[IT 키워드] 5G /6G란?

5G /6G 란?

1️⃣ 개념 

5G	5G는 5세대 모바일네트워크 ■ 기존의 4G LTE 셀룰러 네트워크를 보강하거나 완전히 교체할 목적으로 설계됨 ■ 1G ~ 4G와 달리 B2B 융합 서비스를 제공할 수 있음 ■  4G대비 속도 20배라고 하나 실상은 4배 1G ~ 4G까지는 성능상의 문제로 전화, 문자, 실시간 동영상 등 휴대전화에 국한된 B2C 서비스를 제공할 수 밖에 없었으나, 5G는 휴대전화를 넘어서 첨단 단말에 적용되어 다양한 산업에서 B2B 융합 서비스를 제공할 수 있다는 가능성을 가지고 있다.
6G	모두가 합의한 정의는 나오지 않은 상태 그러나  ‘6G 백서’를 발표하며 6G의 모습을 그려나가고 있다.(2020 7월 삼성전자) 삼성 6G 백서는 6G 최대 데이터 속도로 5G보다 50배 빠른 1Tbps이상 사용자 체감 데이터 속도는 10배 빠른 1Gbps달성해야 한다고 예측했다 대체로 업계에서는 2030년 상용화를 목표로 하고 있다. 6G에 대해 논의되는 것은 크게 세 가지로 집약된다.  1) 테라헤르츠 대역의 고주파를 활용한 1Tbps 달성과 2) 저궤도 위성통신과의 결합, 3) 공기 지연율을 낮추고 연결밀도를 극대화한 정교한 통신 등이다.

2️⃣ 장점

5G

더 빠른 속도 5G 네트워크는 4G 네트워크보다 20배 빠른 속도 짧은 지연 시간 4G 네트워크보다 전송 지연이 1/10밖에 되지 않음 더 높은 대역폭 5G는 라디오 스펙트럼 리소스를 4G에 사용되는 3GHz 이하에서 100GHz 이상으로 확장하여 더 넓은 대역폭 범위(저대역, 중대역, 고대역)에서 실행될 수 있습니다. 5G는 저대역과 극고주파 모두에서 운영이 가능하므로 용량 및 다중 Gbps 처리량(throughput)이 크게 증가하고 지연 시간이 극도로 짧아집니다. 이 대역폭은 한 번에 더 많은 디바이스를 연결하여 데이터를 수신하고 전송할 수 있음을 의미합니다. -> 인공 지능, 사물 인터넷(IoT) 및 자동화와 같은 새로운 기술의 출현과 결합된 인터넷 액세스에 대한 수요 증가로 엄청난 양의 데이터가 생성되고 있습니다. 5G의 경우 이와 같이 높은 수준의 정보 로드를 처리가능

3️⃣ 단점

5G

상용화 초기 5G가 4G(LTE)보다 전송속도는 20배 빠르고 전송 지연이 1/10밖에 되지 않을 것이라고 대중에게 소개하였으나 2020년 8월 상용화 이후 처음으로 5G 품질평가를 시행한 결과 4G(LTE) 대비 최대 전송속도는 4배에 그쳤으며, 전송 지연시간은 별반 다르지 않은 것으로 조사되었다. 그런 의미에서 아직 진정한 5G의 목표 성능을 구현하기에는 한계가 있으며 이용자들이 느끼는 4G(LTE) 대비 차별화된 서비스에도 아쉬운 점이 남아 있다.  첫 번째는 종단 간 지연의 한계다. 5G는 무선 구간에 대한 지원 시간은 1ms로 단축하였으나, 유선 구간을 포함한 네트워크 종단 간의 지연시간은 수십 ms로 줄이지 못하였다. 이로 인해 무선 구간 지연시간을 단축하더라도 효과는 미미할 수밖에 없는 것이다.   두 번째는 융합서비스 실현의 한계다. 5G는 이론상 최대 전송속도인 20Gbps로는 다수가 이용하는 초고속 융합 서비스(자율 주행, 초실감 AR/VR 등)를 보편화 시키기에는 애초부터 성능이 부족했다.     세 번째로 AI 부분 적용이다. AI 접목은 현재 초기 단계에 머물고 있다. 5G에서 AI는 코어 네트워크에서 네트워크 자원 관리에만 부분적으로 도입되어 있으며, 무선 구간에는 사용되지 않고 있다.   네 번째로 지상 중심의 커버리지의 한계다. 5G 커버리지는 지상으로부터 최대 120M 높이까지의 단말만을 지원하고 있어, 드론, 플라잉 카 등 향후 등장할 공중 비행체에는 대응할 수 없다.

