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[기획] 5G 네트워크 기술 동향…망 고도화로 맞춤형 융합 서비스 구현
[기획] 5G 네트워크 기술 동향…망 고도화로 맞춤형 융합 서비스 구현
  • 박남수 기자
  • 승인 2019.05.13 08:38
  • 댓글 0
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KT직원들이 5G 네트워크에 ‘5G MUX’와 25G 광모듈을 도입 구축하고 시험하고 있는 모습. [사진=KT]
KT직원들이 5G 네트워크에 ‘5G MUX’와 25G 광모듈을 도입 구축하고 시험하고 있는 모습. [사진=KT]

통신3사가 5G 네트워크 고도화를 위한 기술개발에 적극 나서고 있다.

5G는 인공지능(AI), 빅데이터 등 연관기술의 진화와 결합돼 산업혁신을 견인하고 우리 삶에 엄청난 변화를 가져올 핵심 네트워크 인프라다. 모든 사물의 데이터가 실시간으로 교환·소통되고,

이를 산업에 활용해 자율주행차, 원격의료, 스마트시티, 스마트공장 등 맞춤형 융합 혁신 서비스가 창출될 전망이다.

이에 따라 통신3사는 차질 없이 5G 망 구축을 위해 기술개발에 힘쓰고 있다.

■5G MUX·5G 광모듈 도입
KT는 5G 네트워크 구축 경쟁력 강화를 위해 차별화된 ‘5G 광인프라’를 도입했다.

KT가 새롭게 도입한 ‘5G 멀티플렉서(이하 5G MUX)’와 ‘25G 광모듈’이 그 핵심이다.

5G 네트워크 구축을 위해서는 5G 기지국(RU)에서 DU(Digital Unit) 집중국사까지의 유선 전송망 구축이 필요하다.

이를 위해서는 새로운 광케이블을 설치하거나, 기존에 구축돼 있는 광케이블을 사용하기 위해 기존 망구조를 변경해야 하는 어려움이 존재해왔다.

KT는 이러한 어려움을 해소하고 빠르고 효율적으로 5G 네트워크를 구축하기 위해, 차별화된 ‘5G MUX’를 도입했다.

MUX는 초고속인터넷, 3G, LTE, 5G 등의 다양한 서비스를 단일 회선으로 전송하고 수신할 수 있도록 광 신호를 결합하고 분리하는 장비다.

5G MUX를 활용하면 기존 망에 5G MUX를 붙여 추가적인 광케이블 설치 없이 ‘플러그인’ 방식으로 5G 네트워크를 구축 할 수 있다.

기존 광케이블을 활용하면서도 망구조의 변경이 필요 없기 때문에 빠른 구축이 가능하다.

광케이블이 깔려있는 곳에는 어디든 장소에 구애 받지 않고 5G 구축이 가능하다는 장점이 있다.

특히, 5G MUX를 통해 기존 망 구조의 변경 없이 5G를 구축하고 초고속인터넷에 5G 네트워크를 확장하는 기술을 보유한 사업자는 전 세계에서 KT가 유일하다고 회사측은 설명했다.

KT가 보유한 국내 최대 규모의 광 시설이 KT의 5G 네트워크 경쟁력으로 연결되는 이유기도 하다.

아울러 KT는 5G MUX와 함께 ‘LWDM 방식의 이동통신용 25G 광모듈’을 개발하고 도입했다. 광모듈은 광인프라로의 연결을 위한 광전신호전환장치다.

KT는 기존에 데이터센터용으로 사용되던 LWDM 방식의 광모듈을 ‘이동통신용 25G 광모듈’로 새롭게 개발했다.

LWDM방식의 25G 광모듈은 넓은 파장을 이용해 고용량의 데이터를 보다 안정적이고 빠르게 처리할 수 있다.

이에 따라 5G 기지국에서 타사 대비 25% 많은 데이터를 처리할 수 있는 만큼 초대용량, 초고속, 초연결로 대표되는 5G의 필수 요구사항에도 부합된다.

KT는 기존에 보유한 국내 최대 규모의 통신 인프라에 이번에 도입한 차별화된 ‘5G MUX’, ‘25G 광모듈’을 더해, 전국 5G 커버리지를 빠르게 확장해나가고 이를 바탕으로 보다 안정적인 5G 서비스를 제공한다는 계획이다.

■백본망에 메시 구조 적용
KT는 고품질·초저지연 5G 서비스 제공을 위해 5G 백본망에 전국 주요 도시를 직접 연결하는 메시(Mesh) 구조를 적용했다. 백본망은 다양한 네트워크를 상호 연결하는 최상위 컴퓨터 네트워크다.

5G의 특성은 초저지연이다. 롱텀에볼루션(LTE)보다 최대 20배 빠른 20Gbps 전송속도를 제공한다.

