데뷔 4년 후, 산업용 5G가 이제 막 연결되기 시작했습니다

5G 덕분에 무선 네트워크 데이터가 디바이스에서 서버로 이동한 뒤 다시 돌아오는 데 걸리는 시간이 1초의 극히 일부로 줄어들면서, 모바일 통신 기술을 갖춘 기업은 Wi-Fi나 케이블로는 불가능한 방식으로 즉각적인 의사결정을 내릴 수 있게 됩니다. 공장 로봇은 작업자에게 너무 가까이 접근했다는 잘못된 신호를 줄여 불필요한 긴급 정지를 방지할 수 있습니다. 카메라가 장착된 콤바인 수확기는 운행 중에 작물 사진과 토양 데이터를 서버의 AI 소프트웨어로 전송하여, 농지 내 문제 지점을 정확히 찾아 살포할 수 있도록 지원합니다. 의사들은 원격 제어 도구를 활용해 수술 정확도를 높일 수 있습니다.

“기업들은 모든 것을 자체적으로 통제하기를 원하고 있습니다.”라고 Rohde & Schwarz의 선임 영업 및 비즈니스 개발 매니저인 Christian Müller는 말합니다. 이 회사의 테스트 및 측정 장비는 기업이 다가오는 데이터 폭증 속에서도 프라이빗 5G 네트워크를 안정적으로 유지할 수 있도록 지원합니다. “이는 우리가 나아가고 있는 방향, 그리고 연구가 향하고 있는 방향을 보여주는 사례입니다.” 현재 무엇보다도 우리가 확인하고 있는 것은 이러한 네트워크가 학습을 위해 구축되고 있다는 점입니다. “모든 것이 거대한 놀이터죠.”

5G가 출시된 지 4년이 지났지만, 대부분의 기업은 여전히 전면 도입에 나서기보다는 투자 타당성을 입증하는 시험 단계에 머물러 있습니다. 전 세계 10억 명 이상의 소비자가 5G 서비스에 가입했지만, 기업들은 아직 이 기술이 설계된 목적인 저지연, 고처리량, 센서 집약형 산업 작업을 실행하는 데 이 기술을 충분히 활용하지 못하고 있습니다. 높은 비용, 진화하는 표준, 사용 가능한 기기 및 소프트웨어 애플리케이션의 부족, 그리고 네트워크를 기업의 IT 시스템과 통합하기 어렵게 만드는 복잡한 아키텍처가 도입을 저해하고 있습니다.

컨설팅 기업 EY가 지난해 11월 전 세계 1,325개 기업을 대상으로 실시한 설문조사에 따르면, 현재 5G에 투자하고 있다고 답한 기업은 21%에 불과했으며, 이는 보다 광범위한 사물 인터넷(IoT) 기술에 투자하고 있는 38%, 로보틱스 및 공장 자동화에 투자하고 있는 65%와 비교됩니다. 최신 표준에 맞춰 제작된 머신은 더욱 드뭅니다. 시장조사기관 Transforma Insights에 따르면 지난해 말 기준 셀룰러 IoT 기기 중 본격적인 5G 무선 기술을 사용한 비율은 1.1%에 불과했지만, 2030년에는 10% 이상으로 증가할 전망입니다. 이러한 기기 10,000대 중 단 3대만이 기업이 직접 구축하고 호스팅하는 프라이빗 5G 네트워크에서 실행되고 있으며, 이 수치는 다음 10년대 초까지 21배 증가할 전망입니다.

Transforma 애널리스트 Matt Hatton은 산업 및 프로세스별 5G 애플리케이션이 여전히 부족하다고 지적합니다. “프라이빗 네트워크 측면에서는 대부분 테스트베드와 시범 운영을 통해 상황이 어떻게 전개되는지 지켜보는 단계입니다.”라고 그는 말합니다. “현재 기업은 선택해야 합니다. 이러한 네트워크에 4G를 도입할 것인가, 5G를 도입할 것인가?” 대부분의 기업은 여전히 4G 쪽에 머물러 있습니다.”

