5G private networks enable business everywhere

언제 어디서나 비즈니스를 가능하게 하는 5G 사설 네트워크

인더스트리4.0 분야의 많은 기업들이 빠른 속도로 5G 네트워크를 도입하고 있다. 5G 사설 네트워크는 제조업 외에도 모든 비즈니스 분야에서 혁신을 가속할 것이다.

산업계는 지금 전산화된 생산라인을 사용하는 제조 방식에서 실시간 데이터를 활용하여 더 효율적인 제조를 가능하게 하는 자동화된 스마트공장으로 빠르게 변화하고 있다. 많은 이들이 ‘4차 산업혁명’ 또는 ‘인더스트리 4.0(Industry 4.0)’이라고 여기는 이러한 변화는 ‘초고신뢰 저지연 통신(URLLC: ultra-reliable low-latency communication)’을 가능하게 하기 위한 다양한 기술을 필요로 한다. 스마트 장비부터 머신러닝(machine learning) 시스템과 언제 어디에서든 사용 가능한 편재형 통신(pervasive communication)까지 모든 것에는 극도로 빠른 속도(ultra-high speed)와 신뢰성이 요구되기 때문에 이러한 요구를 충족하려면 다양한 상황에서 연결할 수 있으면서도 지역 규정을 준수하는 기술들이 필요하다. 이러한 어려움을 처리하기 위한 해결책으로 기술과 원격통신 제공업자들은 ‘5G 사설 네트워크(5G private network)’를 제시했다.

키사이트 테크놀로지스(Keysight Technologies)의 사설 네트워크 관리총괄 자거디시 단툴루리(Jagadeesh Dantuluri)는 제조업이 주로 순환형 제조(closed-loop manufacturing), 적응형 제조(adaptive manufacturing), 유지보수를 위한 예측분석, 확장현실(XR: extended reality) 기반의 근로자 교육 및 안전 등과 같은 인공지능(AI) 중심의 사용 사례를 가능하게 하기 위해 점점 더 빠른 속도로 5G 기술을 탐색하고 있다고 설명한다. 그는 “제조업의 이러한 움직임은 동일한 작업을 반복적으로 수행하는 고정적인 생산라인이 아니라 필요에 따라 변경할 수 있는 생산라인을 추구하기 위한 것이다. 사설 네트워크는 근본적으로 제조업에서 새로운 비즈니스모델을 가능하게 한다”고 말했다.

그러나 5G 사설 네트워크의 이점은 제조업에만 국한되지 않으며 다른 산업 분야까지도 확장될 수 있다. 5G 사설 네트워크 기술은 이전의 통신기술들보다 더 신뢰할 수 있는 연결성, 더 빠른 데이터 전송 속도와 줄어든 지연시간(latency), 더 큰 확장성, 보안과 네트워크 통제권을 제공하기 때문에 앞으로 다양한 산업 및 기업 부문에서 혁신을 주도할 것이다.

5G 사설 네트워크의 이점

사설 셀룰러 네트워크(private cellular network)는 3세대 파트너십 프로젝트(3GPP: 3rd Generation Partnership Project)가 지정한 표준(예를 들어 LTE 또는 5G)을 기반으로 구축되지만, 기업이 자체적으로 관리하며 구내에서 전용 네트워크로 이용할 수 있다. 이러한 이점은 공용 네트워크(public network)가 존재하지 않거나 실내에서 공용 네트워크를 제대로 이용할 수 없는 원격 시설에서 특히 중요하다. 또한 사설 네트워크는 이용 가능한 용량을 독점적으로 사용하므로 공용 네트워크에서처럼 다른 이용자들과 다툴 일이 없다. 그리고 사설 네트워크 운영자는 사용자를 인증하고 트래픽 우선순위를 지정하고 무엇보다도 민감한 데이터가 허가 없이 구내를 벗어날 수 없게 하는 자체적인 보안 정책을 사용할 수 있다.

