Craig Mathias | Network World

5G라고 알려진 차세대 무선 WAN 통신이 조만간 언론의 1면을 장식할 것으로 보인다. 5G는 유선 보완제에서 유선 대체제로 이동통신의 진화를 완성할 것이며, 전략적으로는 모바일 퍼스트(Mobile-First)에서 모바일 온리(Mobile-Only)로 발전할 것이다.

5G의 핵심은 혁신이라기보다는 진화에 더 가깝지만, 5G가 IT에 어떻게 들어맞고 여러 규모의 조직, 산업 그리고 업무 전반에 대해서 어떤 이익을 줄 것인지를 이해하기 위한 기본적인 계획에 착수하는 것이 시기상조는 아니다.

5G는 당연히 최종 사용자들에게 추가적인 처리 속도, 용량 등의 요소를 제공해 지리적 가용성(Geographic Availability)이나 사용자 기반, 가입자 기기의 다양성, 용량에 대한 수요, 그리고 애플리케이션 요구사항 등에 있어서의 지속적이고 급격한 성장을 해소할 것이다. 동시에 통신사업자, 통신운영업자, 그리고 서비스 공급업체들이 전반적인 전략, 서비스 전달, 그리고 시장 지배력 확대에 있어서의 새로운 기회로부터 이익을 얻는 것도 똑 같은 중요도로 가능케 할 것이다.

여기서는 5G가 기업과 IT 부서에 어떤 의미를 갖는지에 중점을 두고, 5G 이면의 기술과 시장 동력을 살펴본다.

부상중인 5G
5G가 여전히 부정확한 용어이기는 하지만, 필수 발전 사항의 개발에 대한 핵심 목표는 명확해졌다. 핵심 목표들은 다음과 같다.

향상된 처리속도. 와이파이의 경우와 마찬가지로, 셀룰러에서의 주요 발전사항은 다른 무엇보다도 새로운 상향 처리속도 숫자로 정의된다. 5G에서 매직 넘버는 실제로 최하 1Gbps이며, 일부에서는 최대 10Gbps까지의 숫자도 언급되고 있다. 그렇지만, 역시 와이파이에서와 마찬가지로, 각 셀과 시스템의 전반적인 용량을 중심으로 생각해 보는 것이 중요하다.

그렇다면 사용자 당 50Mbps의 처리속도가 더욱 타당하고(이 정도만으로 여전히 놀랄만하다) 현실적인 가정이고, 향후 5년간 일부 배치 환경에서는 300Mbps까지의 최대 처리속도가 실현될 것이다. 이보다 더 높은 처리속도에 도달할 가능성은 우리의 계획을 벗어나기는 하지만, 그런 처리속도도 구현할 수는 있다.

줄어든 지연시간. 그렇지만, 처리속도보다 훨씬 더 중요한 것은 각 패킷의 RTT(Round-Trip Time: 왕복 시간) 감소일 것이다. 지연시간을 줄이는 것은 5G 구현에서는 올-IP일 것이 거의 확실한 음성, 비디오에 대해서 중요하며, 전체 용량을 개선하는데 있어서도 역시 중요하다. 5G의 OTA(Over-the-Air) 지연시간 목표는 10ms 이하로, 몇 가지 정의된 CoS(Class of Service)에 있어서는 1ms도 가능하다.

관리와 OSS에서의 발전사항. 통신사업자들은 늘 간접비용과 운영 비용을 줄이기 위해 노력하고 있기 때문에, 신뢰성, 가용성, 서비스 가능성(Serviceability), 복원력, 일관성, 분석 기능, 그리고 운영 효율성의 개선을 야기하는 시스템 관리와 OSS(Operational Support Systems: 운영 지원 시스템) 모두에 대한 향상을 기대할 수 있다.

개선된 이동성. 시속 수백 킬로미터에 이르는 매우 빠른 속도의 사용자 이동성이 지원될 것이기 때문에, 모든 유형의 교통수단에 탑승하고 있는 사용자를 지원할 것이다. 그렇지만, 규제와 상황 의존적인 제한사항은 비행 중일 때처럼 여전히 적용될 것이다.

