화웨이, 5G 속도만큼 발빠른 구축 필수…융합 네트워크 '부상'

[아이뉴스24 김문기 기자] "5G 성공을 위해서는 구축이 간편한 융합 네트워크가 중요하다."

간 빈 화웨이 무선 네트워크 제품 부문 부사장은 19일 중국 선전에서 열린 제17회 화웨이 글로벌 애널리스트 서밋 2020(HAS 2020)에서 5G 비즈니스 성공을 위해서는 구축이 간편하고 다양한 방식이 융합된 네트워크가 필요하다고 강조했다.

◆ 5G 업계가 직면한 3가지 트렌드

간 빈 부사장은 기조연설에서 우선 5G 업계가 직면하고 있는 3가지 트렌드를 소개했다.

글로벌 5G 구축 초기에는 시분할(TDD) 주파수 중심의 다중입출력장치(Massive MIMO)가 표준 사례였다. 중국에서 관련 기지국은 20만개 구축됐다. 올해 말까지 340개 도시에서 80만개에 이르는 기지국이 구축될 전망이다.

인터넷 속도를 테스트하는 스피드테스트에 따르면, 5G 네트워크의 데이터 전송률은 4G에 비해 10배 높다. TDD 3.5GHz를 사용하는 다중입출력장치는 기존 4G와 함께 운용돼 실내외에서 모두 탁월한 커버리지를 보장한다.

하지만 TDD는 본질적으로 업링크 커버리지와 경험에서 한계를 갖는다. 때문에 주파수분할(FDD)은 업링크와 다운링크에서 모두 탁월한 데이터 전송 역량을 제공한다.

FDD는 실내에서 보다 심도 있는 커버리지를 제공한다. 이통사는 기존 자원을 활용해 5G를 신속하게 구축할 수 있다. 5G를 의무적으로 구축하는 유럽의 일부 국가에선 TDD와 FDD를 결합한 융합 네트워크가 더 폭넓은 커버리지를 제공한다.

특히, 업링크 환경에서 이런 장점이 두드러진다. TDD와 FDD의 융합을 통해, B2B 애플리케이션이 요구하는 높은 업링크 대역폭을 충족할 수 있다.

또한, 현재 5G 상용 네트워크는 주로 소비자간거래(B2C)와 기업과가정간거래(B2H) 서비스 중심으로 설계됐다. 산업 전반의 디지털화를 요구하는 B2B 애플리케이션의 궁극적인 목표를 달성하기에는 충분하지 않다는 설명이다. 현재의 5G 네트워크는 산업용 초고속광대역통신(eMBB) 애플리케이션에 충족시키기에 충분하다.

가령, 스마트 헬스케어 분야에선 중국-일본 우정병원에서는 5G HD 영상 기반의 원격 진료 서비스 제공이 가능하다. 웨스트차이나 2급 대학 병원에선 5G 기반 집중치료실(ICU) 방문과 모바일 회진이 운영 중이다. 중국 내에만 300개의 병원이 5G 네트워크를 사용하고 있다.

항만, 제조, 차량-사물간통신(V2X), 전력 그리드 등 초고신뢰 및 초저지연(URLLC) 기반의 업계에선 5G 표준과 기술 검증, 그리고 산업 인큐베이션 등을 논의하고 있다. 5G 네트워크가 초고신뢰 및 초저지연 인프라를 강화한다면, 상업용이 촉진될 수 있기 때문이다.

아울러 5G 시대에는 다중무선액세스기술(RAT)과 주파수 대역이 공존이 불가피하기때문에 운영비용(OPEX) 절감이 과제다. 2G와 3G를 단계적 폐지하면 운영비 절감에 도움이 된다. 단순한 배치는 기지국 구축 비용을 낮춘다. 다중무선액세스기술(RAT)과 다중 광대역을 조정하면, 네트워크 운영관리 비용과 에너지 효율성을 높일 수 있다.

화웨이는 다중 광대역 조정과 탁월한 경험을 제공하는 간소화된 5G 네트워크를 구축함으로써 이동통신 사업자들이 지속적으로 운영비를 절감하면서도 5G 비즈니스를 성공할 수 있도록 지원하고 있다.

◆ 주파수 효율성 높이는 융합 네트워크

융합은 단순화된 5G 구축과 지속적인 5G 프리미엄 경험의 제공을 가능하게 한다.

5G 네트워크 구축은 일관된 사용자 환경을 보장하기 위해 처음부터 용량과 커버리지를 모두 충분히 고려해야 한다. 매크로 기지국은 5G 네트워크 경험 및 커버리지의 핵심이다. 폴 기지국은 부지 구축이 어려운 지역의 커버리지 홀을 대신한다. 실내 마이크로 기지국은 고부가가치 지역의 사용자들을 위한 최적의 경험을 제공한다.

액세스 기술, 광대역, 모듈의 수가 증가함에 따라 전 세계 이동통신 사업자들은 안테나 설치를 위한 충분한 공간을 확보해야 하는 과제를 안고 있다. 매크로 기지국의 경우, 화웨이의 블레이드 중계기(AAU)는 TDD 다중입출력중계기(MIMO AAU)와 FDD 패시브 안테나를 한 박스에 통합한다. 이를 통해, 기존 폴을 활용해 TDD와 FDD를 간편하게 함께 구축할 수 있어, 구축 시간을 최대 85% 단축 할 수 있다.

폴 기지국은 화웨이의 TDD와 FDD를 함께 사용하는 융합형 이지 매크로 3.0 및 북 RRU 3.0을 통해, 4G와 5G 커버리지 홀을 모두 채우는 동시에 FDD 광대역이 비단독모드(NSA) 아키텍처에 TDD 앵커를 제공하도록 지원한다.

