[기고] 5G 이동통신 시스템 융합 기술 ②

[글=박세환 Ph.D.]
    기술법인 엔펌(ENF) 전문위원(Chief Consultant)
    용인시정연구원 비상임연구위원
    한국생산기술연구원 클린팩토리 구축진단전문가
    한국CCTV연구소 영상보안CCTV산업발전연구회 회장
    한국산업기술진흥협회 ReSEAT프로그램 전문위원

이번 원고에서는 5G 이동통신 시스템의 중추적인 핵심 기술인 웨어러블 디바이스 및 NFC 기술과 빅데이터 분석 기술 관련 동향, 수요 니즈, 시사점 등 5G 융합 기술 이슈에 대해 살펴본다. 그리고 이를 토대로 한국의 5G 이동통신 후보 기술 및 융합 기술을 비롯한 글로벌 특허 기술과 표준화 기술 등 한국의 5G 이동통신 글로벌 경쟁력 이슈에 대해 설명한다.

웨어러블 디바이스 및 NFC 기술과 5G의 융합

5G 이동통신 시스템의 중추적인 핵심 기술인 웨어러블 디바이스에 NFC 플랫폼이 적용되면서, 웨어러블 시장은 모바일 통신 기술 시장의 새로운 블루오션으로 부각되고 있다. 그동안 NFC 기능은 스마트폰에 기본적으로 탑재되고 있으나, 웨어러블 디바이스에는 적용되지 못했었다. 그 이유는 NFC 안테나 크기가 커서 스마트워치에 장착하기 어렵고, 스마트워치가 스마트폰의 보조 기기로 인식되어 NFC 활용 필요성에 대한 관심이 적었기 때문이다.

하지만 안테나 크기를 기존의 5×5㎝에서 엄지손톱보다 작은 크기로 줄이고 NFC 성능을 향상시키면서 NFC 솔루션이 웨어러블 스마트 디바이스 시장에 확산되고 있다. 기술적인 업그레이드도 진행되고 있다. ams코리아는 NFC 부스터를 개발해 안테나의 크기를 획기적으로 줄이고 제조 원가도 낮추어 다양한 웨어러블 디바이스에 장착해 출시하고 있다.

스마트워치를 비롯한 웨어러블 컴퓨팅 기기는 많은 사회적 반응들을 만들어내고 있다. 특히 5G 이동통신 시스템용 웨어러블 디바이스에 NFC 기술이 접목되면서 사업자들은 새로운 시장 창출에 대한 기대를 표하고 있으며, 사용자 입장에서도 생활 편의성 향상에 대한 긍정적 평가를 이끌어 내고 있다.

하지만 이와 동시에 개인정보 유출 및 사생활 침해 문제에 대한 대비책도 마련되어야 한다. 시계나 안경 형태의 웨어러블 기기의 경우 스마트 기기라는 사실을 쉽게 인지하기 어려워 도촬이나 감시의 용도로 사용될 수 있다는 위험성을 내포하고 있다.

웨어러블 기기에 대해 사용자가 느끼는 대표적인 부정적 요인으로는 짧은 배터리 사용 시간이 있다. 이 문제는 4G 시스템 대비 1000배의 에너지 효율성을 향상시킨다는 5G 개발 전략에도 영향을 미칠 수 있는 매우 중요한 사안이다. 이외에 디스플레이 크기 제약에 따른 문자 입력의 어려움은 음성인식 인터페이스로 극복 가능하다.

웨어러블 디바이스 기술은 NFC 기술력을 기반으로 인간 중심의 UI/UX 및 스마트 건강 관리 분야로 확산되면서 창의적인 아젠다를 제시하고 있다. 웨어러블 기기는 스마트폰과 연동되어 서비스를 제공하기 때문에 스마트폰 제조사는 디바이스 시장을, 플랫폼 기업은 서비스 시장을 점유하고 있다. 이들 기술 시장 참여 기업들은 차별화된 앱 개발을 통한 부가서비스 기능, 편리한 UI 기능, 매력적인 디자인 등 사용자의 수요 니즈에 기반한 차별화된 전략을 전개할 필요가 있다.

빅데이터 분석 기술 개요

빅데이터 기술은 클라우드 컴퓨팅, 서버 가상화 및 SNS 기술과 함께 5G 이동통신 시스템의 중추적인 핵심 기술로 접목되면서 기업이나 공공기관 등의 의사 결정에 필요한 고부가가치의 정보 서비스를 제공하고 있다.