개선된 보안. 보안은 누구도 완수해내지 못한 IT의 한 가지 측면으로 남아있기 때문에, 암호화, 인증, 그리고 프라이버시에 대한 개선이 기대되고 있다. 최소한 소수의 통신사업자들이 제공하고 있고, 많은 조직에서 현재 사용하고 있는 솔루션들과 맥락을 같이하는 IDM(Identity Management) 솔루션들을 보게 되더라도 놀랍지 않을 것이다. 현 IDM 공급업체들 역시 엔터프라이즈가 구매하는 5G 서비스로 자신들의 역량을 확장하는데 지대한 관심을 기울이고 있을지도 모른다.

새로운 스펙트럼. 최소한 일부 5G 배치 환경에서는 밀리미터파 대역(30GHz~300GHz)이라 부르는 30GHz 이상 대역의 주파수가 서비스될 것이다. 이 주파수 대의 면허 그리고 비면허 스펙트럼(주파수 대역) 모두를 전세계 많은 지역에서 사용할 수 있다. 밀리미터파 주파수 대역은 더 작고 덜 두드러지는 안테나를 필요로 하기 때문에 보통 스몰 셀에 적합하며, 고유의 신호 지향성은 주파수 효율을 배가시킨다.

밀리미터파의 주요 단점은 전통적인 대규모 셀에 덜 적합하고, 객체(예를 들면, 건물) 투과력이 떨어진다는 것이지만, 주파수 재사용 측면에서는 그런 점들이 역으로 장점이 될 수 있다. 어쨌거나, 5G 개발과 배치를 정당화하는 처리속도와 용량 목표를 고려하면, 더 많은 스펙트럼이 필요하다. 현재의 주파수 할당은 더 작은 블록의 스펙트럼을 결합하는 기능을 갖더라도 충분하지 않을 것이 거의 확실하다.

새로운 보완 기술. 때로 매시브(Massive)라 설명되는, 예를 들자면, 16~64개의 스트림, 더욱 강력한 모듈화와 채널 코딩(Coding: 부호화), 개선된 전력 활용 효율성, 그리고 관련 개선 기능을 가지고 있는 고차(Higher-Order) MIMO 구현물들을 보게 될 것이다. 스몰 셀들이 자주 적용될 것이고, 인구 밀집 지역에서는 대형 셀 타워의 수명이 얼마 남지 않았을 수도 있다. 오늘날 네트워크에서 진행되고 있는 트렌드로는 SDN과 NFV가 포함되어 있으며, 5G에서도 적용될 것으로 보이고, 많은 인프라가 클라우드 기반 서비스 내에서 구현될 것이다.

5G는 칩이나 제조 기술에서 커다란 발전을 필요로 하지 않을 것이며, 기기 전력 소비는 더 빠른 클럭 속도가 적은 영향을 받는 것처럼 더욱 제한적인 지리적 범위의 덕을 볼 것이다. 그럼에도 불구하고, 비용뿐 아니라 기술적 분석과 타당성 분석 모두에 대해 여전히 할 일이 많지만, 치명적인 문제는 아직 보이지 않는다. 이전 세대에 비해 뚜렷한 장점이 전혀 없는 마케팅 광고만 제시하는 또 다른 와이맥스(WiMAX)를 만들어낼 위험은 존재하지 않으며, 전반적인 기술 위험 수준은 낮다. 예상한 것보다 더 많은 시간을 필요로 하는 필수적인 시스템 엔지니어링의 복잡한 속성 때문에, 어쩌면 가장 커다란 난제는 일정일지도 모른다.

보편적인 애플리케이션 지원. 유선 대체물로서의 5G는 방송 품질의 비디오 배포로부터 원격 검침, 체내 이식 가능한 의료기기, AR(Augmented Reality)과 VR(Virtual Reality), 그리고 고급 인터랙션과 그래픽에 이르기까지 모든 종류의 트래픽과 상상할 수 있는 모든 기기를 지원해야만 할 것이다. 단지 게임만이 아니다.

이 목록에는 이동 셀과 동적 무선 메싱(Meshing)에 대한 지원 기능을 가진 재배치 가능한 인프라를 포함해 커넥티드 카(Connected Car)와 무인 자동차(Autonomous Car), 원격 주행 차량(드론), 공공 안전, 건물과 도시 자동화/감시/제어, 그리고 재난 구조가 포함된다. 여기에 함께 포함되는 것으로는 로보틱스와 제한적인 데이터 처리속도와 매우 가변적인 지연시간을 감내하는 IoT 기기들이 있다. 향후 10년간 그야말로 수백억 개의 5G 기기들이 배포될 것으로 예상하고 있기 때문에, 문제와 수요의 규모는 명확하다.

