5G, 스마트시티서 자율주행차·에너지와 찰떡궁합

5G, 스마트시티서 자율주행차·에너지와 찰떡궁합

스마트시티 핵심 기술 '5G'

김태환 기자

2018.03.20

짧은 글주소 복사

Note! 위 주소를 드래그, 복사(Ctrl+C)하여 사용하세요.

본문

-

스마트시티 핵심 기술 '5G'

[테크M = 김태환 기자] 기존 4세대 이동통신 기술보다 다운로드 속도가 70배 빠른 5세대(5G) 이동통신은 스마트시티를 떠받치는 핵심 네트워크가 인프라가 될 것이란 전망이 많다. 국제전기통신연합(ITU)에 따르면 5G는 최대 다운로드 속도가 20Gbps, 최저 다운로드 속도는 100Mbps를 구현해야 한다.

또 1㎢ 반경에 있는 100만개 기기에 IoT 서비스를 제공할 수 있고, 속도가 시속 500㎞ 이상인 열차에서도 자유로운 통신이 가능해야 한다. 5G는 사물 간 통신을 지원하는 사물인터넷(IoT)에서 지연시간을 크게 줄여, 빠르고 안정적인 서비스를 가능케 한다. 특히 자율주행차, 스마트그리드를 위한 실시간 전력현황 점검, 증강현실(AR)과 가상현실(VR)이 적용된 서비스에서 존재감이 커질 것이란 예상이다.

5G와 스마트시티 융합 행보 이미 본격화

우선 자율주행차 환경에서 5G가 갖는 역할은 크다. 시속 100km 이상 달릴 수 있는 자율주행 자동차의 경우 저지연성이 필수적이다. 도로 위에서 수십, 수백대의 차량이 간격을 확인하고 사고가 나지 않도록 유지하기 위해서는 즉각적으로 반응할 수 있는 역량이 필요하다. 아이들이 도로로 뛰어 나오는 등 돌발 상황에도 자동차가 신속하게 대응하려면 5G가 갖는 실시간성은 중요한 요소다.

에너지 분야에서도 5G가 도움이 될 것이라는 기대감이 크다. 전력을 효율적으로 관리하는 스마트그리드 시스템은 스마트시티를 구성하는 중요한 축으로 부상했다. 스마트그리드는 크게 도시 내 건물들의 조명, 냉·난방, 주요 전기설비 운영 등에 대한 조절을 통해 피크전력 시간대 에너지 사용을 절약하고, 새벽시간대 잉여에너지를 저장·판매해 비용을 절감할 수 있다.

도시 안전과 밀접한 관제, 보안 분야도 5G의 기술적 특성을 필요로 하는 영역이다. 화재가 발생했을 때 실시간으로 소방센터에 알리고, 주변 시민에게 대피명령을 내리려면 지연시간은 적을 수록 좋다.

5G는 AR과 VR 도입을 통해 새로운 서비스를 제공할 가능성도 높여준다. AR의 경우 실제 현실에 디지털 정보를 덧씌우는 형태로 제공되고, VR은 새로운 공간에서 가상 체험을 가능케 한다. 이런 기술을 활용할 경우 시설점검이나 교육, 콘텐츠 분야에서 효율적인 서비스를 제공할 수 있게 된다.

건물 파이프라인에 대한 점검을 진행한다면, 기존에는 설계도면을 보고 파이프를 육안으로 확인했지만 AR기술은 디스플레이 상에서 도면과 실제 파이프의 차이점을 바로 짚어줄 수 있다. 교육 분야에서는 학생이 교실에 앉아서 VR헤드셋을 쓰고 세계 명소에 직접 간 것과 같은 체험을 할 수 있다. 도시의 공원 같은 곳에서도 공원 생태계에 대한 정보를 AR로 제공하게 된다.

5G와 스마트시티를 융합하기 위한 관련 업계의 행보도 본격화됐다. SK텔레콤은 최근 국토교통부 산하 한국교통안전공단과 함께 경기도 화성에 위치한 자율주행 실험도시 ‘케이-시티(K-City)’에서 2대의 5G자율주행차가 교통 정보를 주고받는 ‘협력 운행’에 성공했다.

