5G 시대, 무엇이 달라질까?

5G 시대가 접어들었습니다. 지난 4월 3일 세계 최초로 우리나라에서 5G 상용화가 됐었습니다. 5G 기술은 소비자 뿐만 아니라 산업계를 뒤흔들고 있습니다. 그만큼, 이와 관련해서 안전 문제와 관련된 몇 가지 우려도 있는 것이 사실인데요. 5G는 정확이 무엇이며, 우리 일상생활에 어떤 변화를 의미하는 것일까요?

대부분의 사람들은 5G를 단순 빠른 인터넷 접속이라고 생각합니다. 물론 사실입니다. 4G LTE 세대 대비 20배 빠른 속도로 초고속, 초저지연, 초연결을 의미합니다. 몇 초 만에 고화질 HD 영상을 스마트폰에서 다운로드할 수 있습니다. 그러나 5G는 단순히 개인 사용자에게 편리한 인터넷 그 이상을 뜻합니다. 5G는 우리가 살고 있는 세상을 획기적으로 변화시킬 수 있는 무궁무진한 잠재력을 가진 기술입니다.

5G는 유사한 주파수 대역을 사용해 기존 4G 기술을 보완하기도 하지만, 더욱 높은 데이터 전송률과 향상된 안전성, 낮아진 지연성을 지원합니다. 이동통신사 및 전자기기 제조업체들은 이전에 사용되지 않았던 이동 통신이 아닌, 항공 우주 및 레이더 통신에서 일반적으로 사용되는 주파수 대역을 사용할 수 있게 됩니다. 따라서 새로운 무선 전파 기술과 함께 네트워크 용량을 엄청나게 증가시킬 수 있습니다. 일반 소비자 전자기기, 차량 및 IIoT(산업용 사물인터넷) 장치를 포함하는 연결할 수 있는 장치의 수가 엄청나게 증가합니다.

도시, 경기장, 고속도로, 제조 현장과 같은 곳들은 사람이 많이 몰리는 만큼 엄청난 전자기기들이 밀집된 지역입니다. 이러한 지역들은 여러 기지국을 통해 넓은 범위의 지속적인 무선 네트워크 커버리지를 사람들에게 제공할 수 있습니다. 그러나 다중 경로 효과(multipath effect)에 인해서 전파가 건물 벽과 같은 장애물 때문에 반사되기도 하여 오히려 커버리지와 용량이 늘어날 수도 있습니다.

5G 기술은 소비자들이 사용하는 IoT(사물인터넷)와 IIoT(산업용 사물인터넷)까지 빠르게 늘어나고 있는 커넥티드 및 스마트 디바이스들을 지원할 수 있습니다. 시장 조사 기관 가트너는 2020년까지 전 세계에 204억 개의 커넥티드 디바이스가 생길 것으로 전망합니다. 5G의 데이터 용량, 안전성, 지연성, 밀도 기능은 빠르게 변하는 업계에 대응할 수 있으며, 다양한 산업 전반에서 새로운 혁신적인 애플리케이션을 지원합니다. 소비자 측면에서 사용자들은 더욱 신뢰할 수 있고 더 빠른 커뮤니케이션이 가능하며, 가상현실(VR), 증강현실(AR)과 고사양 게임에 실시간으로 즉각 반응할 수 있습니다. 차량과 차량 내 센서들은 차량과 차량 간 연결(V2V) 또는 차량과 도로 인프라 간 연결(V2I)를 지원해 효율적이고 안전한 자율 주행이 가능합니다. 제조업에서는 와이파이 속도보다 더 지연성이 낮은 초저지연을 통해 새로운 정밀 제조 기술을 활용하여 재작업 비용을 절감할 수 있습니다.

생명과학에도 5G 기술이 사용된답니다. 초연결과 초지연 기술은 의사와 환자가 수천 킬로미터가 떨어진 위치에 있어도 효과적인 원격 수술이 가능케 합니다. 이 모든 5G 기능이 결합된 영역은 단연 스마트시티라고 할 수 있습니다. 싱가포르와 미국 펜실베이니아의 해리스버그는 이 분야에서 활발하게 5G 네트워크를 활용하고 있습니다. 5G 기술이 어떻게 센서 데이터를 통합하고 실시간으로 반응하여 최대 성능에서 모드는 시스템이 맞게 작동하는지 연구하고 있습니다. 예를 들자면 교통량, 공기 품질, 수도, 전력 수요 및 날씨를 실시간으로 모니터링하고 교통, 운송, 조명 및 폐기물을 관리하고 조정합니다.

5G 기술이 완벽하게 구현이 된다면 효과적이고 안전한 5G 제품과 인프라의 개발이 5G 기술의 상용화의 여부를 쥐는 핵심 요소가 될 것입니다. 기기 제조업체는 새로운 5G 제품을 개발해야 이 시장에서 살아남을 수 있을 것입니다. 하지만 5G의 복잡한 기술과 5G가 지닌 고유의 주파수 대역으로 인해 그만큼 많은 어려움이 있기도 합니다. 특히 기존 무선통신을 지원하는 동시에 5G까지 더해진다면 제품의 완전한 재설계가 필요합니다. 주파수 대역이 높아진다면 전자기기의 재료 특성과 커버 디자인을 신중하게 고려해야 합니다. 데이터 속도가 빨라지고 내부 및 외부 간섭 효과는 완화되어야 합니다. 스마트폰과 같은 모바일 기기는 사람이 들고 있는 손과 같은 장애물로 인해 전파 간섭이 될 수 있도 있기 때문에 더욱더 모바일 기기의 안정성 뿐만 아니라 네트워크 인프라도 고려하고 새로운 규제 요건도 충족해야 합니다. 마지막으로 민감한 부품 기능들이 올바르게 작동하기 위해 설계의 견고성과 복원력도 고려해야 합니다.

출처: 다쏘시스템

새로운 5G 기술 트렌드에 맞춰 이 모든 조건들을 부합하는 전자기기가 빠르게 출시하고 신흥 자동차 및 산업 분야에서 경쟁력을 갖추려면 제조업체들은 최첨단 가상 소프트웨어를 이용한 프로토타입 모델들을 제작해야 합니다. 가상 도구들을 사용하면 다변량 설계 공간을 탐색하고 모든 전자기 및 구조 물리학을 고려하여 최대한 짧은 시간 내에 최적화된 설계를 할 수 있습니다.

5G 기술은 새로운 시대를 불러올 것이지만, 앞으로 많은 도전 과제들이 기다리고 있습니다. 다쏘시스템의 시뮬리아 같은 소프트웨어를 사용하면 견고하고 효과적으로 제품을 테스트하고 해석할 수 있습니다.

 

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