업계의 성장. 끝으로, 통신사업자, 운영업체, 그리고 인프라와 가입자 기기 등의 공급업체는 자신들의 비즈니스를 계속해서 키우기 위해 최종 사용자에게 계량화할 수 있는 가시적인 이점을 제공하는 새로운 기술을 가끔 배포하기만 하면 된다. 신규 가입자 기기만으로는 이 목표를 달성할 수 없다.

요약하면, 5G는 우리가 유선 망에서 기대하고 있는 모든 통신 기능과 성능을 제공하도록 설계되고 구현된 새로운 사업 기회이다. 앞서 언급한 모든 요구사항을 고려할 때, 이 목표에 도달하는 것이 쉽지도, 빠르지도, 저렴하지도 않다.

5G 재정의
3G는 공식적으로 정의된 마지막 G로, ITU가 정의했으며, 최대 2Mbps의 처리속도를 정의하고 있다. 4G에 대한 정의는 공식화된 적이 없으며, 심지어는 무엇을 4G로 할 것인가를 두고 법률적인 다툼까지 이어져왔는데, 3GPP(Third Generation Partnership Project)가 정의한 LTE와 LTE-Advanced가 적절한 최소 기능을 정의하고 있다는 일반적인 합의가 있다.

3GPP는 주요 단체와 협회로 구성된 업계 표준화 그룹으로, 전세계적으로 매우 폭넓은 지지와 존경을 받고 있다. 이 그룹은 3G 이래로 셀룰러 산업 자체를 정의하는데 있어서 지배적인 요인이 되어오고 있으며 올IP 코어, LTE, LTE-advanced 등을 포함하여 셀룰러 배포에서 다른 핵심 발전사항들을 주도해오고 있다.

이런 전반적인 리더십에 비추어 볼 때, 2019년 하반기로 예상되는 릴리즈(Release) 16이 등장할 즈음에는, 마케팅과 운영 관점 모두에서 3GPP가 기본적으로 5G를 정의할 것이라고 예상하고 있다. ITU 역시 ITU-R 내부에서 IMT-2020 프로그램을 통해서 열심히 작업하고 있으며, 아주 묘하게도 2020년까지는 작업을 완료할 것으로 보인다.

ESTI도 토론에서 중요한 역할을 하고 있는 통신운영업체로 구성된 단체이며, 와이파이 연합이나 유사한 NGNM 연합(Next Generation Mobile Networks Alliance)와 마찬가지로 5G 분야에서 활발하게 활동하고 있다. NGNM 연합의 백서는 아마도 지금까지 발표된 것 중에서 5G에 대한 가장 완벽한 비전과 실제적인 정의를 담고 있는 백서일 것이다. 그럼에도 불구하고, 이런 다양한 노력들에 대한 작업의 조화가 분명히 필요해 보인다.

무선 : 4G에서 5G로
4G가 무선 기술에 의해 정의되는 것으로 귀결됨에 따라, 5G도 결국에는 같은 운명에 처하게 될 것이다. 여기서 차세대 기술은 일부에서 4.5G라 부르는 LTE-Advanced Pro에서 시작하며, 3GPP 릴리즈 13에 처음으로 정의되었다. 많은 사람들이 현재 NR(New Radio)이라 부르고 있는 LTE Advanced Pro에 대한 진일보한 개선은 릴리즈 15에서 정의될 것으로 보인다. 그렇지만, 현실적으로 그리고 마케팅 관점에서 볼 때, 4G와 5G의 경계는 아주 모호하다.

조직의 IT 책임자나 최종 사용자 모두 조만간 “기가비트 LTE” 시장이 시작되었음을 의식하게 될 것이다. 이런 발전이 절대적으로 5G는 아니지만, 기가비트라는 숫자 덕분에 마치 그런 것처럼 마케팅될 것이다. 일부 최종 사용자들이 100Mbps를 넘어서는 처리속도의 폭증을 간헐적으로 경험할 수는 있겠지만, 기가비트 LTE는 그런 수준으로 통상적인 서비스 기대치를 충족시키기 위해 필요한 용량을 제공할 수 없다. 어쨌거나, 일부 지역에서는 빠르면 올해 말에 볼 수 있을 것이고, 삼성의 갤럭시 S8 그리고 어쩌면 발표 예정인 2017년 아이폰까지 포함해서 새로운 기기들에는 이 기술이 포함될 것이다. 기본적으로, 그런 서비스의 운명은 각 통신사업자의 배치 계획에 달려있다.