모바일 네트워크, 전자상거래, SNS 등에서 하루에 발생하는 비정형 데이터는 2.5EB(엑사바이트) 분량에 이른다. 특히 SNS 채널을 통해 지속적으로 생성되고 있는 거대한 비정형 데이터의 증가로 인해 2020년에는 1인당 평균 보유 데이터양이 130TB까지 증가할 것으로 예상하고 있다. 빅데이터 분석 기술은 이처럼 기하급수적으로 증가하고 있는 인터넷 트래픽을 가상화 기술이나 클라우드 컴퓨팅(Cloud computing) 기술 등을 적용하여 최적의 액세스 방법을 사용자에게 제공하고 있다.

기업이나 공공기관 등의 정책 결정(의사 결정)에 필요한 핵심 정보, 즉 무수히 많은 과거 사례들을 가시성(visibility) 있게 분류(sort)하여 일정한 패턴을 가진 통계 수치로 표현하기 위해 데이터의 실시간 처리(real-time processing), 통합(integration) 및 분석(analysis) 등 보다 체계적이고 효율적인 데이터 관리 기술이 발전하고 있다.

이른바 Fast data platform을 구축하여 고객(사)의 이벤트 기반 실시간 마케팅, 통합 인프라 구축, 사기 탐지 및 통합관제 시스템을 위한 이상 감지 솔루션 등 다양한 비즈니스 모델이 속속 등장하고 있다. 아울러 규모, 다양성, 복잡성 및 속도의 증가 등의 특성을 나타내면서 점차 가치와 활용효과 측면으로 의미가 확대되어가고 있다.

*자료: 한국정보화진흥원(2017.02), Gartner(2017), 김영석(2018.12), 도서출판 하연(2017.02) / 재구성.

빅데이터 분석 기술 동향

글로벌 ICT 경제를 주도하고 있는 메이저 기업들은 앞 다투어 빅데이터 분석 기술 개발 및 서비스 확산에 주력하고 있다. 구글, 페이스북, 애플 및 아마존 등의 인터넷을 기반으로 한 글로벌 기업들뿐 아니라 유통 및 제조 등 다양한 산업 분야에서도 의사 결정 능력 향상에 빅데이터를 적극적으로 활용하고 있다.

2012년 다보스포럼(세계경제포럼)에서는 2012년 떠오르는 10대 기술 중 첫 번째 기술로 빅데이터를 지목한 바 있다. 이에 미국은 2012년 백악관의 과학기술정책실이 주도하고 6개 정부부처가 참여하는 연 2억 달러 규모의 빅데이터 연구개발 이니셔티브를 발표했다. 아울러 영국, 일본 및 싱가포르 정부도 빅데이터 기술 경쟁에 뛰어들었으며 한국은 2011년 11월 교육과학기술부 등 5개 정부 기구 공동으로 빅데이터 마스터플랜을 추진했다.

이처럼 글로벌 ICT 기업들이 빅데이터 분석 기술 개발에 주력하고 있는 이유는 ‘수집-조직화-저장-검색-공유-분석-시각화’라는 Supply chain을 갖는 방대하고 복잡한 데이터 집합체를 전통적인 데이터 관리 도구로는 수용할 수 없다고 판단했기 때문이다.

국내의 빅데이터 활용 기술개발 우수 사례로는 이동통신3사의 내비게이션 서비스 및 신용카드사들의 신상품 개발 등을 들 수 있다. 최근 국내의 빅데이터 관리 솔루션 업체인 넥스알은 ‘넥스알 빅데이터 어날리틱스 플랫폼’을 출시해 업계의 주목을 받고 있다.

빅데이터의 90% 이상을 차지하는 비정형 데이터에는 고객의 행태, 감정과 시장 트렌드 정보가 숨어 있으며, 거대한 데이터를 직접 다룰 수 있게 되면서 정보의 손실과 왜곡이 줄어들고 빠른 유통 속도로 인해 발생하는 현상에 대한 실시간 감지와 대응이 가능해진 것도 빅데이터의 중요한 가치이다.

아울러 스마트 미디어 기기의 확산으로 개인별 라이프로그(life-log, 개인의 생활이나 일상을 디지털 공간에 저장하는 일), 지리적 위치 및 주변 상황 등 광범위한 데이터의 수집이 가능해지면서 모바일 기기와 센서 네트워크가 연결된 초고속 데이터 이용을 촉진하고 있다.

빅데이터 기술의 시사점

2012년 1월 세계경제포럼을 계기로 2012년을 빅데이터의 원년으로 삼고 전 세계적으로 빅데이터에 대한 논의가 다양하게 이루어졌다. 이는 국내 빅데이터를 활용한 스마트정부 구현 방안에 대해 커다란 동기를 부여하고 있다. 이를 토대로 빅데이터 국가전략포럼을 실시하고, 빅데이터 마스터플랜을 추진하고 있다.

