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Mar 12. 2023
[산업] 5G 이해하기
에치에프알
5G 주식이 인기가 없는 이유
보통의 소비자들은 5G에 대한 부정적이 인식이 있습니다. 아무래도 통신사에서 제공하는 부정적 경험에서 비롯된 것 같습니다. 5G 요금제를 비싼 돈 주고 사용했지만, LTE 대비 별 성능 개선을 느끼지 못했기 때문이죠. 3G에서 LTE(4G)로 넘어올 때의 체감과 비교하면 5G는 더욱 개선된 게 없어 보이기도 합니다. 또한 간간이 들려오는 6G 이야기가 5G를 더 평가절하하게 만듭니다. 5G가 제대로 되지도 않는데 6G를 만든다고? 그럼 5G 기업에 투자할 이유가 있어? 이런 로직인 것 같습니다.
이 두 가지 이유는 5G를 대하는 저의 자세와 비슷했습니다. 그러나 산업을 공부하면서 이런 두 가지 이유는 사실이 아님을 알게 되었습니다. 관련 내용을 정리해 보겠습니다.
(문돌이의 기준으로 설명했음을 밝힙니다. 부족한 점이 있다면 피드백은 언제나 환영합니다)
진짜 5G란 무엇인가?
5G는 기술 명칭은 아닙니다. LTE로 불린 4세대 이동통신의 후속기술의 의미가 큽니다. 이통통신 표준화 기구에 등록된 정식명칭은 IMT-2020이며 5G는 마케팅 용어에 가깝습니다. 보통 수요단으로 세대를 구분하면 됩니다.
1G : 음성통화
2G : 음성+데이터(저속)
3G : 음성+SMS+인터넷
4G : 음성+SMS+초고속인터넷+실시간동영상
5G : 음성+SMS+초고속인터넷+실시간동영상 +IOT+자율주행
세대별로 대략 10배씩 속도가 빨라졌으며 데이터 수요의 증가에 따라 네트워크의 기술도 도입되는 형태로 발전되어 왔습니다. 이런 5G의 주요 특징은 세 가지입니다. 초광대역, 초저지역, 초대량연결입니다. 쉽게 말하면 지금보다 더 많이 더 빠르게 전송하면 됩니다.
초고속/대용량 : 더 많은 데이터를 더 빠르게 전송
초저지연통신 : 실시간으로 반응하여 지연시간 최소화
초대량연결 : 더 많은 기기를 한 번에 연결
이를 구현하기 필수적인 것은 고주파수의 활용입니다. 지금보다 높은 주파수를 활용해야 통신 기술의 원리상 더 많고 빠른 데이터를 전송할 수 있기 때문입니다. 그러나 높은 주파수는 대기 중에 방해를 쉽게 받습니다. 그로 인해 도심 지역에서는 더 많이 퍼지지 않는 단점이 있는데, 이를 해결하기 위해서는 더 많은 기지국을 촘촘히 건설해야 합니다.
통신사의 5G는 진짜가 아니다
통신사들이 사용하는 5G 주파수는 3.5~7 GHz로 외국에서는 Sub6라고 불리는 영역입니다. 결론부터 말하자면 이 부분은 4세대 이동통신인 2.5 GHz와 큰 자이가 없습니다. 그렇게 때문에 핸드폰에서 체감하는 5G와 LTE의 차이가 크지 않은 것입니다.
국내 통신사들이 이런 방식을 채택한 이유는 속도입니다. 대한민국은 5G를 세계최초로 상용화하기 위해 기존에 있던 인프라를 재활용하는 방식을 채택합니다. 기존의 4G 네트워크 망에 5G 기지국을 연결하는 형태로 5G를 상용화한 것이죠. 이를 NSA방식(Non-Stansd-Alone)이라고 합니다.
NSA 방식을 채택하면서 초기투자금을 줄이며 빠른 사용화를 할 수 있었고, 안정적인 네트워크 구축이 가능했습니다. 그러나 5G가 추구하는 초저지연, 초광대역 서비스를 제공하기에는 한계가 있었습니다. 결국 이를 달성하려면 고주파수 활용이 필요하고, SA 네트워크의 투자가 필수적입니다. 그러나 이는 큰 비용이 듭니다. 위에서도 말했듯이 주파수가 높아지면 현재보다 더 많은 기지국이 필요합니다. 고주파는 더 촘촘히 설치해야 합니다.
결국 통신사는 속도와 비용효율을 감안하여 3.5 GHz대역의 주파수를 활용해 5G 통신서비스를 제공하고 있습니다. 그도 그럴 것이 28 GHz 이상의 고주파수의 네트워크를 준비해 소비자에게 제공한들 소비자가 느낄 수 있는 서비스도 없습니다. 사실 5G 이상의 네트워크는 스마트폰을 위한 것이 아니기 때문입니다. IOT, 자율주행, 로봇, AI와 같은 고데이터 수요는 B2B에 가깝습니다.