이를 위해 무선망에서의 지연을 줄이는 것도 중요하지만, 전국에 트래픽을 전달할 때 발생하는 백본망에서의 지연을 줄이는 것도 중요하다.

KT는 이 지연을 줄이기 위해 5G 백본망에 메시 구조를 적용해 트래픽 전송 지연을 감소시켰다. 메시 구조는 전국 주요 지역 센터끼리 직접 연결하는 그물형 구조다.

메시 구조가 적용되면 전국 주요 지역 센터끼리 직접 연결 경로를 생성한다. 굳이 수도권 센터를 경유할 필요가 없어 전송 지연이 최대 63%까지 줄어든다.

■28㎓ 안테나 기술 개발
SK텔레콤은 포항공과대학교(이하 POSTECH)와 5G 단말기의 통신 품질을 높이기 위한 안테나 조정 기술을 개발, 특허출원을 완료했다.

이 기술은 5G 28㎓ 고주파수 대역에서 안테나의 전기적 특성을 조정해 단말 송수신 환경을 최적화한다.

예를 들어, 이용자가 스마트폰을 잡는 방식, 고개를 돌리는 방향 등 통신 이용 환경을 달리해도 안테나의 전기적 특성 조정을 통해 통화 · 데이터 품질을 높이고 배터리 전력 소모를 줄일 수 있다.

LTE 단말에도 안테나 성능을 향상시키는 기술이 있었지만 28㎓대역 기술 개발은 이번이 처음이다.

주파수의 물리적 특성상, 고주파수 28㎓ 대역은 LTE보다 단말 내 좁은 면적에 부품을 배치해야만 한다. SK텔레콤과 POSTECH은 이러한 특성을 반영한 28㎓ 맞춤형 안테나 조정 기술을 개발, 5G 디바이스 테스트 랩의 실제 5G 환경에서 기술 검증을 완료했다.

이번 연구개발 성과는 지난해 6월 SK텔레콤과 POSTECH이 '5G 분야 신기술 연구 · 개발 산학협력' 양해각서(MOU)를 맺고 공동 연구한 첫 결과물이다. SK텔레콤은 이를 바탕으로 5G 단말·칩셋 제조사와도 협력할 계획이다.

박종관 SK텔레콤 5GX Labs장은 "SK텔레콤은 국내 이동통신 1위 사업자의 노하우를 바탕으로 5G 단말 상용화 시대에도 SK텔레콤 고객들이 가장 먼저 최고 품질의 통신 서비스를 누릴 수 있도록 5G 기술 혁신에 앞장설 것"이라고 말했다.

홍원빈 POSTECH 전자전기공학과 교수는 "SK텔레콤과의 지속적인 공동연구를 통해 5G 단말 분야 원천 기술 경쟁력 확보에 박차를 가할 것"이라고 밝혔다.

■86Tbps 라우터 상용망 도입
LG유플러스는 5G 시대의 개막을 앞두고 세계 최초로 86Tbps 라우터 장비를 인터넷 백본망에 구축했다.

LG유플러스가 세계 최초로 86Tbps 라우터 장비를 인터넷 백본망에 구축했다. [사진=LG유플러스]
LG유플러스가 세계 최초로 86Tbps 라우터 장비를 인터넷 백본망에 구축했다. [사진=LG유플러스]

86Tbps는 UHD급 영화 1편을 담을 수 있는 DVD(4.3GB) 2400장 분량의 데이터를 1초에 처리하는 속도로, 지금까지 사용하던 라우터 장비의 7배 이상이다.

이에 따라 LG유플러스는 초고속?초저지연이 특징인 5G 서비스에 따른 대용량 데이터 트래픽을 더욱 신속하게 처리할 수 있는 기반을 마련하게 됐다.

고객들은 AR?VR 등 5G 서비스 서비스를 지연 없이 안정적으로 이용할 수 있게 됐다.

특히, 국내 통신사업자 중 64Tbps가 넘는 라우터 장비를 상용망에 적용한 것은 이번이 처음으로 해당 장비는 LG유플러스와 노키아가 공동 개발했다.

이 장비에는 지난해 개발된 세계 최초의 멀티테라비트 네트워크 프로세서인 FP4 프로세서가 적용됐다. FP4 프로세서는 하나의 칩셋으로 2.4Tbps 속도로 데이터 처리가 가능해 획기적인 데이터 처리용량 확대와 전력 사용량 절감이 가능하다.

또한, 현재 장비보다 7배 많은 데이터를 처리하면서도 소비 전력은 기존 장비 대비 80% 이상 절감돼 차세대 친환경 장비로 평가받고 있다.

이상헌 LG유플러스 NW개발담당은 "인터넷 백본망에 86Tbps 라우터 장비 구축으로 네트워크 전 구간에 걸쳐 5G 서비스를 안정적으로 제공할 수 있는 기반을 확보하게 됐다"고 말했다.



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