5G의 미래: 이 혁신적인 기술에서 기대할 수 있는 것

2019년 출시 이후 5G 무선 네트워크는 가용성과 사용 사례 면에서 모두 성장해 왔습니다. Apple은 2020년 5G와 호환되는 최신 iPhone을 제공하여 5G에 대한 욕구를 테스트한 최초의 제조업체 중 하나였습니다. 그때부터 홍수문이 열렸고 오늘날 스마트폰의 62%가 5G 연결 기능을 탑재하고 있습니다. Verizon, Google, AT&T와 같은 많은 인기 있는 인터넷 서비스 제공업체(ISP)가 가정과 기업 모두에서 5G 연결을 제공하면서 네트워크의 수도 계속 증가하고 있습니다.

하지만 미래는 어떻게 될까요? 5G는 인공 지능(AI), 머신 러닝(ML), 사물 인터넷(IoT)에 필적하는 파괴적인 기술로 환영받고 있습니다. 그 중 얼마나 많은 것이 사실이고 얼마나 많은 것이 과대 광고일까요? 이 질문에 답하려면 먼저 5G가 어떻게 작동하는지, 그리고 5G가 다른 기술과 무엇이 다른지 살펴봐야 합니다.

5G(5세대 모바일 기술)는 2018년 3FPP(3rd Generation Partnership Project)에서 3G, 4G, 4G LTE의 기존 표준을 대체하기 위해 개발한 셀룰러 네트워크의 새로운 표준입니다. 이 회의의 목표는 5G 네트워크와 호환되는 장치 및 애플리케이션에 대한 새로운 표준을 정의하는 것이었습니다. 이전 버전과 마찬가지로 5G는 전파를 사용하여 데이터를 전송합니다. 그러나 지연 시간, 처리량 및 대역폭의 개선으로 인해 5G 네트워크는 훨씬 더 빠른 다운로드 및 업로드 속도에 도달할 수 있어 훨씬 더 광범위한 애플리케이션을 제공할 수 있습니다.

기술 발전으로 인해 5G는 여러 산업 분야에서 혁신적인 잠재력으로 찬사를 받고 있습니다. 이는 주로 이전에 달성하지 못한 속도로 연결된 장치 간에 대량의 데이터를 빠르고 안전하게 이동할 수 있는 기능 때문입니다. 모바일 광대역이 발명되고 직장과 가정 생활의 모든 구석구석으로 점진적으로 확장된 이래 네트워크 및 네트워크에서 실행되는 모바일 장치에서 생성되는 데이터의 양은 기하급수적으로 증가했습니다. 오늘날 일부 기술(예: AI 및 ML)은 이전 세대의 무선 네트워크가 제공하는 속도로 실행하기 위해 너무 많은 데이터를 필요로 합니다. 반면에 5G는 번개처럼 빠른 속도와 고대역 주파수(24GHz–40GHz)를 통해 대량의 데이터에 빠르고 안전하게 액세스해야 하는 애플리케이션에 매우 적합합니다.

5G와 이전 버전 간의 가장 중요한 차이점은 다음과 같습니다.

• 더 작은 물리적 설치 공간: 5G 송신기는 이전 네트워크의 송신기보다 작으며, 무선 기술이 연결을 위해 의존하는 지리적 영역인 '셀'도 더 작고 전력 소모량도 적습니다.
• 오류율 개선: 데이터 전송을 위한 회로도인 5G의 MCS(Adaptive Modulation and Coding Scheme)는 3G 및 4G 네트워크에서 사용되는 스키마보다 더 강력합니다. 이렇게 하면 네트워크의 오류 빈도인 BER(Block Error Rate)이 훨씬 낮아집니다.
• 더 나은 대역폭: 저대역(1GHz 미만), 중대역(1GHz—6GHz), 고대역(24GHz—40GHz)을 포함하여 이전 무선 통신 네트워크보다 더 많은 무선 주파수를 사용함으로써 5G는 동시에 더 많은 장치를 지원할 수 있습니다.
• 낮은 지연 시간: 5G의 낮은 지연 시간(데이터가 한 위치에서 다른 위치로 이동하는 데 걸리는 시간을 측정)은 이전 네트워크보다 우수하여 파일 다운로드나 클라우드 작업과 같은 일상적인 활동을 훨씬 더 빠르게 수행할 수 있습니다.

다른 모든 무선 네트워크와 마찬가지로 5G는 '셀'에 의존하여 작동합니다. 각 셀 내에서 휴대폰, 노트북 또는 태블릿과 같은 무선 장치는 5G 안테나와 기지국 사이에서 반사되는 전파를 사용하여 인터넷에 연결됩니다. 이전 세대의 모든 무선 네트워크를 지원했던 동일한 기술이 5G에도 적용되었지만 몇 가지 개선 사항이 있습니다. 특히 5G 네트워크는 4G보다 100배 이상 빠른 초당 10기가비트 또는 20기가비트(Gbps)의 속도로 데이터를 전송합니다.

