지난 2월 평창동계올림픽에서 5G 네트워크 운영과 5G 시범 서비스를 성공적으로 선보인 KT가 3월 22일, 내년 3월 세계최초 5G 서비스 상용화를 공식 선언했다.

 

 

3GPP 5G 표준*이 제정되고, 올해 하반기 5G 기기 출시를 시작으로 내년 상반기 5G 스마트폰 출시가 예정되면서 5G 상용화를 향한 통신사간 경쟁이 한층 가열되고 있다. 또한 사용자들도 평창올림픽에서 선보인 타임 슬라이스 (Time Slice), 싱크뷰 (Sync View)와 같은 5G 실감형 서비스를 통해 기존과는 다른 생생한 경기를 체험하면서, 5G가 현실로 다가왔음을 느끼는 중이다.

 

* 3GPP 5G 1차 표준 (Phase 1)인 Release 15 규격은 5G가 LTE와 연동하여 동작하는 NSA (Non-standalone) 규격이 작년 12월에 승인되었고, 5G가 단독으로 동작하는 SA (Standalone) 규격이 올해 6월 완료될 예정이다.

 

KT가 말하는 세계 최초 5G는 핸드오버를 통한 이동성이 보장되는 모바일 5G 방식으로, 이는 올해 하반기 상용화 예정인 버라이즌과 AT&T의 5G 방식과 구별하려는 의도이다.

버라이즌은 유선 광대역에 기반한 인터넷/IPTV 서비스를 5G 무선으로 대체하기 위한 5G FWA (Fixed Wireless Access, FWA)를 시범 서비스 중으로 올 하반기 이를 상용화할 계획이다. AT&T는 퍽 (puck) 모양의 portable hotspot을 이용하여 5G 네트워크를 연내 상용화할 계획이다. 비록 AT&T는 'puck' 기기로 접속하는 5G를 mobile 5G라 부르지만, KT는 이들을 이동성이 지원되지 않는 Pre-5G로 정의하고, 끊김 없는 이동성을 제공하는 mobile 5G는 KT가 세계최초로 상용화한다는 방침이다.  

 

 

한국은 과기부가 5G 상용화 시점을 2019년 3월로 정한 가운데, KT를 비롯 이동통신 3사 모두 2019년 3월을 목표로 하고 있다. KT는 평창 올림픽 5G 시범 서비스를 준비하고 제공하며 축적한 기술과 역량을 기반으로 충분한 이동성을 제공하는 "완전한 5G 상용화"를 목표로 하고 있다. 22일 KT 발표를 기반으로 KT의 5G 상용화 전략을 살펴본다. 

 

■ 5G 서비스 사업화 분야

 

KT가 평창올림픽에서 선보인 5G 서비스는 대용량 데이터 전송에 기반한 실감형 미디어 분야에 집중되었지만, 5G는 대용량 전송 (또는 초고속) 외에 초저지연 및 초연결성을 제공하며 다양한 서비스 분야를 지원한다. KT가 5G 기반으로 사업화를 진행 중인 5G 서비스로는, 대표적으로 실감형 미디어, 스마트 공장, 커넥티드카, 드론, 안전 분야를 들 수 있다.

 

 

• 실감형 미디어 (Immersive media) - KT는 올해 3월 VR 테마파크 'KT VRIGHT'를 오픈하여 사업화를 본격 추진하고 있다. 'KT VRIGHT'에서는 '드래곤플라이'사와 협력해 1인칭 슈팅게임 '스페셜포스 VR'을 VR 게임으로 제공하고 다양한 VR 콘텐츠를 선보이고 있다. 2020년까지 실감형 미디어 분야에서 매출 1천억 원을 달성하고 국내 실감형 미디어 1조 시장 창출을 목표로 한다.   
• 스마트 공장 (Smart factory) - 공장, 제조 설비와 5G 네트워크를 결합하여 생산성 향상과 작업 안정성을 확보한다. 올해 pilot 사업을 추진하고 2019년에 본격 확대를 추진한다.
• 커넥티드카 (Connected car) - 5G 시스템을 활용하여 판교제로시티와 대구 테크노폴리스에서 자율주행 실증사업을 수행 중이다. 
• 드론 (Drone) - 5G 드론을 성화봉송에 활용하였으며 2017년 해상통합 감시 장치 '스카이쉽 (Skyship)을 개발했다. 360도 VR 카메라 영상 중계에 활용할 수 있다.

