[인더스트리뉴스 조창현 기자] 지난 2021년 12월 28일 네이버클라우드가 신청한 이음5G(5G 특화망, Private 5G) 주파수 할당 및 기간통신사업자 등록이 완료되면서 우리나라도 ‘이음5G’ 시대에 돌입했다. 다만 관련 사업이 개시된 지 2년 가까이 된 시점에서 서비스에 대한 본격적인 확산은 이뤄지지 않고 있다.

당시 네이버클라우드는 AI와 로봇, 클라우드를 하나로 묶어 넓은 공간 내에서 로봇이 자율주행하는 융합 서비스를 구현하고자 했다. 로봇 운영과 제어를 위해 이음5G를 활용하면 로봇 제작 비용 및 배터리 소모 절감에 도움이 되며, 로봇에 탑재해야 하는 별도 처리장치도 줄일 수 있게 된다.

네이버클라우드 사례와 같이 이음5G는 스마트팩토리 고도화 및 물류 자동화에 도움이 될 수 있다. 실제로 SK네트웍스서비스는 이음5G를 센트랄 창원공장 내에 구축해 자율이동로봇(AMR) 운용 및 디지털 트윈 기반 관리·관제서비스를 구현할 목표로 지난해 5월 이음5G 주파수 할당 및 기간통신사업 등록을 끝마쳤다. 이음5G를 활용해 공장 물류를 자동화하고, 실시간 제조공정 모니터링 및 시뮬레이션을 통해 유연한 생산체계를 구현하겠다는 것이다. SK네트웍스서비스는 오는 2025년까지 창원공장 내 이음5G 도입을 마무리할 계획이다.

이음5G, 일반적인 5G와 다르다

이음5G는 수요기업에서 도입하고자 하는 최첨단 서비스 구현을 돕는 맞춤형 네트워크로 기존 이동통신 상용5G망이 아닌 이음5G 전용 주파수를 활용, 특정 건물이나 지역 등 구역 단위 통신을 지원한다. 이에 우리가 일반적으로 생각하는 5G 통신과는 다르다. 통신사에서 제공하는 상용5G와 차이점이 있다는 뜻이다.

상용5G는 통신사들이 기구축한 5G망 중 일부를 할당받아 제조기업이 활용하는 형태로 일반사용자에게 초점을 맞추고 있기에 업링크(UL, Up Link)보다 다운링크(DL, Down Link)에 대한 비중이 크다. 업링크는 단말기로부터 신호를 올려보내는 통로이며, 다운링크는 기지국으로부터 중계기가 신호를 받아들이는 통로를 의미한다. 각각 파일을 업로드하는 것과 다운로드하는 것으로 생각하면 쉽다.

또 상용5G망은 필요에 따른 대역폭 비중을 조정할 수 없기에 각 제조기업 환경 및 요구사항을 고려한 최적화가 어렵다. 현재 국내 제조기업에서 5G를 활용하고 있다면 상용5G를 활용하고 있을 가능성이 높다.

한편 일반적인 제조 현장에서는 업링크와 다운링크 중 업링크가 갖는 중요성이 더 크게 나타나고 있다. 하위단에서 서버로 올려야 하는 데이터양이 많기 때문이다. 이음5G를 활용한다면 기업 요구에 맞춘 업링크, 다운링크간 비율 조정이 가능하다. 또 초기 구성된 네트워크 구성 조건도 향후 사용자 요구에 맞게 변경할 수 있기에 기업 니즈에 맞는 네트워크 구현이 가능할 것으로 분석된다.

제조업서 다양한 방식으로 활용 가능

5G 기술 기반 융합 서비스이기에 5G가 가진 △초고속 △초연결 △초저지연이라는 특성을 살려 사람과 사물, 공간을 하나로 연결시킬 수 있다. 이에 관련 서비스 도입 시 기업 내 제조 시스템 관련 정보에 대한 외부 유출을 방지할 수 있으며 넓은 공간에서 많은 자율주행로봇이 유기적으로 상호 통신할 수 있게 된다.

정부에서 발표한 이음5G 관련 가이드라인에 따르면 이음5G는 자가구축 혹은 기간통신사업자 제공 서비스를 통해 설치 및 운영할 수 있으며, 적용을 통해 스마트팩토리 내 자동화된 생산‧제조 설비에 뛰어난 확장성과 보안성을 확보할 수 있다.

구체적으로 이음5G 서비스 활용 시에는 기존 자동화 설비에 대한 IIoT 데이터 등을 IoT게이트웨이로부터 클라우드 같은 중앙서버로 전송할 수 있다. 또 TSN(Time Sensitive Network) 기능을 적용해 자동화된 장비에 대한 상태, 제어 데이터를 주변 인프라 및 설비와 연계·최적화할 수 있다.

