5G와 스마트시티

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스마트시티는 5G 통해 더욱 지능적인 교통 관리와 공공 치안 테크놀로지의 도입이 가능해질 것이다.

몇 년간의 소란 끝에 이제는 5G 무선 네트워크를 미국 전역의 도시에서 찾아볼 수 있다. 5G가 4G나 LTE와 같이 일상에서 찾아볼 수 있게 보급되려면 수 년이 걸리겠지만, 차세대 셀룰러 테크놀로지는 스마트시티 도입에 있어 특정한 분야에서 의미 있는 발전을 가져올 것으로 전망된다.

스마트시티의 5G는 더욱 지능적인 운송과 교통 애플리케이션을 불러오고, 초기 사용자들에게 넓은 대역폭과 더욱 다양한 네트워크 자원을 제공할 것이다.

5G는 스마트시티 애플리케이션을 현재 LTE가 지원하는 것보다 엄청나게 향상시키지는 않겠지만, 확실한 건 일부 애플리케이션에 중요한 혜택을 불러옴과 동시에 더욱 넓은 범위의 사물인터넷 센서와 디바이스들을 가능하게 만들 것이다.

“IoT의 번영과 곧 다가올 5G 커넥티비티의 발전은 최초의 진정한 스마트시티 대문을 활짝 열어줄 것이다”라고 CSG의 미국과 아시아태평양 지사의 대표인 Ian Watterson이 ZDNet에 전했다. “스마트시티를 이론에서 실용으로 탈바꿈하는 데 있어 주요 장애물은 IoT가 생성하는 데이터의 양을 통제하고 처리하기 위한 스피드와 광대역이었다. 대중 교통에서부터 법률 집행까지의 모든 분야에 해당된다.”

증가하는 IoT 디바이스의 수와 종류 및 애널리틱스와 인공 지능의 진화와 함께, “5G는 분명히 혁신을 가져오며 기존 모바일 테크놀로지로는 불가능했던 규모의 도시를 위한 새로운 솔루션을 제공할 것이다,” IDC Government Insights 연구기관에서 스마트 도시와 교통을 담당하는 리서치 디렉터, 마크 자노니(Mark Zannoni)가 말한다.

5G 무엇인가?

우선 5G란 셀룰러 테크놀로지의 다섯 번 째 세대이다. 5G는 LTE보다 적게는 10배에서 많게는 100배 빠른 데이터 스피드로 대기 시간을 밀리 초로 줄인다. 여기서 대기 시간이란 네트워크 상 데이터 커뮤니케이션에서 일어나는 모든 종류의 딜레이를 말한다.

5G는 모바일 네트워킹, IoT와 고성능 산업 통제 시스템을 위해 설계되었다. ZDNet이 보도한 바와 같이 대부분의 사람들은 5G 디바이스를 현재 4G를 사용하는 방식과 같이 사용할 것이고 5G는 현재 4G를 잇는 최고의 답안이다. “지금 단계의 5G는 NSA(비단독모드)로 알려져 있는데 그 이유는 기존 LTE 네트워크와 연동 및 상호 정보 교환이 가능하기 때문이다.”

자노니 디렉터는 “LTE보다 더 높은 도약”으로 차세대를 만들어 갈 네트워크 혁신이 5G 규격에 내장됐다고 한다.

첫번째는 지연 시간이다. LTE 네트워크 지연 시간은 현재 대부분 50-100 밀리 초 사이라고 자노니는 말한다. “5G 규격은 최대 4 밀리 초의 지연 시간을 필요로 하고, 많은 애플리케이션의 지연 시간이 실제로는 1 밀리 초도 되지 않을 것으로 보고 있다”고 그는 말한다. 이는 네트워크 지연 시간이 매우 짧다는 것을 의미한다.

5G의 데이터 속도와 처리량은 LTE보다 100배정도 빠르다. PC 매거진(PC Magazine)이 4월 시행한 테스트에서 달라스(Dallas)에 있는 AT&T의 5G 네트워크 속도는 초당 1.3 기가비트를 기록했다. 반면 CNET이 5월 시카고(Chicago)에서 실행한 버라이즌(Verizon) 커뮤니케이션스 의 5G 네트워크 속도는 1.3 Gbps의 다운로드 속도를 기록했다.

5G는 또한 엄청난 네트워크 연결망 밀도를 구축한다. “LTE 타워가 2,000개의 동시 연결이 가능하다면 5G 규격은 제곱 킬로미터 당 최소 100만개의 연결이 가능하다”고 자노니는 말한다.

스마트시티의 5G 애플리케이션

5G를 둘러싼 광고와 선전에도 불구하고 자노니는 현존하는 여러 스마트시티 애플리케이션에 5G의 고(高) 데이터 속도, 짧은 대기시간 및 엄청난 연결망 밀도가 반드시 필요한 것은 아니라고 말한다. 스마트 쓰레기 수거나 스마트 주차에 넓은 네트워크 대역폭이 필요할 뿐이다.

그러나 5G는 도시 전역의 분석이나 자동화처럼, 도시가 실시간으로 스마트시티 플랫폼을 통해 연결하고 조직화할 수 있는 훨씬 많은 수의 IoT 종점을 가능케 한다고 말한다. “특히 교통과 치안 부문에서는 5G가 엄청난 결실을 맺을 수 있다”고 말한다.

