“연결성과 보안성, 지능의 개선” 사례로 살펴보는 프라이빗 5G의 이점

5G를 둘러싼 과대 홍보 양상은 미국 애니메이션 <우주가족 젯슨>에 묘사된 것과 같은 미래지향적인 모습부터 밑도 끝도 없는 음모론까지 다양하다. 

소비자 입장에서 5G가 제공하는 이점은 여전히 실속이 적다. 기술이 워낙 새롭고 지원되는 기기 종류가 적으며, 아직 대부분 인프라는 4G LTE 이전 것이어서 5G 기능의 활용 방법이 아직 연구 단계에 머물고 있기 때문이다. 하지만 기업에서는 5G가 공장과 현장에서 구체화하기 시작했다. 
 

무인 자동차는 아직 요원할지 모르지만, 현재 기업의 5G 시범 프로젝트는 자율 주행 지게차와 레이저 유도 딸기 수확기, 태풍 시 해저 석유 굴착장치 원격 제어 시행에 이르기까지 다양하다. 또한 5G와 로보틱스, AI를 결합한 인력난 해결 방안도 강구하고 있다. 여기에는 인간 근무자를 대체하는 자율 드로이드 및 드론, 로봇 웨이터, 자동 수확기 등과 같은 장비가 활용된다.

캘 폴리 : 연결성 개선과 자동 실행 정책

5G가 약속하는 혁신을 실현하기 위해 캘리포니아 폴리테크닉 주립 대학교(이하 캘 폴리)는 AWS 및 FW(Federated Wireless)와 함께 샌루이스오비스포 소재 캠퍼스 전체에 사설 5G 네트워크를 설치하고 있다. 사설 5G 네트워크는 캘 폴리의 새로운 디지털 트랜스포메이션 허브(Digital Transformation Hub, DxHub)를 뒷받침하는 동시에 캠퍼스 전체의 연결성을 개선할 것으로 기대된다.
 
캘 폴리 CIO 빌 브리튼은 “캘 폴리는 데이터 주도형 환경이다. 진정한 가치를 끌어내기 위해 데이터는 필요한 곳으로 계속해서 이동해야 한다”라고 말했다. 

캘 폴리의 구형 와이파이 네트워크는 그 데이터의 무게에 압박을 받고 있었다. 5G 옵션을 조사하기에 앞서, 캘 폴리의IT팀은 데이터로 인한 기존 네트워크 과부하가 어떻게, 어디에서, 왜 일어나는지 확인하기 위해 네트워크 검사를 실시했다. 

사용량을 구성요소 단계까지 추적한 결과, 엑스박스 한 대가 2TB에 가까운 데이터를 다운로드하는 등의 문제점을 발견했다. 학생 한 명의 게임 콘솔이 전 세계 1,500명이 넘는 사람을 위한 게임용 허브 역할을 하면서 캘 폴리 대역폭을 모두 써버린 것이다.

브리튼은 “신입생 등록 기간이나 기말 시험 기간 동안 엑스박스 한 대가 그렇게 많은 대역폭을 소비하면 어떻게 될까? 단순히 대역폭을 추가하면 된다는 생각은 잘못됐다. 와이파이는 항상 인프라 자체가 주요 한계 요인이다”라고 지적했다. 

비용이 많이 드는 트래픽 관리 애드온이 없다면 구형 와이파이는 핸드오프나 간섭 문제, 부족한 로밍 기능 등의 심각한 한계가 있다. 캘 폴리에 5G 네트워크가 설치되면 SaaS의 클라우드 기반 장점과 5G가 사용하는 시민 광대역 무선 서비스(Citizen’s Broadband Radio, CBRS) 대역폭을 활용할 수 있다. 

브리튼은 “새로운 장비와 애플리케이션을 도입하여 스마트 건물과 스마트 농업의 혁신을 주도하고 있으며, 이제 보다 안정적으로 데이터를 A 지점에서 B 지점으로 옮길 수단이 생겼다. FW와 AWS로부터 디지털 캠퍼스를 실현할 5G 백본을 제공받고 있다”라고 말했다.

현재 캘 폴리에서는 여러 분야의 교수진과 학생들은 스마트 온실, 자율 농업이 포함된 프로젝트와 캠퍼스의 디지털 트윈을 만들기 위한 건설 관리 시범 사업을 진행하고 있다. 캘 폴리는 5G 네트워크의 멀티테넌시 기능을 활용해 다양한 요건과 사용자 그룹에 맞게 리소스를 나눌 수 있다. 즉, 사설 5G 리소스는 학생들과 교수진이 착수하는 모든 프로젝트를 수용할 수 있도록 확장할 수 있을 뿐만 아니라 예컨대 교실의 대역폭이 게임용 콘솔에 뺏기지 않도록 하는 정책을 자동으로 실행할 수도 있다.

델 콘카 USA : 공장 자동화 지원

델 콘카 USA(Del Conca USA)는 주거용 및 상업용 타일을 제작하는 이탈리아 소재 글로벌 업체 델카 콘카 그룹의 자회사로, 미국 테네시 주 루돈에서 다양한 자동화 시스템과 IoT 장비를 활용하는 30에이커 규모의 제조 공장을 운영한다. 

델 콘카 USA의 IT 운영 책임자 루카 치치아렐리는 “까다로운 대규모 제조 환경에서 운영되므로 안정적인 무선 이동성과 연결성이 운영 성공에 필수적이다”라고 말했다.

