며 "누군가가 강력한 추진을 통해 성공 사례를 보여주지 않으면 향후 장기간 시행착오를 반복하게 될 것"이라고 말했다.
■이현우 단국대 교수
“산업 간 융합으로 인프라 구축 주체 제조사 될 수도”
이현우 단국대 교수는 '5G 버티컬 트렌드'라는 주제로 강연하는 중 "5G 시대에는 냄새를 제외한 오감의 전달이 통신으로 가능해질 뿐만 아니라 감정의 전달까지 가능해질 것으로 보인다"며 "5G 통신망을 통해 사회적인 가상 네트워크 구축도 가능해질 것"이라고 예측했다.
5G 산업 전망과 관련해서는 5G 산업 자체는 지속적으로 성장하겠지만 소폭에 그칠 것이고, 5G가 타산업과 연계됨으로서 창출하는 부가가치로 인한 성장세가 2025년까지 8000억달러에 이를 것으로 내다봤다. 분야별로 보면 제조(팩토리)가 가장 큰 비중을 차지할 것이고, 자율주행과 이를 위한 인프라 구축이 비등한 점유율을 보일 것으로 분석했다.
또한 5G 시대에는 가치사슬 간 경계가 불명확해질 것이라며 "자율자동차를 위한 네트워크 구축을 현대자동차나 도로공사에서 맡게 되는 등 플레이어들의 역할이 조금씩 바뀔 수도 있다"고 말했다.
■진재환 LG유플러스 팀장
“5G 장비 가능별 모듈화해 네트워크 확장 용이”
진재환 LG유플러스 팀장은 '5G 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)·네트워크 기능 가상화(NFV) 구조 및 적용 사례'에 대해 발표했다. SDN은 소프트웨어 프로그래밍을 통해 네트워크 경로 설정과 제어 및 복잡한 운용관리를 편리하게 처리할 수 있는 차세대 네트워킹 기술을 말하고, NFV는 네트워크의 방화벽, 트래픽 부하 제어 관리, 라우터 등과 같은 하드웨어 장비의 기능과 처리 기능을 서버 단에서 소프트웨어로 구현하는 기술을 의미한다.
진 팀장은 "5G 시스템 구조와 관련해 단말이나 원거리통신망(RAN) 쪽의 변화에 대해 많은 논의가 있으나, 실무자 입장에서는 전송과 코어 장비의 구조가 4G와는 완전히 달라지기 때문에 많은 고민을 하고 있다"고 말했다. 향후 5G 시스템의 코어는 통신 제어부(Control Plane)와 실제 사용자 데이터부(User Plane)가 분리되고 컴퓨팅 자원이 분리되기 때문에 클라우드 형태로 운영된다. 그는 "4G까지는 단말에서 발생한 트래픽이 모두 코어로 집중됐지만 5G에서는 서비스 특성에 따라 로컬로 트래픽이 빠져나가게 될 것"이라고 설명했다.
또한 진재환 팀장은 "4G 쪽 코어 장비가 데이터베이스(DB)를 각각 가지고 있고 인터페이스를 통해 서로 연동되는 구조였다면, 5G의 경우에는 DB를 하나로 모아놓고 관리하는 구조로 돼 있다"며 "코어가 한 곳이 아닌 지역 여러 곳으로 분산되기 때문에, 차량 간 통신(V2V) 같이 지연에 민감한 서비스 같은 경우에는 지역이나 국사에서 사용자 데이터부(UPF)를 통해 서비스가 처리되는 구조가 될 것"이라고 설명했다.
■옥기상 KT 운용시스템연구소 팀장
네트워크 슬라이싱 기술개발 완료 '눈앞'
옥기상 KT 연구소 팀장은 '5G 종단 간 오케스트레이터'를 주제로 발표했다. 옥 팀장은 "통신3사는 이미 LTE 코어 상당 부분을 가상화를 통해 서비스 하고 있고, 보안이 중요한 정부나 대기업들에 기업 전용 LTE 서비스를 통해 어느 정도 슬라이싱된 코어를 통해 서비스를 하고 있다"며 "5G 네트워크 슬라이싱을 위한 전체적인 가지라 할 수 있는 체계는 어느 정도 만들어져 있는 상태다. 완벽한 5G 기반 네트워크 슬라이싱 시스템 구축을 위해 전력을 다하고 있다"고 말했다.