생산 현장

의심할 여지 없이, 많은 대기업이 여전히 5G를 적극 추진하고 있습니다.

• John Deere는 미국 중서부 지역의 공장을 위해 프라이빗 5G 네트워크에 투자하고 있으며, 해당 공장들이 위치한 지역에서 자체 3.5GHz 주파수 대역 50MHz를 매입하고 네트워크 관리를 위한 전문가를 채용하는 추가 조치까지 취했습니다. 독특한 녹색과 노란색 트랙터 및 콤바인 제조업체는 주로 조립 개선을 위해 네트워크를 사용하여 공구를 추적하고 생산 라인의 데이터를 분석하고 있습니다. 다음 단계: 사람들과 함께 일할 수 있는 로봇에 5G를 탑재하는 것.
• Mercedes-Benz는 Telefónica Deutschland와 협력하여 독일 슈투트가르트 인근 Factory 56에 프라이빗 5G 네트워크를 구축하고 있습니다. 이 공장은 215,000제곱피트 규모의 생산 현장에서 S-Class 럭셔리 세단과 EQC 전기 SUV를 생산합니다. 5G 및 Wi-Fi 네트워크를 사용하여 라인의 차량을 추적하는 동시에 작업자의 장치와 대형 디스플레이에 생산 데이터를 표시합니다.
• 금융 서비스 대기업 BlackRock은 Verizon과 협력하여 맨해튼 미드타운의 Hudson Yards 본사에 프라이빗 5G 네트워크를 구축하고 있으며, 증강/가상 현실을 활용하는 애플리케이션을 포함해 트레이딩 플로어의 모바일 애플리케이션에서 고속 및 짧은 지연 시간의 이점을 활용하고자 합니다.
• Ford는 전기 F-150 Lightning 픽업트럭을 생산하는 미시간주 디어본 공장에 5G 네트워크를 구축하여 생산 라인 직원들이 셀룰러 연결 태블릿을 사용해 자재 공급 및 장비 상태에 대한 정보를 확인하고, 휴대폰으로 생산 중인 트럭의 부품을 스캔할 수 있도록 하고 있습니다. 이 회사는 또한 전기차의 배터리와 모터에 필요한 약 1,000개의 용접부에서 생성되는 분당 50만 개의 데이터 포인트를 관리하기 위해 Dunton, 영국 공장에 5G 네트워크를 구축했습니다.
• Frankfurt Airport는 활주로 에이프런에서 자율주행 차량을 관리하고 카메라가 장착된 로봇 및 비행 드론을 통해 공항 시설을 모니터링하기 위해 대규모 5G 네트워크를 구축하고 있습니다.

5G를 위한 비옥한 토양이 풍부합니다

5G의 높은 데이터 전송 속도와 낮은 왕복 지연 시간(각각 4G보다 최소 5배 이상 우수), 그리고 제곱킬로미터당 최대 100만 대의 디바이스를 지원할 수 있다는 장점 덕분에 공장 및 항만의 자율주행 차량이나 소프트웨어의 신호에 즉시 반응하는 생산 프로세스에 이상적입니다.

덴버 소재 시장 조사 및 컨설팅 업체인 Harbor Research는 중공업 제조 공장, 트레이딩 플로어, 항만뿐만 아니라 석유 및 가스 시추 시설, 파이프라인, 커넥티드 카, 로봇 수술 분야에서도 5G 네트워크의 유망 시장을 보고 있습니다. 5G의 낮은 지연 시간은 차량이나 로봇을 원격으로 제어하거나 조종해야 하는 환경에서 특히 매력적인 요소입니다.

