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경제적 혁신이 6G의 기본 본문
6G Foundry: 경제적 혁신이 모바일 미래의 핵심 초점인 이유
6G의 핵심 설계 요건은 총 소유 비용(TCO) 절감입니다.
차세대 무선 기술로의 전환은 일반적으로 이를 통해 구현될 획기적인 혁신에 대한 화려함과 함께 이루어지지만, 6G의 경우 가장 큰 변화 중 하나는 통신사들이 투자한 비용에 비해 얼마나 더 많은 혜택을 얻을 수 있느냐는 것입니다.
그 이유는 2030년경에 출시될 예정인 6G가 처음부터 더 비용 효율적으로 설계되고 있기 때문입니다.
결과적으로 6G로의 전환은 모바일 네트워크의 경제적 환경을 극적으로 바꿀 수 있습니다. 6G 경제에 초점을 맞추는 이러한 전환은 통신사가 고객의 미래 수요와 모바일 네트워크를 운영하는 비용 효율성 간의 균형을 맞추기 위해 준비하는 데 매우 중요합니다.
6G 파운드리 시리즈의 세 번째 기사에서는 6G를 처음부터 설계하여 투자 수익률(ROI)을 극대화하는 방법을 살펴봅니다. 그림 1에서 볼 수 있듯이 모바일 네트워크 운영자의 자본 지출(CAPEX)과 운영 지출(OPEX)에 기여하는 핵심 요인을 살펴보면 네트워크 운영자의 비용 효율성을 개선하는 데 중점을 둡니다.
OPEX에 대한 집중은 특히 중요한데, OMDIA에 따르면 이러한 비용은 CAPEX 금액의 최대 4~5배에 달할 수 있기 때문입니다 . 이 블로그 게시물은 6G가 더 낮은 TCO로 비용 효율성을 높일 수 있는 방법을 살펴볼 때 그림에서 강조된 CAPEX 및 OPEX 항목에 대해 다룹니다.
그림 1. 총 소유 비용의 주요 요인
비용 효율성에 초점을 맞춘 사고방식으로 시작하세요
비용 효율성에 초점을 맞춘 사고방식으로 시작하세요
사용자당 소비되는 데이터 양이 급격히 증가 하고 있다는 것은 비밀이 아니며 , 이러한 추세는 6G 기술의 출현으로 계속될 것으로 예상됩니다. 이러한 데이터 사용량 증가는 사용자와 운영자 모두에게 흥미로운 가능성을 열어주지만, 비용 효율성이라는 시급한 문제도 전면에 내세웁니다.
4G에서 5G로의 전환은 3G에서 4G로 전환하는 동안 보였던 비트당 비용의 동일한 수준의 감소를 보이지 않았습니다. 이는 우려스러운 추세이며, 특히 월 가입료가 4G에서 5G로 비교적 안정적으로 유지되었다는 점을 고려할 때 더욱 그렇습니다. 비용 절감의 이러한 침체는 고품질 서비스를 제공하면서도 리소스를 보다 효율적으로 관리해야 하는 운영자에게 상당한 과제를 안겨줍니다.
여기서 6G가 등장합니다. 이전 세대와 달리 6G는 CAPEX와 OPEX 감소에 집중적으로 초점을 맞춥니다. 이 전략적 전환은 네트워크 인프라의 확장 및 업그레이드와 관련된 증가하는 비용을 관리하는 데 필수적입니다.
6G에서는 비용이 많이 드는 레거시 장비에 대한 의존도를 줄이는 동시에 새로운 서비스와 수익 스트림에 대한 네트워크를 미래 지향적으로 만드는 Standalone(SA) 아키텍처에 중점을 둡니다. 이러한 접근 방식은 네트워크 효율성을 향상시킬 뿐만 아니라 TCO를 낮추어 최종 사용자 수익 성장이 적은 환경에서도 6G에 대한 비즈니스 사례를 더욱 매력적으로 만듭니다.