5G 기술용으로 구축된 장치의 수가 증가함에 따라 네트워크 자체에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 북미에서는 모든 유명 통신 회사가 현재 2억 개 이상의 가정과 기업에 5G를 제공하고 있으며, 향후 4년 내에 그 수가 두 배로 증가할 것으로 예상됩니다.

5G 기술이 이전 기술보다 우수한 세 가지 핵심 영역은 다음과 같습니다.

새로운 RAT 표준

셀룰러 네트워크에 대한 5G NR(New Radio) 표준은 모든 5G 모바일 네트워크에 대한 차세대 무선 액세스 기술(RAT) 사양을 정의합니다. 현재 전 세계 네트워크의 45% 가 5G와 호환되며, Ericsson의 최근 보고서에 따르면 이 수치는 10년 말까지 85%까지 증가할 것으로 예상됩니다.

네트워크 슬라이싱 기능

5G 네트워크에서 통신 사업자는 동일한 5G 인프라에서 여러 개의 독립적인 가상 네트워크(공용 네트워크 외에)를 제공할 수 있으므로 사용자는 그 어느 때보다 강력한 보안으로 원격으로 더 많은 작업을 수행할 수 있습니다.

사설 네트워크

네트워크 슬라이싱 외에도 5G를 통해 사용자는 개인화 및 보안이 강화된 사설 네트워크를 만들 수 있습니다. 직원들을 위한 더 많은 제어와 이동성을 원하는 기업은 점점 더 공용 네트워크가 아닌 사설 5G 네트워크 아키텍처로 전환하고 있습니다.

5G 네트워크와 5G 네트워크에서 실행되는 장치 및 애플리케이션에 대한 관심은 소비자와 비즈니스 리더 모두에게 당연히 높습니다. 최근 IDC 백서(ibm.com 외부 링크)에 따르면 미국에서만 2023년 말까지 약 1억 2천만 대의 5G 디바이스가 출하될 것으로 예상되며, 이는 전년 대비 9.3% 증가한 수치입니다. 보고서에서 다루는 마지막 해인 2027년까지 1억 5,500만 대가 출하될 것으로 예상되며, 이는 7.4%의 연평균 성장률(CAGR)을 나타냅니다.

전 세계적으로 동일한 수치가 나오지는 않지만 Statista 보고서에 따르면 전 세계 5G 호환 스마트폰의 보급률은 2023년 59%로 추정되며, 2027년에는 이 수치가 82% 이상에 이를 것으로 예상됩니다.

하지만 숫자를 넘어 이러한 관심의 급증은 실제로 무엇을 의미할까요? 때로는 새로운 기술을 사용하면 흥미로운 모든 것과 현실을 분리하기 어려울 수 있습니다. 5G가 영향을 미칠 것으로 예상되는 몇 가지 영역과 그로 인해 일어날 수 있는 변화에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

의료

의료 산업에서 5G는 이미 효율성을 높이고, 데이터를 통해 더 깊이 있는 인사이트를 확보하며, 환자 치료 결과를 개선하는 데 기여하고 있습니다. 짧은 지연 시간, 빠른 속도, 향상된 대역폭은 의사들이 새로운 치료법을 발견하고, 로봇 공학을 사용하여 원격으로 중요한 절차를 수행하고, 환자가 어디에 있든 현장에서 환자 정보에 액세스할 수 있도록 도와줍니다.

보다 구체적으로 5G는 계속해서 다음을 수행할 것입니다.

• 환자 건강을 원격으로 모니터링하는 데 사용되는 IoT 디바이스의 수를 늘립니다.
• 실시간 결과와 함께 신뢰할 수 있는 연결을 제공하여 직원이 환자 치료에 대해 더 빠르고 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있도록 합니다.
• X-레이 및 유방조영술과 같은 HD 사진 및 비디오를 빠르고 안전하게 전송하여 결과를 원격으로 읽을 수 있습니다.

공급망

5G 연결이 확산됨에 따라 전 세계 공급망은 번개처럼 빠른 속도와 향상된 안정성의 이점을 누릴 수 있습니다. 세계 무역이 의존하는 네트워크가 점점 더 디지털화됨에 따라 고속 데이터 전송 기능과 5G 속도에 대한 의존도가 그 어느 때보다 높아지고 있습니다. 공급망에서 디지털화와 자동화가 많아질수록 효율성을 높이고 비용을 절감하며 보안을 강화하는 데 더 많은 5G를 활용할 수 있습니다.