텍사스주 오스틴에 위치한 스타트업 GXC의 CEO인 Allen Proithis는 급증하는 무선 데이터 용량으로 인해 공용 네트워크를 사용해 서버에 업로드하는 비용이 지나치게 높아지는 시나리오에서 더 많은 기업이 프라이빗 5G 네트워크 구축을 시작할 것이라고 말합니다. BMW와 Intel의 투자를 받은 GXC는 창고, 농장 및 기타 현장을 위한 무선 네트워크를 구축합니다. 일부 농업 장비는 “네트워크 엣지에서 데이터를 생성하는 수백만 달러 규모의 서버와 같은 존재”가 되었다고 Proithis는 말합니다. 창고에서는 전동 지게차가 Wi-Fi 연결이 쉽게 끊기고 광섬유 케이블 비용이 지나치게 높은 환경에서도 작동해야 합니다. “바로 그 지점에서 5G가 빛을 발하기 시작합니다.”라고 그는 말합니다.

하지만 5G 지원 기기의 부족과 이전 세대 장비 대비 높은 가격으로 인해 발전이 지연되었습니다. “내년에는 이러한 저지연 사용 사례가 점점 더 늘어날 것입니다.”라고 Proithis는 말합니다. “고객은 해당 데이터가 공용 네트워크에 있는 것을 원하지 않습니다.”

통신 사업자 역시 자동차 제조업체, 항만 운영업체 및 기타 기업이 자체 네트워크를 구축하는 대신 공용 5G 네트워크의 용량을 임대함에 따라 혜택을 얻을 수 있습니다. 그러나 통신사가 기업 고객에게 슬라이스라고 하는 전용 보안 네트워크 영역을 제공할 수 있는 기능을 포함해 5G의 가장 강력한 기능들은 통신사가 기기를 연결하는 무선 액세스 네트워크뿐 아니라 서비스와 가입자를 관리하는 네트워크 코어에서도 5G 장비를 운영해야 가능하며, 이는 아직 초기 단계에 있는 5G ‘단독 모드(standalone)’라는 발전 단계입니다.

관망 모드

대부분의 기업은 관망하는 접근 방식을 취하고 있습니다. “우리는 5~7년 동안 5G에 대해 이야기해 왔지만, 인프라가 갖춰지지 않았고 ROI도 확보되지 않았습니다.”라고 Harbor의 애널리스트 Harry Pascarella는 말합니다. “그로 인해 도입 속도는 누구도 예상하지 못한 수준으로 훨씬 더디게 진행되었습니다.”

Transforma Insights에 따르면 5G 무선 모듈은 개당 100달러를 넘을 수 있으며, 이는 4G Long Term Evolution(LTE) 무선 모듈이 20달러 미만, Wi-Fi가 1달러 미만인 것과 비교됩니다. 프라이빗 5G 구축 비용은 수명 주기 동안 최대 100만 달러에 이를 수 있으며, 이는 4G의 두 배에 해당합니다.

Rohde & Schwarz와 GXC가 강조한 IoT 및 커넥티드 차량 기능 중 다수는 5G 사양의 현재 릴리스 16을 통해 이제 막 시장에 출시되고 있습니다. 업계 친화적인 추가 기능은 “5G Advanced”라고 불리는 릴리스 18의 일련의 향상 기능을 비롯한 후속 릴리스에서 제공될 예정입니다.

시장조사기관 IDC가 지난해 415개 기업을 대상으로 실시한 설문조사에 따르면, 5G 기반 프라이빗 모바일 네트워크를 구축했거나 향후 2년 내 구축할 계획이 있는 기업 중 78%는 더 빠른 연결성, 68%는 더 높은 안정성, 56%는 더 많은 기기를 연결할 수 있는 역량을 그 이유로 꼽았습니다.

황금알을 낳는 거위를 찾아서

통신사는 산업용 5G 도입을 가속화해 5G 주파수와 네트워크 업그레이드에 지출한 수천억 달러를 회수해야 하며, 동시에 10년 전 주파수 라이선스와 장비 업그레이드에 막대한 비용을 투입한 뒤 Netflix, Google, Meta의 Facebook과 같은 기업들이 그 과실을 거두는 것을 지켜봐야 했던 4G 때의 상황이 반복되지 않도록 해야 합니다.

Global Mobile Suppliers Association 무역 단체의 보고서에 따르면, 5G 라이선스, 구축 또는 시험에 투자 중인 523개 통신사 중 2월 말 기준으로 공용 코어 네트워크에서 5G를 테스트하거나 구축 중인 전 세계 모바일 사업자는 40개에 불과했습니다.