 

■ 5G 플랫폼

 

위의 5G 서비스 사업들을 보면 5G 네트워크는 전통적인 통신서비스 외에 다양한 산업 분야와 결합함을 볼 수 있다. KT는 5G 네트워크를 단순히 전달망이 아니라 다양한 특성의 서비스를 신속히 효율적으로 구현할 수 있는 통합 플랫폼으로 진화시킬 계획이다. 이를 위해 가상화 기술을 5G에 적용하여 작년 12월 네트워크 가상화 통합 제어 시스템인 E2E 인프라 오케스트레이터 (E2E Infra Orchestrator) 개발을 완료했다. 5G 플랫폼은 이 E2E 오케스트레이터를 기반으로 한다.

 

 

기존 네트워크는 특정 벤더 하드웨어 장비로 구축되고, 여러 서비스 트래픽이 섞여서 하나의 네트워크를 이용하였다. 특정 서비스의 수요 증가에 맞춰 네트워크 변경과 자원 증대가 요구되어, 비용 및 운용복잡성이 증가한다. SDN, NFV, 클라우드와 같은 가상화 기술이 적용되면 통신 인프라는 IT화 되고, 5G 네트워크 장비는 범용서버 상에 소프트웨어로 구축 가능해진다.

 

E2E 오케스트레이터는 네트워크 슬라이싱 기술을 이용하여 하나의 물리적 네트워크 위에서 다른 특성을 갖는 서비스 (예, 실감형 미디어, 자율자동차, IoT) 별로 최적화된 가상 네트워크를 구성할 수 있다. 단말이 사용하는 서비스 어플리케이션 특성에 따라, 단말, 기지국, 전송망, 코어망을 포함해 E2E로 논리적으로 분리되는 전용 네트워크가 제공된다. 새로운 서비스를 도입할 때 해당 서비스향 네트워크를 신속히 구축할 수 있고, 특정 서비스의 수요 변동에 맞춰 네트워크 구성을 쉽게 바꿀 수 있다. 다른 산업분야나 기업에게도 원하는 서비스에 맞춰 네트워크를 구성∙제공해 줄 수 있다.

 

KT는 5G 상용망에도 E2E 오케스트레이터를 적용하여 실감형 미디어, 스마트 공장, 커넥티드카, 드론 등의 5G 서비스를 5G 플랫폼 상에서 유연하게 구현한다는 방침이다.

 

■ 5G 네트워크 솔루션

 

서비스 커버리지와 네트워크 성능은 시장확대를 위한 필수요소이다. KT는 5G 상용화를 위해 ‘5대 5G 네트워크 솔루션’을 개발 중이다. 서비스 커버리지 확대와 5G 네트워크 성능 극대화를 위한 기술이다. 솔루션 개발은 80%까지 완료했으며, 올해 3분기 안에 완성할 계획이다.

 

 

• 5G 슬롯 일체형 구조 (Self-contained TDD subframes) - 하나의  서브프레임 안에 DL과 UL채널을 모두 포함함에 따라 DL 데이터 수신 후 UL Ack를 같은  서브프레임에서 전송할 수 있어 지연을 최소화 한다.
• 5G-LTE 연동 구조 - 초기 5G 네트워크에서 불연속한 커버리지로 인해 음영지역이 발생하는 경우 자동으로 LTE 망으로 전환하여 끊김 없는 서비스를 제공한다.  
• 지능형 다중빔 트래킹 솔루션 - 사용자 단말이 주 기지국 외에 보조 기지국(들)과도 연결되어 주 기지국과 접속이 끊기면 보조 기지국으로 끊김 없이 5G 서비스를 이용할 수 있다. 

