[디지털투데이 백연식 기자] 다음 달 5일, 갤럭시S10 5G 모델이 출시되며 세계 최초 5G 스마트폰 상용화가 시작된다.  5G가 본격적으로 상용화되면 5G 세상은 어떻게 바뀔까. 사물 인터넷(Internet of Things), 인공지능(Artificial Intelligence; 이하 AI), 4차산업혁명 등과 5G는 어떻게 다를까. 예를 들어 포르쉐라는 성능 좋은 스포츠카도 모래 밖에 없는 사하라 사막에서는 아무것도 할 수 없다. 스포츠카가 잘 달릴 수 있으려면 고속도로가 있고, 달리는 중간에 필요시 연료를 채울 수 있는 주유소까지 완비될 때 포르쉐가 스포츠카로써 제 역할을 한다.

이 경우 고속도로가 5G라 볼 수 있다. 5G는 가장 간단하게 표현하면 기존 모바일 통신 망에 IoT 전용망을 포함한 이동통신 기술 방식을 말한다. 5G로 인해 IoT가 실질적으로 가능해지고, 또 IoT가 생성해 내는 데이터로 인해 AI가 제대로 실행된다. 5G의 정의와 특징, 그 진행 현황, 또 의미를 먼저 살펴보고 이로 인한 사람들의 삶 또는 산업의 변화들에 대해서 짚어봤다. 또 2019년은 5G 원년으로 시장에서 출발하는 시기라는 점에서 의미가 있다.

5세대 이동통신, 5G란 무엇인가

5G는 데이터 송·수신 용량과 속도 관점에서 유·무선 차이가 없을 정도의 빨라진 이동통신 환경, 기기 사용에 있어 저전력성 및 많은 기기들이 접속하는 환경에서도 서비스의 안정성을 보장하는 IoT 통신 환경을 동시에 구현할 수 있는 이동통신 기술 방식을 말한다.

한국정보화진흥원(NIA)의 ‘5G가 만들 새로운 세상 보고서’에 따르면 5G의 특징은, 이론상 최대 20Gpbs 및 일상적으로 100Mbps 속도가 가능한 ‘고속(High Speed)’과 기존보다 1만배 이상 더 많은 트래픽을 수용하는 ‘대용량(High Capacity), 1평방 킬로미터 당 1백만개의 기기가 가능한 ‘고밀집(High Density)’, 배터리 하나로 10년간 구동 가능한 ‘고에너지 효율 (High Energy Efficiency)’, 1ms(미리 세컨드) 이하의 ‘낮은 지연시간(Low Latency)’, 이동간 제로 중단을 실현하는 ‘고 안정성(High Reliability)’ 등 6개의 단어로 정의할 수 있다.

이로 인해 5G에서는 첫 번째로 유·무선 차이가 없는 대용량·고속 데이터 이용환경이 가능하다. 즉 멀티미디어 기기에서는 4K·8K 및 AR/VR 등 실감형 콘텐츠들이 구현되며, 고해상도 대화면 TV도 굳이 셋톱박스 때문에 특정 장소에 고정될 필요가 없다. 두 번째로 고밀집 기기 접속 환경이 구현돼 진짜 IoT 이용 환경이 가능하다. IoT도 그 서비스 특징에 따라 2가지로 나눌 수 있다. 

먼저, 저렴하게 많은 기기들을 접속해 다양한 정보를 취합 및 기기를 제어할 수 있게 해주는 매시브 IoT(Massive IoT)와 의료 및 자율주행차에서 사용될 수 있는 극안정형 IoT(Mission Critical IoT)가 있다. 과거 IoT 전용망들은 저렴하게 많은 기기를 접속할 수 있는 환경 구축에 집중한 반면, 5G는 극안정형 IoT도 가능하게 하는 등 5G는 기존 IoT 전용망이 포함하지 못한 새로운 IoT 영역까지 서비스를 가능하게 한다.

세 번째로 5G 환경 속에서는 네트워크 슬라이싱 기술로 인해 모바일 브로드밴드, IoT를 동시에 하나의 기술과 망으로 구현 가능하다. 네트워크 슬라이싱이란 예를 들어, 자율주행차용 네트워크와 의료용 네트워크, 스마트폰용 네트워크 등을 나눠 별도로 속도를 제공하는 것을 말한다. 이렇게 되면 과거에 LTE가 포함할 수 없지만 그 니즈는 있어왔던 IoT 전용망이 5G 시대에는 존재할 필요가 없어지게 된다. 또 스마트폰 등 모바일 브로드밴드 망을 이용한 서비스, IPTV 등과 같이 댁 내 유선 브로드밴드 망을 이용한 서비스, IoT 서비스 등이 하나로 관리되는 서비스가 가능하다. 

기술 진화 관점에서 5G의 변화 과정

5G의 정확한 명칭은 IMT 2020으로, 현재 우리가 일상 생활에서 사용하고 있는 LTE 대비 성능이 10배 이상 향상되는 혁신적인 발전이 있을 것이다. 물론 LTE도 충분히 빠르기 때문에 LTE만 이용하더라도 불편이 없는 사람들이 많을 수 있다. 다시 말해, 5G에 대해 기대가 없을 수도 있다. 하지만 다가올 5G 시대는 10배 이상의 발전이 있기에 지금보다 확연히 다른 세상이 올 할 것으로 예상된다.