공공, 행정, 기업 비즈니스 분야에서는 전략적으로 빅데이터를 활용하여 높은 부가가치를 창출하고 있다. 국내외 빅데이터 활용 동향을 보면 빅데이터의 중요성이 강조되면서 개인정보 및 지식재산권 보호, 데이터 분석 인프라 구축에 대한 이슈가 주목을 받고 있음을 시사하고 있다. 국내 기업 환경은 빅데이터 관리 및 분석 등에 필요한 지식 기반이 아직은 다소 취약하고 인프라 부족 등으로 인해 빅데이터를 경영에 접목시킨 사례가 많지 않은 편이다. 주로 글로벌 기업의 기술과 오픈소스 솔루션에 의존하고 있는 실정이다.

아울러 빅데이터를 활용한 분석 결과를 보호할 수 있는 적절한 가이드라인도 필요하며, 하드웨어, 소프트웨어, 인력 등 빅데이터 산업 인프라 구축을 위한 산/학/연/관/민의 공동노력이 필요하다. 빅데이터 분석 기법에 대한 긍정적인 효과를 5G 이동통신 시스템과 접목시키기 위해서는 기하급수적으로 증가하고 있는 데이터 트래픽을 효과적으로 수용(저장, 관리, 유통 등)할 수 있는 플랫폼 개발을 서둘러야 한다.

또한 빅데이터에 대한 1차 분석 결과를 2차, 3차 재가공하여 실제 비즈니스에 적용할 수 있는 방안이 필요하다. 이러한 평가 결과를 피드백하여 문제점을 해결한 후 분석-실행-평가가 선순환 될 때 최적의 비즈니스 시스템을 구현할 수 있을 것이다.

한국의 5G 이동통신 글로벌 경쟁력 이슈

한국의 5G 이동통신 후보 기술 및 융합 기술 등의 글로벌 특허 경쟁력은 2013년 기준 2위(1위 미국, 3위 스웨덴), 기술 수준은 1위인 미국 대비 90.4%를 기록했다. 반면, 5G 이동통신 관련 순수 기본 기술 분야에서는 한국의 특허 경쟁력이 글로벌 평균 수준을 밑도는 것으로 나타났다. 한국보다 표준 특허 건수가 적은 스웨덴과 네덜란드는 특허의 질적 수준 지표인 피인용 지수와 시장 확보 지수가 한국보다 높게 나타났다. 이처럼 보유하고 있는 표준특허 수와 시장 지배력은 다르게 나타 날 수도 있다.

표준화의 경우 이제 막 경쟁이 시작된 단계이고 특허 기술 개발의 경우 국가 간, 기업 간 보안이 강화된 가운데 진행되고 있다. 국내 5G 이동통신 시스템 관련 국제 표준화의 경우 양적인 성장은 이룩하였으나 질적인 성장은 아직 미진한 편이다. ITU-T의 기고서 제출 순위는 2위(1위 중국), 국제의장단 의석은 3위(1위 미국, 2위 중국), 표준특허 보유수는 6위(1위 미국, 2위 일본, 3위 핀란드, 4위 프랑스, 5위 독일)를 기록하고 있다.

한국은 2020년 4월 세계 최초로 5G 시스템의 상용 서비스를 개시한 국가로서 세계 1위 도약을 목표로 글로벌 시장 지향형 핵심 기술(후보 기술이나 융합 기술 등) 개발에 주력할 필요가 있다. 현재 우리나라는 국내 유무선 네트워크 인프라를 기가급 이상으로 향상시키고 CPND(콘텐츠 및 서비스/플랫폼/네트워크/디바이스) 기술을 획기적으로 향상시키는 동시에 서비스 실증을 통해 이를 검증하여 5G 이동통신 시대에 대응해 나가고 있다.

이를 위해 2013년부터 기가코리아 구축 사업을 진행하고 있다. 이는 실감형 3D, 4D, 홀로그램 콘텐츠를 실시간 양방향으로 전송할 수 있는 Gbps급 유무선 통합 인터넷 개발을 핵심으로 하고 있다. 기가코리아 구축 사업을 통해 사용자 맞춤형 실감 서비스를 제공함으로써 라이프 스타일의 획기적인 변화가 있을 것으로 기대된다. 이 사업을 통해 새로운 비즈니스 모델을 창출하기 위해서는 민간 및 산업계의 의견 수렴을 통해 전체 시스템 사양을 점검해 나갈 필요가 있다.