통신사가 정책을 관리하는 네트워크 코어와 기기를 연결하는 무선 액세스 네트워크 모두 최신 표준을 기반으로 하는 완전한 5G 도입 속도를 높인다면, 더 많은 소프트웨어 제공업체가 산업용 애플리케이션을 개발하도록 촉진할 수 있습니다. Oracle Communications 그룹 부사장 Andrew De La Torre는 “상대편의 움직임을 확인하기 전까지는 누구도 투자하고 전념하려 하지 않습니다”라고 말합니다. 업계는 ‘황금알을 낳는 거위’와 같은 활용 사례의 부재에 대해 우려하고 있습니다. “5G를 통해 우리는 완전히 새로운 생태계를 구축하려 하고 있습니다.”

Oracle은 경찰 및 기타 초동 대응 요원을 위한 5G 지원 앱을 개발하고 있습니다,

건설 및 엔지니어링 회사, 레스토랑뿐만 아니라 에너지 및 수도 시설의 예측 유지보수를 위해서도 사용됩니다. 또한 의료 기기와 환자 비디오 모니터링에서 5G 활용 방안을 평가하고 있습니다. 지난 4월, 오라클은 Oracle Cloud Infrastructure에서 프라이빗 5G 네트워크 구축 플랫폼을 운영하기 위해 아일랜드의 Druid Software와 협력할 것이라고 밝혔습니다. “5G의 종말을 고하기에는 아직 너무 이릅니다.”라고 De La Torre는 말합니다. “모두가 아무 일도 일어나지 않는다고 하며 안절부절못하고 있습니다. 진정하세요.

킬러 앱을 위한 기반 마련

컨설팅 회사 Deloitte에 따르면 올해 말까지 약 200개의 모바일 사업자가 5G 단독모드(PDF) 네트워크 시험 및 구축에 투자할 것으로 예상되며, 이는 지난해의 두 배에 달하는 수치입니다.

연말까지 시장에 출시될 5G 사양의 Release 17은 통신 지연 시간을 더욱 줄여 개발자들이 5G 지원 IoT 애플리케이션을 개발할 더 큰 동기를 제공할 것입니다. “그때가 되면 기업들 사이에서 본격적으로 확산되기 시작할 것입니다.”라고 IDC 애널리스트 Jason Leigh는 말하며, 무선 업계에는 “LTE와 5G 경험의 차이를 분명히 보여주는 킬러 앱이 필요하다”고 덧붙입니다.

2025년에 출시 예정인 릴리스 18에는 5G 네트워크에서 머신러닝 분석을 수행할 때 에너지를 절감하고 데이터 수집을 개선하는 5G Advanced 기능이 포함됩니다.

릴리스 17 및 18의 5G 사양에는 RedCap이라는 ‘축소 기능’ 기술도 포함되어 있으며, 이 기술은 5G IoT 디바이스의 가격을 절반 이하로 낮추는 동시에 에너지 소비를 줄이고 이전 세대 모바일 통신 네트워크보다 더 빠른 데이터 전송 속도를 제공합니다.

10년 후반까지 차세대 무선 통신 기술인 6G가 등장하여 거의 제로에 가까운 지연 시간을 제공할 수 있습니다. 6G는 로봇 간의 인간 개입 없는 통신을 가능하게 하고, 더 많은 터치스크린을 음성 받아쓰기로 대체하며, 활력 징후를 추적하는 더욱 정교한 웨어러블 헬스케어 기기를 지원할 수 있습니다.

한편, 5G 투자가 증가하고 네트워크 성능이 향상되면서 5G 확산에 사업의 상당 부분을 걸고 있는 기업들에게 힘을 실어주고 있습니다. “실제로 운영 중인 첫 번째 네트워크들이 등장하고 있습니다.”라고 Rohde & Schwarz의 Müller는 말합니다. “천천히, 한 걸음씩 다가오고 있습니다.”

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