그림 2. 필수적이지 않은 제어 평면 기능을 사용자 평면으로 마이그레이션하여 린 제어 평면 실현
TCO 마라톤에서 우승하려면 날씬해지세요
역사적으로 2G에서 5G까지의 네트워크 아키텍처는 강력한 제어 평면 (control plane), 즉 세션 관리, 이동성 및 보안을 결정하는 데이터 이동 방식을 담당하는 네트워크 부분을 유지해 왔습니다. 이 설계는 이전 세대에서는 회로 교환 (circuit switch) 음성 및 데이터 연결을 기반으로 구축되었습니다. 그러나 인터넷이 보편화되면서 다양한 데이터 서비스에 대한 수요가 급증하여 제어 평면 기능의 복잡성이 증가했습니다. 이러한 복잡성은 운영 비용을 증가시켰을 뿐만 아니라 새로운 서비스와 기술에 적응하는 네트워크의 민첩성을 제한했습니다.
6G 파운드리 시리즈에서 앞서 제안한 6G용 사용자 플레인 (user plane) 우선 설계는 기존 모바일 네트워크 아키텍처에서 급진적으로 벗어났습니다. 제어 플레인을 단순화하여 필수 기능만 처리하고 더 많은 기능을 사용자 플레인으로 전환함으로써 네트워크는 IP 기반 서비스의 견고성과 확장성을 활용할 수 있습니다. 이러한 전환은 단순히 운영을 간소화하는 것이 아니라 방대한 인터넷 서비스 및 프로토콜 생태계를 활용하여 유지 관리 및 업그레이드 비용을 줄이고, 새로운 서비스 배포의 유연성과 속도를 높이고, 혁신을 촉진하는 것입니다.
사용자 플레인 우선 설계 방식은 클라우드 기반 배포에 적합하며, 다양한 세대의 셀룰러 네트워크에서 원활하게 작동할 수 있는 "G-agnostic" 서비스를 허용합니다. 또한, 서비스는 이전 세대로 백포트되거나 Wi-Fi 네트워크 또는 광섬유 및 케이블 네트워크와 같은 다른 무선 기술로 크로스포트될 수 있습니다(그림 2 참조).
그림 3. 6G로의 마이그레이션을 위한 보완적 접근 방식.
성공을 위한 준비: 올바른 5G에서 6G로의 마이그레이션 전략 선택
성공을 위한 준비: 올바른 5G에서 6G로의 마이그레이션 전략 선택
5G에서 6G로 전환하면서 선택하는 전략은 모바일 네트워크의 TCO에 상당한 영향을 미칩니다 . 6G의 경우 독립형(SA; Standalone) 방식을 채택하면 레거시 네트워크를 지원할 필요성을 최소화하여 복잡성과 운영 비용을 줄일 수 있습니다. 이를 통해 운영자는 이전 네트워크 세대의 제한에 구애받지 않고 최첨단 기술을 구현할 수 있습니다. 이 방식은 클라우드 기술과 인공 지능의 발전을 활용하여 네트워크 효율성을 높이고 새로운 수익 기회를 창출합니다.
"운영자는 빠른 배포의 이점과 견고하고 미래에 대비한 6G 네트워크를 구축하는 이점을 비교해야 합니다. 4G에서 5G로의 마이그레이션을 통해 우리는 단기적 이득보다 장기적 이점을 우선시하는 것이 중요하다는 것을 알게 되었습니다."
그림 3에 표시된 두 가지 보완적인 마이그레이션 전략인 Multi-RAT Spectrum Sharing(MRSS)과 Dual-Stack은 다양한 배포 요구 사항을 해결하고 네트워크 성능을 향상시킵니다. MRSS는 기존 5G 대역을 6G 배포에 효율적으로 사용하여 커버리지와 용량을 향상시킵니다. 반면 Dual-Stack 방식은 장치가 5G와 6G 네트워크에 동시에 액세스할 수 있도록 하여 서비스 연속성을 개선하고 보람 있는 6G 사용자 경험을 제공합니다.
그러나 5G에서 6G로의 올바른 마이그레이션 전략을 선택하는 것은 단순히 기술적 결정이 아니라 모바일 네트워크의 경제적 실행 가능성에 영향을 미치는 전략적 결정입니다. 잘 계획된 마이그레이션 전략은 중단을 최소화하고 배포 비용을 줄이며 ROI 기간을 단축하여 TCO를 낮출 수 있습니다.
