5G 시대, ‘정보기술(IT)+통신기술(CT)’ 간 융합으로 보는 산업계 10대 핵심 키워드

최태우 기자 / 기사승인 : 2020-03-18 16:08:03
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▲ 화웨이 엔지니어가 셀 네트워크 안테나의 품질을 점검하는 모습 [source=huawei]
[IT비즈뉴스 최태우 기자] 지난해 4월, 5G 통신 서비스가 우리나라에서 최초 상용화됐다. 올해에는 전 세대 통신망과의 연동 없이 서비스되는 5G 단독모드(SA)가 본격 상용화될 예정이다. 본격적인, ‘진짜 5G’ 기술이 산업계 주요 기반 인프라로 구현되면서 기술 시장에서도 중요한 변화가 있을 것으로 예상된다.

새로운 스펙트럼과 기술의 활성화, 도메인 특화 애플리케이션의 활성화, 그리고 모바일엣지컴퓨팅(MEC)의 활성화를 들 수 있으며, 다양한 산업 환경에 기반 인프라로 5G가 자리하면서 정보기술(IT)과 통신기술(CT) 간 융합도 활성화될 것으로 예상된다.

새로운 통신기술이 도래하면서, 향후 5년 혹은 10년을 견인할 기술·경제시장 키워드에 대한 관심이 높은 가운데, 화웨이가 최근 ‘미래시장을 견인할 10대 통신·에너지 트렌드’ 보고서를 발표해 눈길을 끈다.

화웨이는 지난달 13일 발표한 해당 보고서를 통해 에너지의 디지털화, 전력밀도를 높인 배터리 기술의 고도화, 인공지능(AI) 간 협업 활성화와 효율성·신뢰성 등을 포함하는 10대 키워드를 제시하고, 이들 키워드가 향후 5년 간 시장 성장을 견인할 핵심으로 꼽았다.

1. 에너지의 디지털화(Energy Digitalization)
5G가 도래함에 따라 기지국 수는 급증하고 있으며 유지관리는 더욱 복잡해지고 있다. 이에 따른 운영비 상승은 결국 통신사의 수익 감소로 이어진다.

기지국 운영에 필요한 에너지를 디지털로 관리하는 것은 비용절감에 기여할 수 있다. 디지털 센싱, 제어·처리기술을 통해 향후 2025년까지 전세계 기지국의 90%는 필요한 에너지를 디지털로 관리하고, 친환경적이며, 자동운영이 가능한 네트워크가 구축될 것으로 전망된다.

2. 친환경에너지의 확산(Increasing the Adoption of Green Energy)
다수의 텔코는 그간 기후변화에 대응하고 유엔(UN)의 지속가능개발목표(SDG)를 달성하기 위해 연료절감, 유지비 감소, 화석연료를 사용하지 않는 네트워크 적용, 탄소배출량 감소, 지속가능한 개발을 위한 전략을 도입해 왔다.

이러한 전략 도입으로 친환경 에너지에 대한 투자도 꾸준히 증가해 왔다. 최근에는 태양광, 풍력, 수소연료, 리튬배터리 등 대체에너지 기술이 부상하고 있다. 해당 기술들은 비교적 높은 초기투자 비용이 필요하지만 친환경적이면서 탄소배출량이 적고, 전력비용이 낮으며, 유지관리가 필요 없기 때문에 효용성이 점차 높아지고 있는 추세다.

3. 리튬배터리로의 전환(Replacing Lead-Acid Batteries with Lithium Batteries)
5G 구축이 확산되면서 기지국의 전력소비량이 약 2배정도 늘었고, 고밀도의 에너지저장시스템이 필요해지면서 리튬배터리의 사용이 증가할 것으로 전망된다. 리튬배터리의 수명주기는 납축전지(Lead-acid battery)의 5배이며, 리튬배터리의 부동충전(floating Charge) 수명은 납축전지의 2배 수준이다.

리튬배터리 가격은 향후 3년 내 30% 인하돼 2022년에 이르면 납축전지 가격과 거의 비슷할 것으로 전망된다. 게다가 리튬배터리의 최고부하저감(peak shaving) 기능은 메인 용량을 확장하고 재구성을 피할 수 있으며 전기요금과 네트워크 구축, 운영비용을 절감할 수 있다.

4. 파급력(Telecom Energy Will Permeate Various Industries with 5G)
5G 도입이 확산됨에 따라, 기지국 기기들은 항만, 광산, 전력, 교통, 대학, 병원, 지역사회 등 다양한 엔터프라이즈 수준의 애플리케이션에 적용될 것이다. 이러한 애플리케이션 시나리오들은 보다 유연하고 다양한 통신에너지 솔루션을 요구하기 때문에 통신에너지는 디지털화, 모듈화, 유연화될 것으로 전망된다.