이동 통신 기술 진화의 세대별 변화를 보면 1G와 3G 등 홀수 세대와 2G와 4G와 같은 짝수 세대는 서로 다른 역할을 해왔다. 홀수 세대(Generation)는 새로운 혁신을 나타내는 역할을 해 왔었고, 짝수 세대는 홀수 세대에 나왔던 새로운 혁신을 자리 잡게 하고 확산시키는 역할을 맡았다.

예를 들어, 1G는 이동통신 또는 휴대폰이라는 기존 유선 전화를 와해시키는 혁신을 만들었고, 2G는 디지털 기반으로 이동통신과 휴대폰이 확대되는 기반 역할을 해 왔다. 3G는 멀티미디어 확산이라는 기치를 갖고 출발했으나, 기존 피처폰 산업 생태계를 붕괴시키는 스마트폰의 등장을 가능하게 했다. 4G는 스마트폰의 기능과 성능의 병목(Bottleneck)이었던 속도를 개선시켜 스마트폰이 확산의 기폭제가 돼줬다. 그리고 5G는 IoT, AI를 가능하게 해 기존의 스마트폰 중심의 통신 시장을 와해시킬 것으로 보인다.

5G가 가진 기술적 특징은 5G의 서비스 환경 측면에서 살펴보면, ‘고속’과 ‘대용량’은 eMBB(enhanced Mobile BroadBand)로, ‘고밀집’과 ‘고에너지 효율’은 mMTC(massive Machine Type Communication)으로, ‘낮은 지연시간’과 ‘고 안정성’은 uRLLC(ultra Reliable and Low Latency Communication)로 구분이 가능하다. eMBB는 4K, 8K, 홀로그램, AR(증강현실)/VR(가상현실) 등을 구현하는데 활용될 것이며, 관련 기술로는 대용량 데이터 송·수신, 비디오 캐싱 및 압축 기술 등이 있다. mMTC는 검침, 농업, 빌딩, 물류 등에 적용되는 센서 네트워크가 구현의 예가 될 것이고 uRLLC는 자율주행차, 공장 자동화, 원격 의료 등이 그 활용의 예가 될 전망이다.

5G로 인해 폭증하는 데이터, 산업 전반에 변화 생긴다

이러한 5G 기술로 인해 데이터가 폭발적으로 생성 또는 유통될 것이며, 다양한 전용망과 산업 전반이 통합되는 계기를 마련해 줄 것으로 예상된다. LTE 스마트폰 시대에도 데이터 생성·유통량이 많이 증가했지만, 5G로 인해 eMBB 뿐만 아니라 매시브 IoT와 극안정형 IoT 등 IoT 사용 환경이 구축될 것이기에 향후 지금보다 10~100배 더 많은 기기들이 접속하게 되고 데이터는 1000배 이상 더 늘어나게 된다. 단기적으로는 스마트홈, 스마트 빌딩 등의 확대로 근거리 IoT부터 확대될 것이다. 또 스마트 도시, 스마트 국가 등과 함께 장거리 IoT도 확대될 것으로 전망된다.

5G가 상용화되면 IoT 기기도 빠르게 증가하겠지만, 데이터 트래픽의 성장 속도는 더 가속화될 것으로 보인다. 2022년까지 예측해 보면, 글로벌 IoT 연결기기 증가율은 연평균 19% 수준이나, 이를 기반으로 한 데이터 생성·유통량은 연평균 47% 수준으로 증가할 것으로 예측된다. 이는 시간이 지날수록 기기당 더 많은 트래픽을 생성·유통하는 IoT 이용 환경으로 진화되는 IoT의 발전 로드맵을 예상할 수 있다.

뿐만 아니라, 스마트폰, 스마트TV 등 고해상도 콘텐츠들이 유통되는 기기들이 발생시키는 데이터 트래픽과 글로벌 IoT 기기로 인한 데이터 트래픽과 합쳐진다면 그 생성·유통되는 데이터는 가히 폭발적인 증가를 예상해 볼 수 있다.

5G는 IoT 기술·망을 흡수함으로써 통신산업이, 진정 모든 산업의 기반 산업으로 거듭날 수 있도록 해 줄 것이다. 그래서 5G는 모든 산업의 디지털화를 촉발시키는 기폭제(Enabler)가 될 것이다. 통신사업자들은 그 의지와 전략에 따라 혁신자(Innovator) 역할도 가능할 수 있다.

신동형 알서포트 전략기획팀장은 “5G는 하나로 흡수·통일하는 원 커넥티비티(One Connectivity)”라며 “더 넓은 주파수 대역과 초고주파 대역까지 사용하는 5G 표준은 빠른 속도와 새로운 서비스가 가능하도록 1㎓ 미만, 1~6㎓ 대역(Sub 6㎓) 및 밀리미터파(mmWAVE)라 불리는 초고주파 대역(Above 6㎓)까지 함께 사용하는 것과 비면허 대역과의 연동까지도 고려하고 있다”고 말했다.