이런 시장 상황에서 5G를 통신사가 선제적으로 투자할 유인은 적습니다. 실제로 통신 3사는 28 GHz투자를 차일피일 미뤄왔고, 정부도 이를 알고 28 GHz 주파수망 사용권을 회수했습니다. 그러나 5G 네트워크가 필요한 산업은 계속해서 성장( IOT, 자율주행, 로봇, AI 등)하고 있고 이를 개선할 방법으로 이음 5G 사업을 추진되고 있습니다. 이에 대해서는 뒤에 추가적으로 설명해 보겠습니다.
http://www.sisajournal-e.com/news/articleView.html?idxno=295497
6G는 어떻게 되어가나?
세대수 구분에서 간단히 설명했든 6G는 기술의 발전이기보단 수요를 충족시키기 위한 미래의 기술의 지향점에 가깝습니다. 즉 앞으로의 산업이 더 많고 빠른 데이터의 수요가 있으니 이에 맞춰 미래를 준비하자는 컨셉입니다.
6G의 기술적인 표준은 아직 준비되지 않았고, 글로벌 표준을 이제 정립해 나가는 단계입니다. 다만 4G에서 5G 시대로의 전환시점에는 5G에 대한 언급이 조심스러웠습니다. 아직 미래의 기술이었기 때문입니다. 그러나 5G 상용화 시점부터 유독 6G이 이야기가 많이 나오고 있는 데, 이는 데이터의 중요성이 커지며 이에 대한 각 정부들의 관심이 커지고 있기 때문입니다.
특히 5G 네트워크의 화웨이가 이 문제의 중요성을 인식시켜 줬습니다. 사실상 중국 공산당 소유의 화웨이 네트워크가 글로벌 시장 점유율을 높여가자 데이터 보안에 대한 이슈가 붉어졌고, 사실상 화웨이를 퇴출시키기 위한 글로벌 시장의 움직임이 있었습니다. 이에 따라 6G 기술을 선점하기 위한 각 국가들의 관심도 커져 갔습니다. 데이터=보안이라는 인식이 커졌기 때문입니다.
6G는 2030년 이후에나 사용화될 기술입니다. 또한 기술적 구현 방법도 미지수입니다. 그렇기 때문에 아직은 5G에 집중할 시기입니다.
https://www.youtube.com/watch?v=IKHUKq9GHtM&list=PLqcEmll_zhpcMJU9FYJtr49XudEE-dEa3&index=2
시장은 무엇을 준비하고 있나?
시장은 이에 대응하여 변화하는 중입니다. 이 부분이 5G 투자포인트가 될 수 있습니다.
① 5G 인프라 투자는 이제 시작
국내와는 달리 글로벌 시장에서 5G는 아직 개화단계입니다. 그로 인해 세계적인 5G 시장규모는 2026년 약 6,679억$ (약 764.5조 원)으로 가파르게 성장할 것(2021~2026 CAGR 122.3%)으로 전망되고, 국내의 경우 정부의 선도적인 ICT 정책, 기업의 기술개발·비즈니스 모델 확산 등의 노력을 통해 글로벌 5G 시장에서 국내 인프라 장비 기업들은 2026년 15%로 시장점유율이 확대될 것으로 예측하고 있습니다(출처: Statista).
미국에서는 IRA에 이어 IIJA법안이 2021년 11월 미의회를 통과했습니다. 23년 하반기부터 본격적으로 집행될 예산입니다. 총규모는 550B 달러이며 이 중 인터넷 관련 투자는 65B 달러입니다. 브로드밴드 미설치 지역 커버 및 낙후 지역 속도 개선 등이 포함되어 있으며 최소 다운로드 속도 100 Mbps 및 업로드 속도 20 Mbps 가 목표인 만큼 5G 투자가 필수입니다.
아쉬운 점은 실제 브로드밴드 투자는 23년보다는 24년에 집행될 것으로 예상됩니다. 그래서 아직은 주가에 기회가 있어 보입니다.
② Private 5G
Private 5G, 5G 특화망, 이음 5G는 모두 같은 용어입니다. 28 GHz 고주파수 대역을 사용하고 싶으나, 광범위한 투자가 어려운 현 시장의 특성상 목마른 자가 우물을 파는 형태입니다.
https://youtu.be/r0GwH0MvxC4
<에치에프알 사업보고서 내용>
한국 정부는 5G+ 주파수 정책의 일환으로, 과학기술정보통신부에서 2021년 1월에 이음 5G 정책을 발표하면서 Sub-6 Ghz 주파수와 mmWave 주파수 모두를 할당하겠다고 발표하였으며, 6월에는 28 GHz 대역과 함께 4.7 GHz(6 GHz이하) 대역 주파수를 동시에 공급하기로 확정. 발표하였습니다. 10월 28일에는 5세대 이동통신 특화망용 주파수 할당 공고(과학기술정보통신부 공고 제2021-0895호)를 하였으며, 주파수 할당 신청 절차도 간소화하여 쉽고 빠르게 수요기업들이 사용할 수 있도록 하였으며, 이음 5G의 가이드라인 등을 배포하면서 특화망 사업의 수요기관과 공급기업 등의 적극적인 사업 참여 유도, 산업의 활성화 및 시장 확대를 위한 다양한 지원정책 등을 마련해 나가고 있습니다.