그림 4. 고급 RAN 공유를 통해 TCO를 줄이고 출시를 가속화합니다.
RAN 인프라와 스펙트럼을 공유하여 TCO를 줄이세요
인프라와 스펙트럼 공유는 6G가 상당한 비용 절감을 달성할 수 있는 또 다른 중요한 영역입니다. 일부 또는 모든 무선 접속망(RAN) 구성 요소를 공유하면 CAPEX와 OPEX를 모두 크게 줄일 수 있습니다. 활용도가 낮은 리소스의 중복을 제거함으로써 운영자는 에너지 소비, 냉각 요구 사항 및 유지 관리 비용을 줄일 수 있습니다. RAN 공유의 협력적 노력을 통해 운영자는 네트워크 업그레이드 및 기술 투자를 위해 규모의 경제를 활용할 수 있으므로 에너지 효율적인 기술을 구현하는 것이 더 저렴해집니다.
그림 4에서 보듯이, 사업자는 사업자별 스펙트럼을 계속 사용하거나 공통 광대역 캐리어를 통해 공동 스케줄링을 위해 스펙트럼 리소스를 결합할 수 있습니다. 이러한 유연성은 보다 효율적인 스펙트럼 활용, 네트워크 성능 개선 , 심지어 스펙트럼 CAPEX 감소로 이어질 수 있습니다.
RAN 공유는 공통 캐리어 구성을 통해 더 적은 안테나를 사용하여 타워의 부하와 임대 비용을 줄일 수 있습니다. RAN 공유는 운영자별 장비의 설치 비용과 더 많은 장비를 운반할 수 있도록 셀 타워에 대한 값비싼 구조적 업그레이드의 필요성을 줄입니다. 게다가 RAN 공유는 보다 간소화되고 비용 효율적인 네트워크 구축에 기여합니다. 더 작은 패키지에서 안테나 요소의 수를 크게 늘리는 Giga-MIMO와 같은 고급 기술을 사용하고 보다 효율적인 스펙트럼 할당 전략을 구현하면 비용을 비례적으로 증가시키지 않고도 네트워크 용량과 적용 범위를 향상시킬 수 있습니다.
별도의 코어 네트워크로 네트워크 서비스와 사용자 경험을 차별화하면 운영자는 고유한 제안을 유지하고 특정 고객 요구에 맞게 서비스를 맞춤화할 수 있습니다. 이를 통해 무선 액세스 네트워크가 공유되는 동안 각 운영자는 여전히 독특하고 경쟁력 있는 서비스를 제공하여 고객 만족도와 충성도를 높일 수 있습니다. 그림 5에서 볼 수 있듯이 운영자의 코어 네트워크는 무선 액세스 네트워크보다 훨씬 적은 전력을 소모합니다.
그림 5. RAN은 OPEX의 상당 부분을 소비합니다.
OPEX 절감을 위한 에너지 절감 우선 순위 지정
GSMA에 따르면 네트워크 에너지 비용은 운영자 비용 기준의 약 23%를 차지합니다. 또한 Mavenir의 보고서 에 따르면 RAN만으로도 운영자의 총 에너지 요구 사항의 73%를 소비한다고 합니다. 그림 6은 3GPP가 5G 네트워크의 에너지 효율성을 향상시키기 위한 방법을 지속적으로 연구하고 표준화한 방법을 보여줍니다. 최근 완성된 5G-Advanced 표준(릴리스 18)은 RAN의 전력 소비를 줄이기 위한 여러 가지 개선 사항을 도입했으며, 릴리스 19에 대한 추가 개선 사항이 계획되어 있습니다.