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• 인빌딩 솔루션 - 5G 고주파 대역 주파수는 투과 손실이 매우 크므로, 사무실, 댁내, 지하 주차장 등 빌딩 안에서 5G 중계기를 이용하여 5G 품질을 확보한다. 
• AI 기반 네트워크 최적화 솔루션 (Self-organization network) - 원격, 자동화 기능을 적용한 5G 네크워크 최적화 기술로, 예를 들어 엔지니어가 현장에 출동하지 않아도 원격으로 안테나 최적화를 수행할 수 있다.   

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■ 5G 생태계 조성 - 5G 오픈랩 (Open Lab)

 

5G 생태계 조기 활성화를 위해 올해 2분기에 ‘5G 오픈랩 (Open Lab)’을 선보인다. 오픈랩을 AR∙VR 등 실감형 미디어, 모바일 단말, 커넥티드카, 스마트시티, 보안, 드론, 5G 장비 등 다양한 중소∙벤처기업으로 구성된 ‘5G 에코 연합 (5G ECO Alliance)’에 개방하고, 평창 5G 시범서비스 네트워크 인프라를 공유한다. 이를 통해 5G 서비스∙단말 개발을 촉진하고 이종 산업간 기술협력을 통해 생태계 구축을 촉진할 계획이다.

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■ 2019년 3월 상용화

 

올해 6월에는 1차 5G 주파수 경매가 진행되어 3.5 GHz 대역에서 300 MHz 폭과 28 GHz 대역에서 1 GHz 폭의 5G 주파수가 할당되고, 하반기부터 이동통신사들은 5G 네트워크 구축에 들어간다. 6월 5G 주파수 경매에서 5G 주파수를 어떻게 할당받느냐는 5G Capex에 영향을 준다.

 

KT는 5G 기지국은 LTE 대비 3배 정도 많이 구축되고, 5G capex는 LTE 대비 3~5배 이하가 될 것으로 예상했으며, 상용화 초기 5G 서비스 커버리지는 주요 도시 수준으로 전망했다.

 

5G 상용화 관심사항 중 하나는 5G 상용 스마트폰 출시 시점이다. 5G 모뎀으로 퀄컴이 스냅드래곤 X50을 화웨이가 발롱 5G01을 개발하였지만, 5G 스마트폰은 내년 Q2에 가능할 것으로 전망된다. 매년 MWC에서 차기 전략폰이 공개됨을 볼 때 5G 폰은 내년 MWC에서 공개되고 Q2에 출시될 것으로 전망된다.

 

때문에 버라이즌이나 AT&T와 비교해서 이동성을 지원하는 모바일 5G 상용화를 강조하는 KT가 어떤 단말과 어떤 서비스로 2019년 3월 5G 상용화를 시작할 지가 관심을 끈다. KT 오성목 사장은 2019년 3월 5G 상용화시 첫 번째 상용 서비스는 B2B 서비스로 출시하고, B2C 서비스는 2Q에 시작한다고 밝혔다. 이는 가용한 5G 단말 때문으로, 3월 상용화에는 이동성을 지원하는 모듈 또는 M2M 형태의 B2B 서비스용 단말이 활용되고, 일반 사용자를 대상으로 하는 B2C 서비스는 5G 스마트폰을 비롯해 상용단말이 본격적으로 출시되기 시작하는 2Q에 시작될 예정이다.

 

■ Q&A

 

Q) 5G 설비투자 (Capex) 규모는?          

5G 주파수 할당 결과가 변수다. 기지국 수를 줄이기 위해 핸드오버, 인빌딩 기술 등이 활용된다. 5G 설비투자는 LTE 대비 3 - 5배 이하일 것으로 예상한다.

 

Q) 5G 주파수 확보 전략은?