정부에서는 28 GHz 주파수 대를 이음 5G 사업을 원하는 업체에게 제공하고 있습니다. 즉 더 빠르고, 더 광범위한 데이터 사용이 필요한 기업이 직접 네트워크를 설치하게 해주는 것입니다. 실제로 네이버는 이음 5G 사업을 통해서 네이버 사옥에 5G 네트워크를 별도로 설치했습니다. 이를 이어 LG CNS, SK네트원스서비스, 네이블커뮤니션즈 등이 이음 5G 서비스를 신청했습니다.
이음 5G를 이용한 구체적인 사례가 많아지고 있습니다. 스마트 공장, 철도, 항만, 병원 등에서 이용되고 있으며 자세한 사례는 아래 링크에서 확인 가능합니다.
https://www.netmanias.com/ko/private-5g/use-case/1750/
③ O-Ran의 등장
RAN은 디바이스와 기지국을 연결하는 장비입니다. RAN은 지금까지 뚜렷한 표준이 없었습니다. 그래서 특정 장비업체가 네트워크 구성에 독점적인 지위를 유지해 왔고, 통신사들이 일부 장비업체에 종속되는 결과를 낳기도 했습니다. 실제로 통신 장비 시장은 메이저 업체들이 과점하는 형태(에릭슨, 노키아, 화웨이 등)이며, 이들 기업이 기지국을 건설할 때 장비도 함께 판매해 왔습니다.
그러나 최근 들어 이런 RAN형태가 변경되고 있는데 D-RAN에서 C-RAN, V-RAN, O-RAN으로 진화하고 있습니다.
2G 3G시대에 주로 사용되던 RAN의 형태는 D-RAN(Distributed RAN)입니다. 무선 네트워크는 기지국(BTS), 기지국제어기(BSC), 교환기(MSC)의 3단계 구조로 되어 있었습니다. D-RAN에서는 데이터 처리부(DU)와 무선 송수신부(RU)를 함께 기지국(BTS)에 설치하고 여기에 냉방설비까지 포함하여 중대형 건물 실내공간을 임대하여 사용해 왔습니다.
4G로 넘어오면서 이 RAN의 구조가 변화하게 됩니다. 4G 네트워크는 기지국장비(eNodeB)와 코어장비(EPC) 2단계 구조로 변화하게 되었으며, 이 들은 기지국제어기(BSC)를 대체하게 되었습니다. 또한 일체형 설비로 되어있던 기지국을 DU와 RU로 분리하여 설치하게 되었는데 이들은 연결하는 장비가 Fronthaul 장비입니다. 이러한 구축 방식을 C-RAN(Centralized RAN)이라 하는데, 데이터 처리부(DU)가 중앙으로 밀집되었기 때문입니다.
이 형태에서 한 단계 더 진화한 RAN이 V-RAN(Virtualized RAN)과 O-RAN(Open RAN)입니다. 5G로 넘어오면서 기존에 깔려있던 C-RAN인프라 만드로는 모든 데이터 처리가 불가능했고 더 많은 장비 투자가 필요해졌습니다. 그래서 소프트웨서 가상화기술을 적용해서 구동하는 방식인 V-RAN이 등장하게 됩니다. 기존에 기지국 장비를 교체해서 업데이트하던 방식이 아닌 소프트웨어를 통해 RAN을 개발할 수 있게 된 것입니다. 다만 BBU와 RF사이에 존재하는 프론트홀은 특정벤더의 규격메 맞아야 하는 한계점이 존재했습니다.
이 점까지 해결하려는 기술이 O-RAN입니다. 하드웨어와 소프트웨어 모두를 개방형 표준으로 구축해서 이전에 존재했던 호환성 문제를 해결하고, 장비회사에 대한 종속을 해결하려는 기술입니다. 결국 호환성과 비용절감이 핵심입니다. 제각각이었던 장비를 표준화하여 5G CAPEX 투자를 확대하고 효율성을 증가시키려는 기술입니다.
https://youtu.be/wTw-CQsEQ4M
간단히 기술적 흐름을 요약하면 다음과 같습니다.
1. D-RAN : 데이터처리부(DU)와 송수신부(RU)를 통합하여 운영
2. C-RAN : 데이터처리부(DU)와 송수신부(RU) 분리하여 RU를 더 많이 설치할 수 있게 됨
3. V-RAN : 소프트웨어를 적용해 하드웨어를 유지하고도 업그레이드가 가능하도록 개선함
4. O-RAN : 장비의 표준화를 통해 더 많은 장비를 설치할 수 있도록 기술을 개선함
결국 세부적인 기술의 흐름은 5G 장비의 표준화입니다. 5G 수요가 증가하고 있으나, 현 구조로는 CAPEX 투자가 감당이 되지 않는 상황이고 이를 해결하기 위해 네트워크 장비의 표준화가 진행되고 있습니다. 기대되는 효과는 투자효율성 증가입니다. 나아가 네트워크 = 안보라는 개념이 추가되면서 웨이로 대표되는 중국의 견제도 포함되어 있습니다.
(이어짐)
https://brunch.co.kr/@juhnhyeonmun/244
