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[신기술] 5G 기지국 기능 분산해 망 속도·품질 높인다
[신기술] 5G 기지국 기능 분산해 망 속도·품질 높인다
  • 박광하 기자
  • 승인 2019.06.04 16:23
  • 댓글 0
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한국전자통신연구원
5G 핵심 장치 기술 개발 추진
데이터 처리 효율 최대 10배 ↑
중소·중견기업 진출 촉진 효과
개방형 5G RAN 구조 개념도. [자료=ETRI]
개방형 5G RAN 구조 개념도. [자료=ETRI]

국내 연구진이 이동통신망의 데이터 처리 효율을 최대 10배까지 획기적으로 개선할 수 있는 5G 무선 접속 네트워크 핵심 기술 개발에 착수한다. 이를 통해 중소·중견기업의 장비 시장 진출, 국내·외 5G 인프라 확충에도 도움이 될 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 동적 기능분할을 지원하는 5G 무선접속(NR) 기반 개방형 기지국 분산 장치(Distributed Unit)개발에 착수했다고 밝혔다. 4일에는 ETRI 원내에서 공동연구기관 관계자들과 워크샵을 개최했다.

연구진은 기존 4G 네트워크 구조로는 원활한 5G 서비스를 구현하는데 한계가 있다고 설명했다. 기존 구조로는 전송용량에 한계가 있어 5G 서비스를 위한 수백 Gbps급 대용량 통신 구현이 어렵다른 것이다. 또한 장비 제조사마다 이동통신 네트워크 제품·기술 규격이 달라 중소기업들이 시장에 진출하기 어렵고 이동통신 장비 시장이 성장하는데도 한계가 있다고 짚었다.

ETRI는 이 같은 문제를 해결하기 위해 대용량 전송이 원활하게 이뤄지면서도 공개된 규격을 사용하는 5G 이동통신 장비(모뎀) 개발에 나섰다.

연구진의 목표는 4G 네트워크 구조에서 중앙 기지국에 집중된 기능을 분산시키는 '개방형 5G RAN 구조 구축' 기술이다. 지국 하나에서 모든 데이터 처리 기능을 담당하는 것과 달리 기지국 기능을 나눠 일부 하위 기능을 담당하는 분산 장치들로 5G 네트워크를 만드는 것이다. 이 기술이 개발·적용된다면 5G 기지국 중앙 장치와 분산 장치를 연결하는 프론트홀 인터페이스의 용량을 크게 개선할 수 있다.

중앙 장치가 수행하던 데이터 처리의 일부 기능을 분산 장치가 담당하면 중앙 장치로부터 수신해야 하는 통신 용량을 크게 줄일 수 있기 때문이다. 장점은 또 있다. 이 같은 방식은 모든 기지국 기능이 통합된 장치를 구축하는 것보다 비용이 저렴하기 때문에 분산 장치 구축을 늘려 5G 이동통신 서비스가 닿지 않는 음영 영역을 줄일 수 있다.

이문식 ETRI 미래이동통신연구본부 PL은 "해당 기술을 통해 기존보다 통신 효율을 최대 10배 이상 끌어올릴 수 있을 것"이라고 내다봤다.

연구는 두 단계에 걸쳐 이뤄진다.

1단계는 2021년까지 이동통신 사업자들이 필요로 하는 세계 최고 수준의 기능분할 분산 장치를 개발해 5G 서비스를 효율적으로 제공하는 것이 주 목적이다.

특히 KT, 테크플렉스, 에프알텍, 쏠리드와 공동개발을 통해 중소·중견기업에서 상용화 가능한 물리계층 기능 분할에 중점을 두고 개발할 예정이다. 또한 5G NR 규격을 준수하면서도 사용자가 체감하는 전송 속도를 높이기 위해 밀리미터파 기반 하이브리드 빔포밍 기술 개발과 능동 안테나 기술도 적용한다.

2단계는 확장형 기능분할 분산 장치 개발이다.

1단계에서 개발하는 분산 장치가 중앙 장치와 유선으로 연결된 것과 달리 무선으로 접속할 수 있는 확장형 분산 장치를 개발히는 것이다. 이 기술은 기존 전파 신호 증폭기(리피터)와는 다르다. 리피터는 통신 과정에서 발생하는 잡음을 처리하는 '두뇌'가 없기 때문에 단순히 모든 신호를 증폭하는 역할만 한다. 따라서 결국 기지국에서 이를 처리해야 한다. 반면 확장형 분산 장치는 '두뇌'가 달려 있어 속도나 품질 향상이 가능하다.

ETRI는 2023년까지 저비용, 고효율 확장형 기능 분할 5G 무선 장비를 개발해 이동통신 네트워크의 단순화, 구축 및운용 비용 최소화, 서비스 범위 확보를 목표로 하고 있다.

이번 기술 개발은 개방형 규격을 활용하기 때문에 중소·중견기업의 시장진입에도 도움이 될 것으로 전망된다. 아울러 ETRI는 기술이전을 통해 차세대 5G 장비 시장 활성화와 이동통신 장비 수출을 촉진한다는 계획이다. 이 밖에도 연구진은 연구개발 성과를 기반으로 핵심 원천 특허를 확보하고 이를 국제표준에 반영하기 위한 국제표준화에도 적극 참여할 계획이다.

김태중 ETRI 미래이동통신연구본부장은 "5G 기지국 분산 유닛 기술은 국내 중소·중견기업의 이동통신 장비시장 참여를 늘리고 대기업과 함께 생태계를 조성할 수 있어 세계 최고 5G 상용화 인프라를 완성하는데 큰 도움이 될 것"이라고 말했다.



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