4️⃣ 해결방안

5G

이통3사는 기간통신사업자로서 역할과 의무를 다 해야 하며 정부는 이를 철저하게 관리감독 해야 할 것이다. 5G 가입 여부는 가입자가 자유롭게 선택할 수 있어야 하며, 이용자 피해에 대해서도 공식적인 기준에 따라 보상이 이루어져야 한다. 5G 요금제는 지금보다 낮아지고 데이터 제공량도 더 늘어야 할 것이며, 데이터 단가도 저가와 고가 요금제 모두 동일하게 책정되어야 한다. 21대 국회에서는 과도한 이통3사의 마케팅 지출비를 투명하게 바꿀 수 있는 분리공시제와 모두가 저렴한 요금으로 통신서비스를 이용할 수 있도록 보편요금제를 통과시켜야 할 것이다. 지난 1년 반 동안 우리의 5G는 안녕하지 못했다. 이통3사에만 맡겨두지 말고 이제라도 정부와 국회가 더 적극적으로 문제 해결을 위한 노력을 해야 할 것이다. 이른바 ‘5G 중간 요금제’가 도입될 가능성은 꽤 높습니다. 이 장관이 도입 의지를 적극적으로 표명한 데다, 대통령직인수위원회도 지난 4월 28일 “5G 요금제 선택폭을 넓히겠다”고 선언한 바 있기 때문입니다. “최근 이통3사가 수익성을 높이는 방식으로 경영전략을 바꾸면서 기지국 투자에 인색해졌다. 기지국 수를 늘리는 게 어렵다면 커버리지(기지국이 단말기와 정보를 송수신할 수 있는 범위)를 확대하는 쪽으로 방향을 틀어야 하는데, 정부 차원의 개입 없이는 불가능한 일이다.”

6G

6G가 필요한 이유, 5G가 못 미더워서 전 세계 이동통신 시장 규모가 2026년에 약 1,161조에 달할 것으로 추정되는 가운데, 과기정통부는 6일, 오는 2028년부터 2030년 사이에 상용화가 예상되는 6세대 이동통신(6G) 관련 산업과 시장에서 주도적인 위치를 점하기 위한 ‘6G 이동통신 R&D 추진전략’을 발표했다. 추진전략에서 과기정통부는 5G의 태생적인 한계에 대해 짚었다. 먼저 종단 간 지연을 고려하지 않았다. 5G는 무선구간에 대한 지연시간만 1ms로 단축했다. 유선 구간을 포함한 네트워크 종단 간의 지연시간은 수십ms로, 줄이지 못했다. 따라서 무선구간 지연시간을 단축하더라도 효과는 미미할 수밖에 없다는 것이다. 그리고 융합서비스를 실현하기에 애초부터 성능이 부족했다. 5G의 이론상 최대 전송속도인 20Gbps조차 자율주행, AR/VR 등 다수가 이용하는 초고속 융합서비스를 보편화시키는 데에 한계가 있다는 것이다. 더불어 AI 접목이 초기 단계에 머물러있다. 아직 AI는 5G 코어 네트워크에서 네트워크 자원 관리에만 제한적으로 쓰이고 있다. 무선구간에는 사용되지 않고 있다. 마지막으로 커버리지가 지상 중심적이다. 5G 커버리지는 지상에서 최대 120m 높이까지의 단말만을 지원한다. 따라서 드론, 플라잉카 등 향후 등장할 공중 비행체에 대응할 수 없다. 과기정통부는 5G의 한계를 보완하기 위해서는 6G의 전송속도가 1Tbps에 달해야 하며, 100~300GHz 대역을 활용할 수 있어야 하고, 무선구간 지연시간을 0.1ms로, 유선구간 지연시간을 5ms로 줄여야 하며, 커버리지를 지상 10km까지 확장해야 한다고 설명했다. 또한, 네트워크 전 구간에 AI 기술을 적용해야 하며, 최소한의 보안 기능만 규격화한 5G와 달리, 6G는 제품 및 서비스 설계 단계부터 보안 기술을 내재화해야 한다고 밝혔다. 이를 구현하기 위해서는 △Tbps급 무선통신 △Tbps급 광통신 인프라 △THz RF 부품 △THz 주파수 활용 △초정밀 네트워크 △3차원 공간 이동통신 △저궤도 위성통신 △지능형 무선망 △지능형 모바일 코어 △보안품질 보장 기술 등이 필요하다.  6G 상용화 준비 과정에선 5G 상용화 이후 발생했던 문제점이 나타나지 않도록 철저히 향후 운영에 대해서 신경써야 할 것이다.