고급 광역 라디오만이 유일한 가능성은 아니다. NR에 포함시키기 위해 언급된 특징 중에 와이파이와의 상호 연동(Interworking)이 있다. 그렇지만, 아주 빠른 처리속도, 스몰 셀, 그리고 기본적으로 OSS와 면허 주파수 대역에서의 운영을 제외하고는 필요한 다른 모든 5G 속성을 가지고 있다는 측면에서, 현재 사용 중인 와이파이, 즉 802.11ac와 60GHz 802.11ad가 이미 5G 기술이라고 말할 수도 있을 것이다. 광역 5G 기술과 와이파이 간의 하드 핸드오프(Handoff: 통화 채널 전환)는 특히, 실내 도달 범위와 용량을 증가시키기 위해 앞으로 핵심 5G 배포 전략이 될 수 있다. 클라이언트 기기들이 어떤 AP에 연결할 것인지, 언제 로밍할 지 등을 결정하도록 하는 것과는 반대로 확정적 결합(Deterministic Association) 제공이 와이파이 업계에서 시도해볼 만한 분야라고 제안하고 싶다.

남아있는 몇 가지 문제들
5G의 궁극적인 시장 성공은 거의 확실하지만, 많은 문제들이 남아있다. 아마도 가장 중요한 문제는 5G의 브로드밴드 약속이 실현되도록 보장하기 위해 충분한 스펙트럼의 가용성이다. 앞서 언급했듯이, 상당 부분의 스펙트럼이 5G 전용으로 제공될 것이고, 전세계적으로, 30GHz이상의 밀리미터파 대역일 것이므로, 60GHz의 스펙트럼 그리고 최대 70 - 80GHz 또는 더 높은 주파수도 포함될 것이 거의 확실하다. 그렇지만, 어떤 특정 주파수대에서 어느 정도를 사용할 수 있게 될지는 정부 규제 영역으로, 나라별로 다르다.

또한, 현재 가동 중인 시스템과 공존하기 위해 회수되거나 할당될 수 있는 이미 할당된 스펙트럼 비율 역시 미해결 문제이다. 관련된 엄청난 양의 자금을 고려해 볼 때, 5G 사업 모델을 개발중인 사람들에게는 주파수 경매의 폭넓은 적용도 관심사항이다. 그리고 마지막으로, LTE와 와이파이 간의 비면허 대역에서 이미 보여지고 있는 방식의 충돌은 무조건 실행가능하고 효과적인 솔루션을 요구하고 있다.

다른 잠재적인 문제는 다음과 같다:

- 백홀(Backhaul) : 통신사업자 네트워크의 나머지 부분과 인터넷 자체뿐 아니라 모든 형태의 셀 간 상호접속 용량은 병목을 회피하기 위해 가입자에게 제공되는 용량에 비례해야만 한다. 그래서, 백홀 용량의 커다란 증가는 예정되어 있으며, 밀리미터파 대역이 이 부분에서도 중요하게 활용될 것이라고 예상하고 있다.

- 공존과 발전 : 3G, 4G, 그리고 5G는 한동안 공존할 것이므로, 통신사업자 망과 최종 사용자 기기에 복잡성을 가중시킨다. 이전 스펙트럼 효율성 개선을 위해서는 이전 세대의 쇠퇴화가 필수적이기 때문에, 통신사업자들은 출시와 업그레이드를 똑같이 조심스럽게 계획하고 단계화해야 할 것이다.

- 다른 규제 정책 : 스펙트럼 규제와 더불어, 망 중립성, 통신 서비스에 대한 과세, 보편적 서비스, 그리고 전반적인 국가 브로드밴드 정책 같은 영역에 속하는 다른 규제들을 다시 논의해야 하고 어쩌면 한꺼번에 재고할 필요까지도 있다.