5. ICT 전력공급원의 융합화(ICT Power Supply Convergence)
5G가 보편적으로 보급됨으로써 사회 전반에서 정보화와 인공지능(AI) 통합이 발생하고 있다. IT기업들도 애플리케이션 개발을 위해 통신기술 기반의 커뮤니케이션 네트워크를 이용하고 있다.

ICT 융합 거부할 수 없는 트렌드로 기존의 기지국에 대한 전원 공급·백업 방식, 장비 구축 공간에 변혁을 일으키고 있다. 통신에너지는 정보기술(IT) 및 통신기술(CT) 장치(device) 모두에서 전력공급, 백업전력 보장, 열·공간 관리, 케이블 관리 등을 지원하기 때문에 통신에너지는 유지관리 업무 측면에서도 새로운 도전을 마주할 것이다.

6. 인공지능(AI)과의 협업(AI Collaboration)
5G 기지국 증가로 이에 사용되는 전력 소비량의 증가는 전반적인 유지관리 및 에너지 비용을 높여 5G 확산을 저해하고 있다. 이런 상황은 AI 협업 기술을 통해 이를 해결할 수 있을 것으로 전망된다.

통신에너지 분야에서 AI 협업 기술을 적용하면 네트워크 슬라이스용 기지국 리소스 구성을 최적화하고 에너지 효율을 최적화하는 AI 알고리즘 모델링은 물론, 네트워크 자동화를 구현하기 위한 AI분석 등을 수행할 수 있다.

7. 풀-스택의 단순화(Full-Stack Simplified)
미래에는 네트워크 연결이 보편화 되고 더 많은 주파수가 활용될 것이다. 기지국은 더욱 촘촘하게 구축될 것이다. 5G 시대에 에너지시스템은 기지국에서 전송네트워크(Bearer Networks)와 코어네트워크(Core Networks)에 이르기까지 방대해지고 복잡해질 것으로 예상되기에, 더 단순한 배치와 총소유비용(TCO) 관리가 요구된다.

향후 기지국 하나에 단일 캐비닛과 블레이드 파워, 네트워크 자동화 등의 간편한 엔드-투-엔드 및 수명주기 에너지 네트워크 기술이 폭 넓게 적용될 것이다. 이를 통해 기지국 구축이 용이해지며 용량과 효율성이 대폭 개선되고, 에너지 유지관리는 간소화 되며 에너지 네트워크 또한 단순하게 바뀔 것으로 예상된다.

8. 멀티패턴 아키텍쳐(Multi-pattern Architecture)
현재 대부분의 전력공급기는 멀티패턴 입출력을 지원하지 않는다. 서로 다른 에너지 변환 장치를 하나의 시스템으로 결합해야 하는데, 이 시스템은 지나치게 크고 효율성이 낮으며 시스템 유지를 위해 수많은 인터페이스가 필요하다. 장비의 비용과 유지관리 비용도 높다.

멀티패턴 아키텍처는 시스템 밀도와 효율성이 높고 배치가 단순하며, 스마트한 유지관리가 가능하다는 특징을 지니고 있다. 이에 앞으로는 멀티패턴 아키텍처가 통신 에너지 산업에서 대중화될 것으로 예측된다.

9. 효율성 제고(Higher Efficiency)
현재 이동통신 전력 시스템의 효율성은 대부분 정류기 수준에서 결정된다. 주요 벤더의 정류기 효율은 90%에서 98% 사이에 형성되어 있다. 앞으로는 최대 효율이 98%에서 99%까지, 정류기 손실은 50% 미만으로 개선될 전망이다.

하지만 전체 기지국의 에너지 소비는 전력 발전 시스템, 온도 관리 시스템, 전력 공급 라인에서 발생하기 때문에 통신기업은 기지국과 네트워크 수준에서의 에너지 효율 개선에 더욱 관심을 가질 것이다. 에어컨을 대신해 효율적인 열 교환 솔루션과 자연적으로 열을 분산하는 솔루션이 주된 온도 관리 솔루션으로 자리할 것으로 예상된다.

10. 신뢰성(Trustworthiness)
AI 기술이 발전하면서 통신 에너지는 단일 기지국을 넘어 에너지 네트워크에 이르기까지 진화하고 있다. 전력 공급 및 백업 조건이 다양해지고, 배치 시나리오와 디지털 네트워크 환경이 복잡해지면서 에너지 네트워크는 높은 수준의 신뢰도가 요구되고 있다.

향후 안전성, 가용성, 보안, 개인정보보호, 복원력 등이 기술 신뢰도에 영향을 미칠 것이며, 이러한 요소들이 에너지 네트워크의 신뢰도를 결정하는 핵심 키워드가 될 것이다.

 

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