NGMN 얼라이언스는 모바일 네트워크 사업자(MNO)가 단기, 중기 및 장기 접근 방식으로 분류된 다양한 전략을 신중하게 평가하고 구현하도록 권장함으로써 미래 네트워크에서 더 높은 에너지 효율성을 예상합니다. 중기적으로는 수동 안테나 효율성 최적화, MNO 간 RAN 공유, 통신 네트워크와 전원 공급 장치 간 상호 운용과 같은 기술이 권장됩니다. 이러한 전략에는 AI와 결합된 원격 방위각 및 기울기 제어로 수동 안테나를 최적화하여 25%의 에너지 절감 이득을 얻을 수 있습니다. 에너지 OPEX에서 30%를 절감하는 것으로 나타난 활성 RAN 공유를 활성화하고 통신 및 전원 리소스를 공동으로 차원화하고 제어하여 네트워크 OPEX를 줄이는 것이 포함됩니다. 또한 보다 유연하고 효율적인 리소스 사용을 허용 하는 Open RAN과 같은 가상화되고 분산된 네트워크 아키텍처를 채택하면 트래픽 부하에 따라 무선 장치(RU)와 분배 장치(DU) 간의 연결을 동적으로 재구성할 수 있습니다.
장기적으로 NGMN 얼라이언스는 에너지 효율성을 높이기 위한 프런트엔드 적응성 및 리소스 인식 머신 러닝 프레임워크와 같은 기술을 제안합니다. 이는 적절한 변조 방식과 트랜시버 프런트엔드를 선택하여 에너지 소비를 줄이고 훈련 중에 에너지 집약적 리소스가 덜 필요한 AI 모델을 사용하여 상당한 에너지 절감을 이룹니다. 6G 네트워크는 이러한 고급 기술을 통합하여 에너지 효율성을 최적화하고 리소스를 보다 잘 예측하고 할당할 수 있습니다.
그림 6. 3GPP는 5G 및 5G-Advanced 네트워크의 에너지 효율성 개선을 지속적으로 추진해 왔습니다.
TCO 절감을 위한 AI 자동화
AI/ML 알고리즘은 여러 가지 방법으로 OPEX를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 특히 흥미로운 점은 RAN에서 수집된 데이터를 활용하여 부정확한 셀 부하 예측 및 성능 상충과 같은 문제를 해결하여 네트워크 에너지 절약 결정을 최적화하는 것입니다. 실시간 데이터와 예측을 기반으로 네트워크 리소스와 구성을 동적으로 조정함으로써 AI와 네트워크 자동화는 6G 네트워크의 에너지 소비를 크게 줄이는 데 기여할 수 있습니다. 그러나 에너지 절약은 가능한 이점 중 하나일 뿐입니다.
자동화는 6G에서 TCO를 줄이는 데 중요한 요소로 두드러지며, 상당한 비용 절감과 효율성 개선을 제공합니다. 전통적으로 수동 개입이 필요했던 수많은 기능을 자동화하여 네트워크의 배포와 관리를 가속화할 수 있으므로 노동 비용과 인적 오류의 가능성을 줄일 수 있습니다. 다가올 6G Foundry에서는 6G가 어떻게 AI 기술을 기본적으로 통합하여 비용 효율성을 높이고 우수한 네트워크 성능을 위한 새로운 기능을 도입하는지 살펴보겠습니다. Qualcomm Edgewise Suite의 AI 기능에 대한 자세한 내용도 계속 주시하세요. 이는 자동화가 네트워크 운영을 어떻게 변화시킬 수 있는지 보여줍니다 .
미래를 바라보며
2030년을 바라보면서, 통신사는 광역 무선 연결 생태계의 지속적인 지속 가능성을 위해 6G로 모바일 네트워크의 경제적 매개변수를 재정의할 기회를 잡을 수 있습니다. 혁신적인 기술과 전략적 배포 접근 방식을 채택하여 TCO 감소를 우선시하면 그 목표를 달성하는 데 큰 도움이 될 것입니다. 에너지 효율성, 자동화, 인프라 공유 및 효율적인 스펙트럼 활용에 중점을 두어 6G는 기능 면에서 더 발전했을 뿐만 아니라 운영 측면에서도 더 경제적으로 운영할 수 있는 네트워크를 제공할 것을 약속합니다. 통신사에게 6G로의 전환은 단순히 기술적 업그레이드가 아니라 빠르게 진화하는 통신 시장에서 경쟁력을 유지하기 위한 전략적 필수 요소입니다.