오늘날 5G 서비스는 이미 공항, 항구, 기차역 및 공급망 인프라에 중요한 기타 물류 허브에서 사용되고 있지만 그 잠재력은 거의 활용되지 않았습니다. 머지않아 5G 연결성이 직원과 고객 경험을 모두 향상시키는 데 더 큰 역할을 할 것으로 예상됩니다. 이미 시범 운영 중인 프로그램에는 상품의 재고가 없을 때 이를 파악하여 즉시 재주문하는 선반 센서, 계산원이 필요 없는 계산대, 경비원을 대체하기 위한 HD 카메라 및 드론과 같은 IoT 장치가 포함됩니다.

고정 무선 네트워크

케이블이나 광섬유가 아닌 전파를 통해 가정이나 회사에서 원활한 무선 경험을 제공하는 인터넷 연결인 '고정' 무선 연결의 개념은 더 많은 사람과 장소에 저렴하게 인터넷을 제공하는 데 도움이 될 수 있습니다. 고정 5G 에코시스템에서 안테나는 집이나 사업장에 부착되어 가장 가까운 5G 송신기에 연결됩니다. 5G 고정 무선 네트워크는 적은 비용으로 광섬유 또는 케이블 연결과 동일한 속도, 연결성 및 안정성을 제공할 수 있습니다.

최근 세계은행(World Bank)의 블로그에 따르면, 인터넷 연결, 특히 무선 액세스를 제공하면 매년 수백만 명이 빈곤에서 벗어나는 데 도움이 된다고 합니다. 수백만 명의 사람들에게 훨씬 저렴한 비용으로 동일한 혜택을 제공할 수 있는 5G 기술은 수년 동안 인터넷 연결 없이 살아온 지역 사회에 인터넷 연결의 이점을 제공하는 게임 체인저가 될 수 있습니다.

스마트 시티

아마도 5G 연결로 인해 도보와 자동차 교통으로 인해 오랫동안 혼잡, 대기 및 소음 공해로 이어진 붐비는 도심만큼 많은 변화가 예상되는 환경은 없을 것입니다. 5G는 이미 IoT를 통해 연결된 센서를 통해 도시의 교통 흐름과 공기 질을 개선하는 데 도움을 주고 있지만, 미래에는 이 분야에 훨씬 더 많은 혁신이 이루어질 것입니다.

스마트 시티가 5G를 더 많이 활용할 수 있는 가장 큰 영역 중 하나는 AI 기능입니다. 현재 5G 지원 AI가 더 스마트한 에너지 관리부터 911 전화 라우팅에 이르기까지 모든 것을 지원하는 프로그램을 테스트하고 있습니다. 비엔나에서는 AI 챗봇인 WienBot을 통해 사용자가 가장 가까운 식수대나 저녁 식사 장소를 찾는 것부터 여권 갱신, 여행 비자 발급과 같은 복잡한 작업까지 간단하게 문제를 해결할 수 있습니다.

엣지 컴퓨팅 및 AI

마지막으로, 데이터 소스에 더 가까운 컴퓨팅을 수행하기 위해 5G에 크게 의존하는 컴퓨팅 프레임워크인 엣지 컴퓨팅은 기업이 데이터에 대한 전례 없는 통제력을 달성하고 지금보다 훨씬 더 빠르게 인사이트를 추출할 수 있도록 지원할 준비가 되어 있습니다. 엣지 컴퓨팅이 특히 성장에 유리한 위치에 있는 영역 중 하나는 클라우드 컴퓨팅으로, AI는 분석 작업을 수행하는 데이터를 처리하기 위해 많은 양의 전력을 필요로 합니다. 여기서 5G 연결성과 신뢰성은 기업을 위한 가치 실현의 핵심입니다. 예를 들어, 채팅 또는 개인 금융 애플리케이션에서 한 지점에서 다른 지점으로 데이터를 전송하려면 추가 전력과 리소스가 필요한데, 데이터가 소스에서 분석되는 경우에는 필요하지 않습니다.

머지않아 엣지 컴퓨팅은 피트니스 및 건강 앱부터 위성 및 드론과 같은 원격 조종 차량에 이르기까지 모든 분야에서 대량의 데이터에 대한 실시간 AI 분석을 현실로 만들 수 있습니다. 그 잠재력을 감안할 때 5G 지원 엣지 컴퓨팅을 활용하는 것은 엔터프라이즈 데이터 처리의 표준으로 빠르게 자리잡고 있습니다. Gartner 백서에 따르면, 2025년까지 기업 데이터의 75%가 엣지에서 처리될 것으로 예상됩니다(현재는 10%에 불과함).

5G의 미래가 선사하는 모든 잠재적 가능성을 활용하려면 먼저 이를 위해 구축된 플랫폼이 필요합니다. IBM Cloud Satellite를 사용하면 5G 네트워크의 온프레미스, 엣지 컴퓨팅 및 퍼블릭 클라우드 환경 전반에서 앱을 일관되게 배포하고 실행할 수 있습니다. 그리고 이 모든 것은 IBM Cloud 내에서 안전하고 감사 가능한 통신을 통해 가능합니다.