아울러 무선연결을 기반으로 작업자 단말로 알림 메시지를 전달할 수 있으며 제조 과정에서 고화질 이미지 분석 기반 실시간 작업 확인 및 영상 기반 원격 작업지시, 3D VR‧AR 도면 기반 작업자 기술지원 시스템 등 데이터 라이브러리 열람·업로드를 현장에서 진행할 수 있다.

특히 무인 운반 시스템에 적용하면 5G 네트워크가 가진 정밀 포지셔닝 기술을 활용해 기존 유도선을 따라 이동하는 AGV가 가진 한계를 극복한 원격 위치제어를 구현할 수 있고, 제조설비 라인 증축 시에도 별도 유선공사 및 생산라인 중단 없는 증설로 수요에 맞는 신속한 설치‧변경을 할 수 있는 생산 환경 구현이 가능해지게 된다.

국내 현장, 아직 ‘Wi-Fi’ 비중 커

올해 10월 4일을 기준으로 국내 이음5G 주파수 할당 기업은 14개, 지정 기관은 12개다. 주파수 할당은 통신사업자가 기업이나 방문객 같이 타인에 대한 서비스 제공, 주파수 지정은 기관이 무선망을 활용해 자기업무·연구개발 등을 추진하고자 주파수를 이용하는 것을 의미한다. 이에 우리나라에서는 이음5G 사업자이자 자가구축기업으로 주파수 할당 및 지정을 동시에 받은 LG전자를 포함, 총 25개 기관이 46개소에서 관련 서비스를 제공하게 됐다.

현재 현장 내 무선 네트워크는 Wi-Fi 방식으로 구축된 경우가 많다. 본지에서 진행한 설문조사에서도 공장이나 물류센터 등지에 Wi-Fi 방식을 활용한 산업용 무선 네트워크를 구축했다는 응답이 51.6%를 차지했다.

Wi-Fi를 활용한 망 구축은 다른 통신 방식 대비 비용이 저렴하고, 기술 발달로 관련 생태계가 잘 형성돼 있다는 특징이 있다. 사설망이나 이음5G 같은 솔루션보다 진입장벽이 낮다는 것이다.

다만 좁은 커버리지와 불안정한 연결성, 기업 외에 존재하는 일반 단말들과 신호 혼선 등이 발생할 수 있다는 문제가 존재한다. 특히 현장 내 AGV 및 AMR 같은 이동성을 가진 기기 확산으로 저지연, 끊김이 없는 연결이 중요해지고 있는데 상황에서 핸드오버가 어렵다는 점은 Wi-Fi가 가진 약점으로 꼽힌다.

아울러 공인된 통신망이 아니기에 네트워크 보안에 있어 해킹에 노출될 가능성이 높고, 연결된 단말이 많아질수록 앞서 유입된 단말에 네트워크 리소스 대부분을 할당하기에 새롭게 연결된 단말은 필요한 네트워크 리소스를 충분히 활용할 수 없게 된다.

실제로 본지에서 진행한 설문에서도 응답자들은 같은 문제를 지적했다. Wi-Fi 방식 네트워크를 활용 중이라고 말한 참여자들은 잦은 속도 저하와 통신 끊김 현상 등이 Wi-Fi 사용에 있어 가장 큰 불편함이라고 답했다.

기존 통신 네트워크 한계 극복

일반적으로 5G는 ‘네트워크 슬라이싱’ 기능을 지원한다. 네트워크슬라이싱은 물리적인 네트워크 하나로 독립적인 가상 논리망을 만들 수 있도록 돕는 네트워크 아키텍처다. 네트워크를 쪼개기나, 필요에 따라 컴퓨터 하드디스크에 대한 파티션을 나눠 활용하는 상황을 생각하면 이해가 쉽다.

이에 5G를 활용한 네트워크는 필요한 서비스별로 대역폭을 나누는 것이 가능하며, 서비스별 접속 단말이 증가해도 원활한 서비스 제공을 할 수 있다. 단말 연결 순서에 따라 활용할 수 있는 리소스에 차이가 발생하고, 다중 연결시 속도가 저하되는 Wi-Fi가 가진 한계를 극복할 수 있는 네트워크 방식으로 분석된다.

국내 자동화 시장을 선도하는 LS일렉트릭은 이음5G는 스마트팩토리나 스마트시티 등 미래형 공간을 구축하는 과정에 필수적인 통신망이며 실시간 데이터 전송과 함께 안전한 프라이버시를 보장하기에 보안에 민감한 특수 환경 및 용도에도 최적화해 사용할 수 있다고 전했다. 또 Wi-Fi 대비 △데이터 속도 △용량 △지연시간 등에서 우위를 가지며 이동성이 보장되기에 기존 Wi-Fi로 실현하기 어려운 다양한 애플리케이션을 구현하는 것에 도움을 준다고 설명했다.

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