델 콘카는 수십 대의 무인 운반 차량(Automated Guided Vehicle, AGV)을 운영한다. AGV는 사람이 조작하는 지게차와 함께 작동하며, 두 장비 모두 타일 운반대를 옮길 때 무선 통신으로 연결된 PLC(Programmable Logic Controller) 시스템의 도움을 받는다. 또한 근무자는 휴대형 모바일 태블릿을 활용해 백엔드 창고 관리 시스템에 접속한다. 생산 라인에서는 공장 직원이 무선 네트워크를 이용해 장비 문제, 품질 관리 문제, 기타 생산 관련 문제를 보고한다.

간섭, 혼잡, 신호 차단 등으로 IoT의 네트워크 연결이 방해받으면 델 콘카의 생산 공정이 멈춘다. 와이파이 네트워크상 장비들은 약한 신호 강도(-80dBm 미만일 경우가 많음) 때문에 방해받는 경우도 빈번하다. 이 강도로는 AGV와 지게차가 PLC와 안정적인 연결을 유지하거나 심지어 설정하기에도 부족했다. 구형 와이파이 시스템의 끊임없는 고장으로 인해 트럭 적재 시간이 길어졌고 적재 오류가 더욱 잦아졌으며, 운영자는 물건을 찾느라 시간을 낭비했고 생산이 밀리는 상황까지 발생했다.

치치아렐리는 “델 콘카의 구형 와이파이 시스템은 불안정했다. 사업의 기본이 되는 필수 생산 공정을 지원하는 데 필요한 안정성과 가동시간을 제공하지 못했다”라고 설명했다.

이런 문제를 해결하기 위해 델 콘카 USA는 사설 5G 옵션을 조사하기 시작했다. 델 콘카 IT팀은 다양한 사설 무선 서비스와 공공 이동통신 서비스를 평가한 끝에 4GE LTE와 5G를 비롯한 다양한 연결 범위 옵션을 제공하는 첼로나(Celona)의 사설 무선 시스템을 선정했다.

와이파이와 비교했을 때 셀룰러 네트워크는 사용하는 주파수 대역이 더 넓고 신호 처리 메커니즘도 더 효율적이어서 연결 범위 및 이동성 문제가 줄어든다는 장점이 있다. 첼로나의 네트워크를 통해서는 신호 강도가 최저 -100dBm일 때도 AGV와 지게차가 연결을 유지하고 안정적으로 데이터를 전송할 수 있다.

델 콘카 생산 라인 근무자들은 이제 CBRS가 직접 지원되는 첼로나 사설 무선 인프라에 휴대형 장비를 연결해 생산량 확인, 진행 지표 보고, 생산 상세내용 추적 등의 작업을 수행한다. 또한 델 콘카 직원들은 스트리밍 동영상을 통해 중요한 생산 활동을 원격으로 추적 관리할 수 있다.

미 국방부 : 항공기 준비 태새 개선

안정적인 무선 네트워크는 단순히 농업과 산업뿐 아니라 국가 안보를 위한 필수 인프라다. 이는 러시아가 우크라이나를 공격한 이후 거의 매일같이 입증되고 있다. 

미군은 전 세계 경쟁 군대보다 기술적으로 우월하다는 사실에 오랫동안 자부심을 가져왔다. 그러나 세간의 주목을 끈 여러 건의 해킹 및 데이터 유출 사건에서 확인된 것처럼 미군의 사이버보안 태세는 최신 위협에 맞서 진화할 필요가 있다.

미 국방부는 최근 휴즈 네트워크 시스템즈(Hughes Network Systems), 디시 네트웍스(DISH Networks) 등의 업체에 워싱턴 주 휘드비 아일랜드 해군비행장에 사설 5G 네트워크를 구축하는 1,800만 달러 규모의 계약을 발주했다. 휴즈 네트워크 시스템즈가 주요 도급업체로 배포 작업을 맡았으며, 저대역, 중간대역, 고대역(mmWave) 스펙트럼을 결합해 제공하는 디시 와이어리스(DISH Wireless)의 스펙트럼을 활용할 예정이다.

3월 공식적으로 시작된 이번 배포 작업은 미 국방부에서 계속 진행 중인 5G 실험의 일환이다. 시스코, 인텔, 보잉고 와이어리스(Boingo Wireless), JMA 와이어리스(JMA Wireless) 등 타 무선 업체의 기술도 아우를 예정이다.

이 사업은 막대한 분량의 데이터를 고속으로 처리해 항공기 준비성을 높이는 것이 목적이다. 5G는 비행 대기선에 걸친 실시간 통신 조율을 개선해 유지 보수 시간과 임무 사이에 필요한 준비 시간을 단축할 것으로 예상된다. 작전과 비행 트래픽 관리도 지원하게 된다.

5G로 확장되는 기업 엣지

캘 폴리, 델 콘카 USA, 휘드비 아일랜드 해군비행장에서는 사설 5G의 도움으로 조직의 외부 엣지를 디지털화하고 있다. 5G는 셀룰러의 이동성, 로밍, 그리고 연결 범위 측면의 장점과 더불어 SD-WAN과 SASE가 제공하는 엔드투엔드 암호화, 지능적 라우팅, 자동 QoS 실행과 같은 고급 WAN 보안 및 관리 기능 중 다수를 제공한다.

각 배포 작업은 아직 시범 단계 또는 초기 롤아웃 단계에 있다. 따라서 5G를 주류 WAN 옵션으로 간주하려면 먼저 극복해야 할 장애물이 있을 것이 확실하다. 그러나 현재로서는 엣지에 더 많은 연결성과 지능, 보안이 필요한 기업은 사설 5G를 점차 개선되고 있는 실용적인 기반 기술로 간주할 수 있을 것이다.
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