이는 소프트웨어 업그레이드를 통해 FDD 대역에서 5G로의 원활한 진화를 촉진한다. 실내 마이크로 기지국 측면에서도 램프사이트는 TDD와 FDD의 융합을 지원해 이동통신 사업자가 한 번의 네트워크 구축으로 실내에서 4G와 5G 사용자 경험을 대폭 개선할 수 있다.

메인스트림 TDD 대역 외에도, 서브-3GHz FDD 대역은 5G 네트워크가 일부 국가에서 커버리지를 신속하게 달성하도록 돕는다. 새로운 FDD 스펙트럼에 5G를 구축하면 스펙트럼 효율성과 사용자 경험을 크게 향상시킨다.

전통적인 FDD 스펙트럼의 5G 네트워크의 경우, 동적 스펙트럼 공유(DSS)는 주파수 효율 극대화에 전도성이 있는 LTE와 5G 서비스 사이의 주파수 자원의 밀리초(1ms) 수준의 동적 할당을 지원한다. 화웨이의 DSS 솔루션은 지난해 11월 이전 상용화가 검증돼 유럽에 구축됐다.

슈퍼 업링크는 FDD 업링크 스펙트럼이 TDD 대역을 보완하도록 돕는다. 이를 통해, TDD와 FDD 주파수 조정이 이뤄져, 업링크 기능이 향상되고 전송 지연시간이 단축된다.

업링크 전용 구축을 구현해 업링크 성능을 더욱 높일 수 있다. 상용 네트워크에서는 TDD가 FDD 업링크 스펙트럼으로 보완되기 때문에, 슈퍼 업링크는 최대 4배까지 업링크 경험을 향상시킬 수 있다. 슈퍼 업링크 산업망은 칩, 모듈, 단말기에 이르기까지 계속 성숙해져 엔드-투-엔드 네트워크 성숙도가 가속화되고 있다.

업계는 지속적으로 다양한 산업 애플리케이션과 더욱 탁월한 업링크 경험에 대한 요구가 늘자 100MHz와 같은 고대역폭 주파수에 대한 업링크 전용 구축을 검증하고 있다. 5G는 전체 고대역폭 스펙트럼이 업링크 내 TDD를 더욱 보완하기 때문에 1Gbps 이상의 업링크 최고 속도를 제공해, 산업 애플리케이션 탐색과 상용화 채택을 촉진할 것으로 기대된다.

◆ 진정한 5G로 이행…네트워크 슬라이싱 시대 개막

단독모드(SA)는 5G 네트워크 아키텍처이다. 엔드-투-엔드(E2E) 비단독모드(NSA)와 SA 이중 스택은 NSA와 SA 데이터 터미널의 동시 접속을 손쉽게 한다.

B2C 및 B2H 서비스의 경우, NSA 네트워크에 대한 우선적 접근을 통해 사용자에게 프리미엄 5G 경험을 더욱 잘 제공할 수 있다. NSA 이중 연결은 이런 프리미엄 5G 경험을 어디에서나 즐길 수 있도록 보장한다. B2B 서비스의 경우, SA 네트워크에 대한 우선 접근을 통해 산업 애플리케이션이 더욱 확장되도록 돕는다.

SA는 5G 네트워크 슬리이싱에도 필수적이다. E2E 슬라이싱은 무선 액세스 네트워크, 코어 네트워크, 전송 네트워크 및 터미널을 통합하며, 네트워크 슬라이스의 자동 생성, 관리 및 운영을 지원해 운영자들이 동일한 인프라에서 차별화된 산업 요구사항을 충족할 수 있도록 허용한다. 이로 인해 모든 B2C, B2H, B2B 개발은 더 나은 디지털화된 서비스를 산업적으로 제공하기 위해 하나의 5G 네트워크를 통해 구축될 수 있다.

네트워크 슬라이싱은 네트워크 기능이 계속 향상되면서 잠재력을 발휘한다. 현재까지 무선 네트워크는 이미 고화질 및 초고화질 비디오 서비스를 위한 eMBB 슬라이스를 제공하고 있어, 최적의 eMBB 경험을 선사한다. URLLC 슬라이스는 강화된 스마트 포트, 스마트 제조, 스마트 그리드를 위해 2021년까지 제공될 것으로 예상된다. 아울러 무선 네트워크는 낮은 대기 시간과 높은 신뢰도를 제공해, 차량 인터넷(IoV)용 슬라이스도 함께 지원될 것이다.

기술 및 제품 혁신에 이어 AI 기반 네트워크 조정은 에너지 효율성을 높인다. 또, 운영 및 유지보수 비용을 절감해 운영비 전반을 낮춘다.

혁신적인 프로세싱, 알고리즘, 첨단 하드웨어 소재, 발열 기술 등을 통해 5G 네트워크는 4G보다 50배 높은 에너지 효율성을 달성했다. AI 기반으로 조정된 에너지 절약은 다양한 시나리오와 서비스 요건을 충족한다.

다중무선액세스기술과 광대역 간의 기호, 채널, 통신사가 조정한 기술을 사용해 네트워크 KPI를 만족하면서, 네트워크 수준의 에너지 절약도 개선할 수 있다. 5G는 4G보다 에너지 효율성이 100배 탁월하다.

간 빈 화웨이 무선 네트워크 제품 부문 부사장은 "오직 구축이 간편한 융합 네트워크만이 5G 시대에 모든 서비스의 비즈니스 성공을 담보한다"라며, "이를 실현하기 위해 화웨이는 많은 파트너사와 긴밀히 협업하고 있다"고 말했다.