단툴루리는 맞춤형 서비스, 내부적인 제어, URLLC 기능과 결합된 5G 사설 네트워크가 기업의 전용 네트워크로서 다양한 사용 사례에 활용할 수 있는, 더 신뢰할만한 산업용 무선통신을 제공한다고 밝혔다. 그는 “이를 적용한 사례에는 무선, 실시간, 폐루프 제어 및 프로세스 자동화, 그리고 AI 기반 생산과 현장 및 원격 근로자를 위한 증강현실/가상현실 기반 설계가 포함된다. 이뿐만 아니라 사설 네트워크를 활용하면 저비용 연결이 가능하므로 센서들을 다양한 상황에서 쉽게 사용할 수 있어서 이를 바탕으로 기업들이 혁신적인 적용 사례를 만들거나 실시간 데이터를 수집할 수 있다”고 설명했다.

산업 분야는 대규모 디지털 전환을 향해 가고 있으며 정보기술(IT: information technology) 시스템을 운영기술(OT: operational technology) 시스템과 통합하면 이 과정이 더 가속화될 것이다. 또한 디지털 기술들도 자동화된 제조 같은 다양한 새로운 사용 사례를 가능하게 할 것이다.

단툴루리는 5G 사설 네트워크가 추적 데이터를 워크플로(workflow)에 동기화하고 통합하는 기능을 가능하게 하여 생산라인을 실시간으로 설정할 수 있다고 말한다. 그는 “공장의 생산라인과 로봇팔, 자율이동로봇(AMR: autonomous mobile robot), 자율유도차량(AGV: autonomous guided vehicle), 센서 같은 인프라가 무선으로 연결되어 있으므로 필요에 따라 생산요소를 설정하거나 움직이는 것이 훨씬 수월하다. 이러한 사용 사례는 신뢰도가 매우 높고 지연시간이 짧은 무선 연결과 서비스 이용 범위를 필요로 하며, 잠재적으로는 업링크(uplink)와 다운링크(downlink) 모두에서 빠른 데이터 전송 속도도 필요로 할 것이다. 그리고 미래에는 시간민감형네트워크(TSN: Time Sensitive Network)를 지원할 것이다. 이러한 사용 사례는 5G 사설 네트워크 안에서만 제대로 적용될 수 있다”고 말했다.

5G 사설 네트워크를 이용하면 다양한 분야에서 자유롭게 증강현실(AR)과 가상현실(VR)을 적용할 수 있다. 예를 들어 엔지니어들이 중첩된 청사진을 보거나 군인들이 헤드업 디스플레이(head-up display)를 사용하거나 기업들이 현장에서 가상회의를 하거나 원격 작업을 하는 일도 가능하다. 단툴루리는 “기계를 수리해야 하는데 기술자나 공장 근로자가 AR 고글을 가지고 있다면 그들은 실제 장비에 기술 정보를 겹쳐 보면서 문제점을 파악할 수 있을 것이다. 그리고 데이터센터는 단계별로 수리 지침을 전송할 수 있을 것”이라고 말했다.

기업들이 어디서든 사용할 수 있는 저지연, 고대역폭 보안 연결의 이점을 깨닫게 되면서 5G 사설 네트워크 사용도 확대될 것이다. 분석가들은 2024년 말까지 5G 사설 네트워크에 대한 투자가 수백억 달러까지 늘어날 것으로 예상한다. 투자회사 JP모건(JP Morgan)의 연구부서에서 별도로 분석한 결과에서는 5G에 대한 글로벌 사업 기회가 2030년까지 7,000억 달러를 넘어설 것으로 전망한다.

