5G 서비스 구현 위한…기지국 기능 분산 장치 개발 나선다

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5G 개방형 기지국 분산 장치 기술 개념도

국내 연구진이 차세대 5G 무선 접속 네트워크에 필요한 핵심 기술 개발에 착수한다.
본 연구는 중소·중견기업과의 협력을 통해 경쟁력 있는 기술을 개발할 수 있어 국내 5G 인프라 확충은 물론, 글로벌 시장 점유율 확보에 큰 도움이 될 것으로 전망된다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 동적 기능분할을 지원하는 5G 무선접속(NR) 기반 개방형 기지국 분산 장치(Distributed Unit) 개발에 착수했다고 밝혔다.
4일 ETRI 원내에서 공동연구기관 관계자들과 워크샵을 개최한다.
기존 4G 네트워크 구조로는 원활한 5G 서비스를 구현하는데 한계가 있다.
5G 서비스 요구사항을 달성하기 위해서는 기존 구조로는 수백 Gbps급 대용량 통신이 필요해 전송용량에 한계가 있고 비용도 크기 때문이다.
또한, 이동통신 네트워크 구축에 필요한 장비들이 제조사마다 규격이 달라 중소기업들이 시장에 진출하기 어렵고 이동통신 장비 시장이 성장하는데도 한계가 있었다.
이에 ETRI는 대용량 전송이 원활하게 이뤄지면서도 공개된 규격을 사용하는 5G 이동통신 장비(모뎀) 개발에 나섰다.
개방형 규격을 활용하기에 중소·중견기업들의 시장진입이 쉬워 기술이전을 통해 차세대 5G 장비 시장 활성화와 이동통신 장비 수출 확대에 큰 도움이 될 것으로 보인다.
연구진의 목표는 4G 네트워크 구조에서 중앙 기지국에 집중되어 있던 기능들을 분산시키는 개방형 5G RAN 구조 구축이다.
즉, 기지국 하나에서 모든 데이터 처리 기능을 담당하는 것과 달리 기지국 기능을 나누어 일부 하위 기능을 담당하는 분산 장치들로 5G 네트워크를 만드는 것이다.

본 기술이 개발되면 5G 기지국 중앙 장치와 분산 장치를 연결하는 프론트홀 인터페이스의 용량을 크게 개선할 수 있다.
중앙 장치가 수행하던 데이터 처리의 일부 기능을 분산 장치가 담당하면 중앙 장치로부터 수신해야 하는 통신 용량을 크게 줄일 수 있기 때문이다.
또한 모든 기지국 기능이 통합된 장치를 구축하는 것보다 비용이 저렴하기 때문에 분산 장치 구축을 늘려 5G 이동통신 서비스가 닿지 않는 영역을 줄일 수 있다.

연구는 두 단계에 걸쳐 이뤄진다.
1단계는 2021년까지 이동통신 사업자들이 필요로 하는 세계 최고 수준의 기능분할 분산 장치를 개발해 5G 서비스를 효율적으로 제공하는 것이 주 목적이다.
특히, ㈜KT, ㈜테크플렉스, ㈜에프알텍, ㈜쏠리드와 공동개발을 통해 중소·중견기업에서 상용화 가능한 물리계층 기능분할에 중점을 두어 개발할 예정이다.
또한, 5G NR 규격을 준수하면서도 사용자가 체감하는 전송 속도를 높이기 위해 밀리미터파 기반 하이브리드 빔포밍 기술 개발과 능동 안테나 기술도 적용한다.
2단계는 확장형 기능분할 분산 장치를 개발하는 것이다.
1단계에서 개발하는 분산 장치가 중앙 장치와 유선으로 연결된 것과 달리 무선으로 접속할 수 있는 확장형 분산 장치를 개발한다.
ETRI는 2023년까지 저비용, 고효율 확장형 기능분할 5G 무선 장비를 개발해 이동통신 네트워크의 단순화, 구축 및 운용 비용 최소화, 서비스 범위 확보를 목표로 하고 있다.
연구진은 연구개발 성과를 기반으로 핵심 원천 특허를 확보하고 이를 국제표준에 반영하기 위한 국제표준화에도 적극 참여할 계획이다.

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