아직 정부의 주파수 할당 정책이 발표되지 않아 논할 상황은 아니다. LTE 주파수는 파편화되어 있어 광대역 서비스 제공이 어렵고 간섭 문제가 있었다. 5G 주파수는 100 MHz, 1 GHz 처럼 블록 단위로 할당되면 좋겠다. 

KT가 많은 어려움을 극복하고 mmWave 이동통신을 성공해냈는데 신기술 개발 투자를 고려하여 인센티브를 주어야 기술이 더 발전할 수 있을 것이다.

 

Q) 5G 보안 관련 현황 및 계획은?

블록체인 기술을 접목해 준비를 하고 있다. 양자암호통신은 2017년 KIST와 공동연구센터를 설립하여 연구하고 있다. 한달 전에 세계최초로 1:n 방식 양자 암호키 전송방식을 시연했고, 올해는 상용화 기술을 개발하고 있다. 상용화시 매우 경제적인 양자암호 통신 기술이 될 것이다. 5G에 어떻게 적용할지 연구 중이다.   

 

Q) 5G에서 필수설비 공유에 대해 KT가 생각하는 적정대가는?

필수설비 공유는 5G 활성화를 위한 정부방침으로, 최대한 협조하여 5G 조기 상용화에 문제가 없도록 할 계획이다. KT 인프라를 어떻게 제공할 것인가는 논의 중으로 아직 구체적으로 산출한 건 없다. 아직 정부와 협의 중으로 구체적인 사항은 후에 공개하겠다

 

Q) FWA는 안 한다는 것인가?

5G 상용화에 FWA 역시 포함된다. FWA는 필요시, 예를 들어 도서지역에 활용한다. 그러나 KT는 5G 상용화 의미를 백홀 기능인 FWA 형태가 아니라 이동성을 지원하는 스마트폰 형태의 이동 단말로 하겠다는 것이다.

 

Q) 인공지능은 5G와 어떻게 발전하나?

5G 네트워크에서는 기지국 수가 많이 늘어나므로 최적화를 위해 인공지능을 도입한다. 작년에 강릉에서 인공지능 기반 5G 관제를 선보이고, 기가지니를 통해서 음성으로 관제를 수행했다. 계속 발전시켜 5G 네트워크는 인공지능에 의해 자동으로 관제되고 운용되도록 하겠다.  

 

Q5) 내년 3월 5G 상용화시 5G 커버리지는?

5G는 주요 도시급에 구축하고 나머지는 LTE로 커버한다.

 

 

LTE 시장의 성숙으로 근래 국내 이통통신사들은 무선사업 성장 정체와 무선 APRU 하락세를 겪고 있다. 막대한 초기투자비에도 불구하고 이동통신사들이 5G 상용화에 매진하는 이유는 대용량∙초고속 통신으로 인한 ARPU 증가 외에 5G 플랫폼을 강화하여 새로운 사업을 주도해 갈 수 있기 때문이다.

 

초고속, 초저지연, 초연결성을 갖는 5G 네트워크는 다양한 서비스와 기기를 지원하며, 가상화된 네트워크는 쉽고 빠르게 새로운 서비스, 다양한 서비스를 제공할 수 있다. 현재 모든 서비스가 스마트폰을 중심으로 제공되고 있듯, 5G 시대엔 모든 서비스가 5G 플랫폼을 중심으로 5G 네트워크에 연결된 모든 기기 (스마트폰, 센서, 자동차, 로봇, 드론, 가전 등)를 통해 제공될 것이다.

 

KT는 평창 올림픽에서 5G 시범 서비스를 선보이며 많은 5G 자산을 축적했다. 5G 시스템 개발, 네트워크 운용, 서비스 개발, 국제표준 반영 및 시범 서비스 제공을 통해 쌓은 5G 기술과 노하우는 5G 상용화에 큰 자산이 될 것이다. '완벽한 5G 상용화'를 선언한 KT가 세계최초 모바일 5G 상용화를 넘어 플랫폼 비지니스 강화역량을 보여주기를 기대한다.