더욱 고도화된 보안체계

5G 사설 네트워크는 이전의 4G 독립형 네트워크 보안을 개선하여 현존하는 일부 보안 위협에 더 잘 대처할 수 있다. 다른 대부분의 신기술과 마찬가지로 5G 사설 네트워크도 해결해야 할 보안 문제를 가지고 있을 가능성이 있겠지만, 보안은 5G 표준을 개발하고 시행할 때 주요 고려사항이 되었다. 또한 사설 네트워크는 소유자에게 완전한 통제권을 제공하기 때문에 기업들은 더 강력한 암호화 체계와 제로트러스트아키텍처(zero trust architecture) 같은 신기술로 그런 보안 기능을 더 강화할 수 있다. 이는 공용 네트워크에서는 불가능한 이점이다.

단툴루리는 보안 개선에 초점을 맞추면 특히 항만과 공항처럼 보안 수준이 높은 곳에서 5G 사설 네트워크를 혁신적으로 활용할 수 있을 것이라고 말한다. 그는 “사설 네트워크는 항만에서 필요로 하는 이동의 유연성을 제공한다. 공항에서는 비행기가 착륙하고 게이트에 도킹하기도 전에 엔진 데이터 다운로드를 시작할 수 있다. 이는 시간을 상당히 절약하는 데 도움을 줄 수 있으며 항공사들이 시간표를 맞추는 데도 도움을 준다”고 설명했다.

무선 네트워크의 유연성

대부분의 제조 로봇은 유선 네트워크에 연결되어 있지만, 연결성이 개선되고 보안 수준이 높아지면 연결된 장치들도 더 쉽게 이동할 수 있으며 필수적인 시스템과 데이터에도 계속 연결되어 있을 수 있다. 게다가 5G 네트워크는 장치들이 기지국 사이를 이동할 때도 연결을 유지할 수 있게 설계됐다. 반면 많은 와이파이(Wi-Fi) 네트워크들은 장치가 이동하면 재연결을 요구한다.

단툴루리는 이러한 이점이 무선 네트워크로 넓은 지역을 커버해야 할 때 특히 효과적이라고 말한다. 그는 “광산, 공항, 항만 같은 시설들은 수 제곱킬로미터에 달하는 상당히 넓은 지역에 걸쳐 있고 이 넓은 지역에서 무선 네트워크를 사용할 수 있어야 한다. 다른 무선 기술은 범위가 한정적이므로 이러한 사용 사례에는 적합하지 않다”고 말했다.

게다가 5G 사설 네트워크에는 원격 적용에 대한 이점도 있다. 예를 들어 오늘날 대부분의 해상 석유 굴착장치는 별도의 위성 통신과 근거리 통신 네트워크에 의존한다. 5G 사설 네트워크 연결은 더 안전하고 상호 운용이 가능할 뿐만 아니라 근거리 네트워크, 셀룰러 네트워크 및 위성 네트워크를 결합하여 하이브리드 통신 비용을 줄여준다.

연결성의 혁명

산업계는 지난 20년 동안 제조를 자동화하는 증기동력 기계에서 생산을 단순화하는 생산라인, 더 정밀한 제품을 만드는 전산화된 시스템으로 빠르게 발전해왔다. 머신러닝과 빠르고 신뢰할 수 있는 연결은 인더스트리4.0을 가능하게 할 것이다.

모든 산업은 운영 개선에 도움을 주기 위해 인더스트리4.0의 발전 사항들을 적용할 것이다. 그 과정에서 5G 사설 네트워크가 필수적이다. 단툴루리는 “오늘날 자동화는 매우 중요하지만 모두 유선으로 이루어지기 때문에 산업, 로봇공학, 센서 같은 시스템을 사용자가 원하는 대로 빠르게 설정하기 어렵다. 5G 사설 네트워크 도입이 늘어나면 모든 시스템은 지연시간이 적은 무선으로 연결되고 자동화될 것이며 이는 적응형 비즈니스 모델을 가능하게 할 것이다”라고 전망했다.

이 기사는 MIT 테크놀로지 리뷰의 커스텀 콘텐츠 부문인 인사이츠가 제작했습니다.

미리보기 3회1회

MIT Technology Review 구독을 시작하시면 모든 기사를 제한 없이 이용할 수 있습니다.