5️⃣ 활용 사례

5G

스마트 시티 스마트 시티는 IoT 디바이스를 통해 교통량, 사람 및 인프라 데이터를 실시간으로 수집합니다. 도시 계획 담당자는 이 데이터를 분석하여 더 나은 의사 결정을 내리고 배출량을 줄이고 공공 서비스를 개선하고 교통량을 줄이며 대기질을 개선할 수 있습니다. 5G의 부상은 세계 주요 도시를 실질적으로 연결하는 촉매제가 될 수 있습니다.  의료 서비스 5G 네트워크는 의료 서비스 기술에 대단한 가치를 더해줄 수 있습니다. 예를 들어 지연 시간이 짧기 때문에 실시간 정보를 HD 동영상을 통해 공유할 수 있습니다. 이렇게 하면 원격 수술이 흔한 일이 될 가능성이 있습니다. 웨어러블과 인제스티블 또한 일반화되어 의료 서비스 전문가에게 피드백 데이터를 제공하게 될 것으로 예측됩니다. 실시간 모니터링으로 개인화된 의료 서비스를 받는 환자가 늘어날 것이고 의사들은 질병의 징후를 조기에 발견하는 데 필요한 정보를 얻을 수 있게 될 것입니다. 글로벌 배출량 감소 5G에는 글로벌 배출량 감소를 도울 수 있는 잠재력이 있습니다. 5G의 이점 중 하나는 이전 네트워크에 비해 전송 효율성이 높고 전력 사용량이 낮다는 것입니다. 또한 배출량, 대기질, 수질 및 기타 환경 지표에 대한 실시간 모니터링도 지원합니다. 5G는 리소스를 효율적으로 사용하고 오염 물질을 감소시켜 지구에 이로울 전기차 개발, 스마트 빌딩, 스마트 그리드 프로젝트 및 원격 근무를 추진하는 데 도움이 됩니다.  자율 모빌리티 솔루션 이전에는 완전 자율 주행 차량이 실현 가능한 것으로 여겨지지 않았습니다. 차량에서 정보를 보내고 받는 시간이 너무 길었기 때문입니다. 그러나 5G의 짧은 지연 시간을 활용하면 자율 주행 차량을 보편화할 수 있습니다. 도로를 송신기와 센서에 연결하여 1/1,000초 안에 차량에 정보를 보내고 받을 수 있기 때문입니다. 이 시간 단축은 AI와 레이더 기술로 시각 정보(다른 차량, 보행자, 정지 신호)를 해석하고 그에 따라 차량을 제어하는 데 중요합니다.  스마트 팩토리 5G 모바일 네트워크는 제조업체에서 초연결 스마트 팩토리를 만들 수 있는 기회입니다. 5G는 사물 인터넷을 지원하기 때문에 공장에서 카메라 및 센서와 같은 수천 개의 스마트 디바이스에 원활하게 연결하여 실시간 데이터를 자동으로 수집할 수 있습니다. 그런 다음 이 데이터를 분석하고 처리하여 운영 효율성과 경제성을 개선할 수 있습니다. 예를 들어 스마트 센서 기술은 장비 수명 주기를 정확하게 예측하고 계획을 결정하는 데 필요한 정보를 제공하며 기계 유지 관리가 필요한 시기를 예측할 수 있습니다. 가상 현실 가상 현실과 증강 현실 기술(VR/AR)을 사용하면 휴대폰, 헤드셋, 스마트 글래스 및 기타 연결된 디바이스를 통해 실제 시야에 디지털 오버레이를 추가할 수 있습니다. VR/AR에는 산업 설비의 가이드형 유지 관리, 수리, 운영, 직장 교육, 영업 및 마케팅, 실시간 협업 등 수많은 사용 사례가 있습니다. 5G 모바일 기술의 짧은 지연 시간과 높은 대역폭을 활용하면 더 많은 비즈니스와 사용 사례에서 VR/AR을 이용할 수 있게 될 것입니다. 엣지 컴퓨팅 엣지 컴퓨팅은 데이터 스토리지와 분석 기능을 엔드포인트와 더 가까운 위치에서 제공하는 프로세스입니다. 생성 위치와 더 가까운 곳에서 데이터를 처리하고 저장하는 고성능 애플리케이션을 구축하여 극도로 짧은 지연 시간으로 지능적인 실시간 응답을 지원할 수 있습니다. 엣지 컴퓨팅 사용 사례와 데이터 요구 사항이 나날이 증가하는 상황에서 실시간에 가까운 응답성 요구 사항을 충족하려면 고속 네트워크가 필수적입니다. 이와 같이 5G 네트워크 인프라는 엣지 컴퓨팅의 증가하는 복잡성과 전문화를 지원하고 보장합니다.

6️⃣ 관련 뉴스

5G	[동향2] 비싸고 형편없는 5G, 해결책은 없나? (https://www.peoplepower21.org/welfarenow/1750365) [SCOOP 질문] “5G 요금제 고치면 뭐해? 안 터지는데…” (https://www.thescoop.co.kr/news/articleView.html?idxno=54471)