교통 부문에서 5G(근거리 전용 고속 패킷 통신 시스템(DSRC)으로 알려진 5G의 경쟁 규격과 마찬가지로)는 커넥티드 차량이 주변 다른 차량들에 근거해 “실시간으로 행동 가능한 데이터를 이용할 수 있도록 해줄 것이다. 또한 이는 자율주행 차량에게 핵심적 요소이며, 모든 도로 사용자들에게 해당되는 안전 장치다”라고 자노니는 말한다.

자율주행 기능 대신 단지 5G 핫스팟만 가지고 있는 차량일지라도 교통 안전도는 향상될 수 있다. 만약 고속도로에서 시속 60마일로 달리는 운전자 한 명이 얼음 한 조각에 부딪힌다면 “차량에 탑재된 센서를 통해 얼음에 대해 판단하고 뒤따라오는 차량들(심지어는 고속도로 정비팀)이 적절한 대응을 하거나 또는 얼음을 피하고 치우게 하기까지 신호를 보내는데 매 밀리 초가 중요할 것이다”라고 자노니가 말한다.

5G는 또한 도시에서 교통 및 도로 정보, 안전 알림, 통행 상황 및 교통 신호와 횡단보도와 같이 차량과 인프라 간 양방향 커뮤니케이션 기능도 향상시킨다.

아울러 5G는 스마트도시의 치안 관련 기관에 도움을 주기도 한다. 경찰서가 점점 더 넓은 광대역의 미디어와 많은 양의 데이터를 수신 받는다고 한다.

“카메라, 오디오 센서와 기타 IoT 디바이스가 구축되고, 더 많은 스마트폰 사용자들이 사진, 오디오, 비디오를 저장할수록, 수신되는 데이터의 양과 종류가 급증하고 있다,” 그는 말한다.

이러한 증가는 기존 치안 관련 기관들의 거의 모든 정보 사용 능력을 압도시킬 것이다”라고 그가 말한다. 만약 새로 수신되는 비디오나 다른 데이터가 AI나 기타 툴을 통해 실시간으로 분석되고 제대로 통합된다면, “그 정보는 비상 대응 시간을 줄이고 상황 인식 기능과 운영 기능을 향상시킬 수 있다”고 덧붙인다.

스마트시티에는 어떤 5G 인프라가 필요할까?

무선 이동통신사들은 새로운 도시에서 수시로 5G 네트워크를 구축하고 있다. 7월말, 버라이즌은 이전 시카고, 미니애폴리스, 덴버와 로드아일랜드(R.I.) 지역에서 런칭한 것에 추가로 아틀란타(Atlanta), 디트로이트(Detroit), 인디애나폴리스(Indianapolis)와 워싱턴, D.C.(Washington, D.C.)에서 5G를 구축했다.

IT 저널인 TomsGuide는 AT&T가 20개의 도시에 네트워크를 가지고 있으며 올해 말까지 30개 도시를 목표로 하고 있다고 보고했다.

Sprint는 현재 아틀란타, 시카고(Chicago), 달라스(Dallas), 휴스턴(Houston)과 미주리(Mo.)의 캔자스 시티(Kansas City)에 5G를 보급하고 있으며 올해 말까지 9개 도시를 목표로 하고 있다.

T-Mobile은 아틀란타, 클리브랜드(Cleveland), 달라스(Dallas), 라스베가스(Las Vegas), 로스앤젤레스(Los Angeles)와 뉴욕시(New York City)에 5G를 운영 중이며 마찬가지로 올해 말까지 30개 도시를 목표로 한다.

5G 네트워크를 출시하면서 이동통신사들은 그들이 5G 서비스를 위해 사용하는 무선 스펙트럼에 맞는 새 라디오와 안테나를 설치해야 한다.

여러 이동통신사들이 저(低) 대역(1기가헤르츠 이하) LTE를 사용하는 것만큼 빌딩을 잘 통과하지 못하는 5Gdp 밀리초 파 스펙트럼을 사용하고 있다. 이는 스몰 셀(small cells)을 포함해 특히 인구 밀도가 높은 도심 지역에서 더 많은 전지를 필요로 한다.

스몰 셀이란 더 큰 전지 타워가 작은 라디오 장비와 안테나로 쪼개진 것으로 주로 거리 조명, 빌딩 옆과 전신 주에 사용된다. 그러나 샌디에고(San Diego)와 같은 몇몇 도시에서는 5G 스몰 셀이 주변 환경의 아름다움을 해친다는 주민들의 비난때문에 안테나 규제에 대해 재고해야만 했다.

또한 자노니는 교통 통제 시 도로 장치가 구축되어야 한다(5G 또는 DSRC) 말한다. 그는 도로 인프라에서 탑승 차량까지 무선 커뮤니케이션을 제공하는 라디오 안테나가 필요하다고 말한다.

(이 글은  Statetech에 게재된 How Will 5G Networks Impact Smart Cities?를  번역 정리한 것이다)

정리:라니 최

 

 

 

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