[논문]5G 이동통신기술 발전방향

김문홍; 박종한; 나민수; 조성호

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김문홍 (SK Telecom 5G Tech Lab) , 박종한 (SK Telecom 5G Tech Lab) , 나민수 (SK Telecom 5G Tech Lab) , 조성호 (SK Telecom 5G Tech Lab)

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문제 정의

본고에서는 5G 기술 동향 및 5G로 인한 미래 서비스의 변화를 살펴보고 이를 위한 5G 핵심 기술과 향후 네트워크 진화방향을 살펴 보았다. 5G 서비스가 도래할 가까운 미래에는 이전과 다른 초고속, 대용량, 초연결, 초실시간의 서비스가 제공 가능 하여 모든 디바이스가 5G네트워크를 통해 연결되어 고객에게 이전과는 다른 새로운 가치를 제공할 수 있을 것으로 생각된다.

성능/효과

둘째, 5G에서는 네트워크의 지연 시간이 수 ms로 줄어들게 되면서 사용자가 생각하는 순간반응하는 양방향 초실시간 서비스가 실현될 것으로 예상된다. 예를 들어, 의사가 직접 찾아가기 힘든 지역에서 환자 발생시 로봇을 통해 치료하는 원격 의료 서비스, 공장에서의 초정밀 자동화시스템 및 센서, 동력전달장치, 조향장치, 브레이크장치 간의 연동이 필요한 자동 주행 차량 등기기간 통신 서비스 활용도 가능할 것으로 예상된다.
셋째, 대폭 증대된 전송속도와 및 초실간 처리가 모두 가능하여 원격에 위치한 실제환경을 사용자의 위치로 가져오는 Teleportation이 가능해짐으로써, 현실에 가까운 실감환경을 제공하는 AR(Augmented Reality), VR(Virtual Reality) 서비스가 가능하게 된다.
첫째, 5G 이동통신으로 대폭 증대된 전송속도로 인해 HD 해상도의 4배에 해당하는 4K-UHD(약40Mbps), 16배에 해당하는 8K-UHD (약160Mbps) 등의 초고용량 영상 콘텐츠가 보편화될 것으로 예상되며 장기적으로는 3D 영상 또는 홀로그램 서비스로 확대될 전망이다.

후속연구

이에 따라, 기존 H/W에서 S/W기능만을 분리하여 신속, 유연 및 비용효율적인 네트워크 기능의 설치, 업데이트, 철거, 재설치를 가능하게 해주는 네트워크 기능(Network Function)의 가상화 [7][10]가 진행 될 것이며, 가상화 된 S/W 내 세부기능들을 모듈화 (Modularization)하여, 하나의 S/W내에서조차 필요한 세부기능만을 선택하여 사용할 수 있게 될 것이다. 네트워크 기능의 가상화 및 모듈화는 전반적인 S/W 및 세부기능들을 동적인 수요에 따라 시간, 장소, 그리고 상황에 맞게 비용 효율적이고 유연하게 사용하는 것을 가능하게 할 것이다.
넷째, 5G 초연결 기술을 기반으로 IoT, Connected Car, 각종 센서 및 다양한 IoT Device 에 대한 실시간 통신 및 제어 서비스가 가능하게 될 것으로 예상된다.
5G 서비스가 도래할 가까운 미래에는 이전과 다른 초고속, 대용량, 초연결, 초실시간의 서비스가 제공 가능 하여 모든 디바이스가 5G네트워크를 통해 연결되어 고객에게 이전과는 다른 새로운 가치를 제공할 수 있을 것으로 생각된다. 이를 기반으로 다양한 서비스의 발굴과 창의적 Ideation을 통해 새로운 세대로 전환할 수 있는 계기가 마련될 것으로 기대된다.
만약 도로를 사용하는 자동차의 양이 폭증하고 제한속도 또한 매우 높아진다면, 지금 우리가 사용하고 있는 교통 인프라는 더 이상 변화된 환경에 적합하지 않을 것이다. 이와 마찬가지로, 네트워크 내 트래픽의 양과 전송속도가 지금보다 수 백배 또는 수 천배로 늘어난다면, 현재의 네트워크 인프라 역시 변화된 환경에 더 이상 적합하지 않을 것이며, 변화에 최적화되어 혁신적으로 진화해야 할 것이다.
최근 SK Telecom 등 주요 사업자 및 장비업체를 중심으로 LTE/LTE-A 네트워크에서 Big Data Analytics 등 IT 기술을 활용하여 네트워크에서 발생하는 실시간 로그나 이벤트 정보를 가입자, 서비스 단위로 분석하여 운용 기술을 고도화하려는 움직임이 활발히 진행되고 있다. 향후 5G 네트워크에서는 가입자, 서비스 단위 실시간 통계제공이 가능하도록 설계되어 운용 기술이 더욱 진화할 것으로 기대되고 있다. 이를 통해 전체 네트워크 품질 향상 및 네트워크 운용비용 절감이 가능할 것으로 예상되고 있다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

현재 5G 포럼 및 글로벌 사업자/제조사들이 논의하고 있는 5G의 주요 요구 사항은 무엇인가?

현재 국내 5G 포럼 및 글로벌 사업자/제조사들이 논의하고 있는 5G의 주요 요구 사항은 ①4G 대비 1,000배 용량 증대, ② 언제 어디서나 개인당 Gbps급의 체감 속도 제공, ③ 사물인터넷(IoT: Internet of Things) 시대 대규모 디바이스의 수용이다. 이 밖에도 초연결 통신, 초실시간 처리, 가상화 네트워크 인프라, All-IT 진화 및 에너지 절감도 예상된다.

5G 이동통신으로의 진화로 인해 다가올 미래의 변화는 무엇인가?

이러한 5G 이동통신으로의 진화로 인해 다가올 미래에는 ① 초고용량 실감형 데이터 서비스, ② 초실시간 처리 서비스, ③ 증강 현실 서비스, ④ 초연결(Hyper-Connectivity) 통신 서비스가 가능할 것으로 예상된다. 구체적으로 5G 이동통신으로 서비스가 가능하게 될 것으로 예상되는 분야는 아래와 같다.

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