SK텔레콤과 공단이 개발하고 있는 5G 자율주행차는 ▲5G 차량통신 기술(V2X, Vehicle to Everything) ▲3D HD맵 ▲딥러닝 기반 주행 판단 기술을 활용해 서로 통신하고, 신호등·관제센터와 교통 상황을 주고받는다. 케이-시티에서의 시연은 스쿨존·교차로·고속도로 상황 등으로 구성된 자율주행 트랙 약 2km 구간을 달렸다.

SK텔레콤 관계자는 “이번 시연에서 자율주행차는 5G통신망을 통해 보이지 않는 곳의 위험까지 미리 인지하고, 사전에 대응하는 모습을 보였다”면서 “자율주행차는 5G망으로 1초에 수백 번 이상 관제센터 및 다른 자율주행차와 통신하며 사고 위험을 최소화 했다”고 설명했다.

KT의 경우 스마트그리드 분야에 투자를 확대하고 있다. 2009년 제주 스마트그리드 실증사업과 국책과제 개발에 참여한 경험을 바탕으로 2015년 경기도 과천시에 KT-MEG 관제센터를 오픈했다. 센터에서는 에너지 생산·소비·거래 분야 1만1000여 개 사이트의 에너지 상황을 실시간으로 관제한다. 특히 AI기반 분석엔진 ‘e-브레인’과 5G 통신기술을 융합해 실시간으로 분석 서비스를 제공하게 된다. e-브레인은 사물인터넷(IoT)을 통해 에너지 사용 빅데이터를 수집하고, 고객 에너지 소비와 생산 패턴을 실시간 분석·예측한 뒤 맞춤형 컨설팅과 제어 서비스를 제공한다.

실제 KT의 서비스가 적용된 대구의 한 아파트는 공용 전기요금을 연간 1000만 원(약 76%) 절감했으며, 광주의 레포츠시설은 노후 설비 교체 및 최적 운전 제어를 통해 연간 2억1000만 원의 에너지 비용(약 75%)을 아꼈다.
5G 인프라는 4G나 3G에 비해 기지국 크기는 작고 밀집도는 높다. 구두상자 크기의 안테나가 기존 빌딩, 가로등, 전봇대 등에 추가된다. 통신 관련 업계 단체인 CITA에 따르면 5G 기지국을 설치하려면 4G나 3G 대비 10~100배 많은 장소가 필요할 것이란 전망이다.

지금의 정부 정책으로 이같은 변화를 감당하기는 비효율적일수 있다. 그런만큼, 정부는 5G 인프라 확산을 위해 기존 기지국 설치 허가 절차의 효율성을 강화해야 한다는 목소리가 커지고 있다. 인프라 성격 측면에서도 고민할 부분들이 있다. 자율주행차를 예로 들면, 5G는 차량과 주변 환경간 통신을 의미하는V2X(Vehicle-to-everything ) 기술로도 주목받고 있다. 통신 업체 입장에서 보면 V2X는 5G를 키울 수 있는 매력적인 비즈니스다. 그러나 정부에게 V2X는 교통 인프라로서의 성격을 갖는다. 지능형교통시스템(Intelligent Transport Systems: ITS)의 연장선상에서 볼 수 있다는 얘기다. 미국 정부가 모든 차량에 V2X 기술 탑재를 의무화 하려는 것도 V2X가 갖는 교통 인프라로서의 성격 때문이다.

현재 시점에서 각국 정부는 V2X 인프라로 웨이브 기술을 지원하는 모습이다. 한국 국토교통부 역시 서울시와 제주도에서 웨이브를 활용한 차세대 지능형교통시스템 실증사업을 추진하겠다고 발표했다. 국토교통부는 또 전자부품연구원과 이미 오래전부터 웨이브 관련 기술을 개발해왔다.

5G 기반 V2X는 정부가 아니라 민간 통신 업체들이 주도할 수밖에 없다. 정부가 5G망까지 직접 깔기는 무리가 있다. 그런만큼 5G가 스마트시티가 갖는 공공성을 제대로 아우르는 인프라가 되기 위해서는 정부와 민간 통신 업체들이 적극적으로 협력할 필요가 있다는 지적이다.

[테크M = 김태환 기자(kimthin@techm.kr)]