- 가격 정책 : 끝으로, 5G가 어떤 형태의 가격 모델을 택할지에 대해서는 현재 아무런 아이디어도 없다. 음성, 메시지, 그리고 비슷한 협대역 서비스는 정액제로 남아있을 가능성이 크고, 50Mbps 이상의 IP 서비스에 대한 가격정책은 알 수 없다. 무제한 데이터 요금제가 사라졌다가 몇 년 뒤에 재등장했듯이, BYOD 정책 하에서 선택한 서비스 요금제와 관련된 것을 포함하여, 이런 변동 가능성이나 개연성은 앞으로 조직의 계획 중 일부가 되는 요소이다.

향후 전망 : 예측과 결론
5G의 활기는 계속되고 있음에 주목하라, 적어도 명목 상으로는 몇 가지 현장 시험도 진행되고 있다. 때로는 이런 시험이 그런 이름을 달고 마케팅되기는 하지만, 필수 하드웨어와 소프트웨어는 고사하고 기본 표준도 아직 존재하지 않기 때문에, 실제로 조기 배포는 아니다. 2020/2021년 이전에 5G의 일반 가용성이 예상되지는 않으며, 주요 인구 밀집지역에서의 안정적인 가용성을 설명하기 위해 사용하는 용어인 크리티컬 매스(Critical Mass: 임계 질량)가 2025년 이전에는 일어나지 않을 것이다.

그렇다고 두려워하지는 말라. 3G 서비스가 2025년경부터 사라지기 시작할 것이지만, 4G 가용성은 최소 2030년까지는 문제 없을 것이다. 따라서 모바일 기기 공급업체들과 통신사업자들이 더 빠른 시장 확보를 위해 인센티브를 제공할 것으로 예상되지만, 기업들은 5G로의 전환을 계획하고 완료할 시간이 충분하다.



BYOD 프로젝트의 확산과 BYOD가 계속해서 조직의 모바일 기기 제공 프로비저닝을 위한 지배적 모델이 될 것이라는 점을 고려할 때, 대부분의 IT 부서는 궁극적으로 5G로의 최종 사용자 발전에 대한 일상적인 관리에 최소한의 노력만을 기울여야 한다. 여기서 대부분의 작업은 5G 서비스 요금제에 맞춰 상환 방침을 업데이트하는 것이어야 할 것이다.

그렇지만, 조직들은 자신들의 내부 운영에 대해 5G가 무엇을 의미하는지를 고려하기 시작해야 할 것이다. 802.11ac가 기가비트 장벽을 깨고 소수의 사용자를 제외한 모든 사용자들에게 유선 접속을 필요 없게 만들었듯이, 5G는 모든 장소에서, 모든 사용자들에게 이른바 최후의 ‘코드 커팅(Cord Cutting)’이 될 수도 있다.

5G는 보강제가 아니라 대체제이다. 그리고, 5G가 현 세대의 와이파이를 포함할 것으로 예상되기 때문에, 건물 내 네트워크에 대한 조직의 투자는 5G의 등장으로 거의 영향을 받지 않을 것이다. 그렇지만, 최소한 소수의 통신사업자와 통신운영업체들이 관제 서비스 비즈니스에 뛰어들어서, WLAN과 WWAN 모두에 대한 원스톱 쇼핑 그리고 더 나가서는 부가가치 서비스도 제공할 것으로 보인다. 그리고 고용량의 유선 백홀과 상호접속 회선들도 최소한 가까운 장래에는 5G의 영향을 받지 않을 것이다.

클라우드, 가상화 등을 비롯한 나머지 IT 프로젝트와 관련하여, 5G는 투명할 것이다. 그저 모바일일 뿐인 또 다른 회선이다.. 앞에 언급한 처음 주제를 다시 말하면, 5G는 점진적인 것이지 혁신적인 것 아니다.

그렇다면 6G가 있을까? 믿거나 말거나, 그런 것이 필요할 것 같지 않다. 5G 자체가 시간이 흐름에 따라 무선 연결에 대한 계속 늘어나는 요구를 계속 충족시키기 위해 매시브 MIMO 같은 첨단 혁신 기술을 투명하게 수용하면서 발전해 갈 것이다. 그러므로 지금은 어쨌든, 우리 모두, 공급업체, 통신사업자와 통신운영업체, IT 부서, 그리고 최종 사용자까지도 5G로 전환하기에 충분한 무선 경험 변곡점에 있다고 결론 지어도 무방하다.  editor@itworld.co.kr

원문보기: http://www.itworld.co.kr/news/105591?page=0,2#csidx9704dbb4185b204b9a7423e8d0083b4