국내 4G 이동통신 기지국은 약 10만대로 추산된다. 그러면 하루 데이터 전송량이 4테라바이트(TB)에 이르는 자율주행차, 일 100만기가바이트(GB)를 쏟아내는 스마트팩토리 등 폭증하는 데이터를 전송하기 위한 기지국은 몇 대가 필요할까? 기존 통신망 체계라면 20~30만대를 설치해도 부족할 수 있다.

폭증하는 데이터 전송망은 어떻게 설계해야 할까. 5G는 아직까지 표준화 작업을 진행 중이고, 2020년에나 명확하게 정립될 예정이다. 일반적으로 초당 데이터 전송속도가 최고 20Gb, 즉 800MB 용량의 드라마 한편을 1초에 다운로드 할 수 있는 기술이라고 알려져 있지만 이 외에도 다양한 기술 규격을 두루 갖춰야 한다. 기존 4G까지 통신망의 이용 주체가 사람이었다면, 5G 통신망을 이용하는 건 사람뿐만 아니라 다양한 기기도 포함된다는 점이 다르다. 위에 언급했듯 폭증하는 데이터를 감당할 새로운 시스템이 절실하다.

버라이즌, AT&T 등 통신 사업자는 표준 제정 전이라도 올해부터 '5G 전단계(pre-5G)'라는 규격을 이용한 상용망 서비스를 시행하려고 한다. 여기서 5G의 특징적인 기술 변화 하나가 감지 된다. 서버 투자 비용을 아끼기 위해 데이터센터에 적용하던 '가상화' 및 클라우드 기술이 통신망 전반에 광범위하게 도입되는 것이다.

통신 업계가 이렇게 빠르게 움직일 수 있는 데는 인텔의 물밑 지원이 컸다. 소프트웨어정의네트워킹(SDN), 네트워크기능가상화(NFV) 기술을 통신망에 접목한 덕에 투자비 부담을 한층 줄여 준 덕이다.

5G 통신망 가상화, 인텔 '제온' 프로세서로 해결

5G는 기존 모바일 통신망(베이스밴드) 외에 대규모 사물인터넷 통신(Massive MTC) 등 다양한 형태의 통신을 지원한다. 다양한 통신망을 지원하는 장비(HW)나 소프트웨어(SW)를 일일이 둬야 한다면 투자비가 많이 드는 건 물론이고, 통신망과 공간 효율성이 모두 떨어진다.

가상화를 하면 얘기가 달라진다. 통신 업계는 '네트워크 슬라이스'라는 개념을 활용해 통신망을 그때그때 효율적으로 배분해 사용하는 방법을 고안했다.

하지만 이 때에도 문제는 있다. 통신장비 업체마다 모두 다른 가상화 솔루션을 사용한다면 상호 연동이 힘들다.스마트홈, 스마트 팩토리, 자율주행시스템, 모바일 인터넷 서비스 등 각각 필요한 경우 HW를 재배치 하지 않고 SW만으로 망 운용이 가능하다. 통신망에 클라우드 개념을 얹은 셈이다. 예를 들어 야구경기장 등 특정 시간에만 사람이 몰리는 지역에는 이전에는 최대 용량의 기지국을 설치해야 했다면, 이제는 다른 곳의 기지국 용량을 쪼개 쓸 수 있다.

용량 제어와 장비 및 SW 표준화, 이 두 가지 과제를 인텔이 풀었다. "'x86' 기반 서버만 있다면 코어, 게이트웨이 각 기능을 어디든 만들 수 있다"는 것이다.

인텔 제온프로세서.

좀 더 구체적으로는 코어망, 기지국, 펨토셀 및 피코셀 등에 인텔 '제온' 프로세서를 장착하고, 이 프로세서를 기반으로 SW를 이용하면 어떤 회사 통신장비를 쓰든 가상화 기술을 사용할 수 있다. 이른바 '통신장비의 범용화'가 이뤄지는 것이다.

가상화를 통해 얻을 수 있는 또 하나의 이점은 모바일 엣지 컴퓨팅(MEC)이 가능하다는 것이다. 자율주행차나 원격 수술 등에서는 통신 송수신에 1초의 오차만 있어도 인명 피해가 날 수 있다. 이 시간차를 줄이는 기술을 '초지연(Low Latency)'이라고 부르는데, 초지연 환경에서는 데이터를 받아 프로세싱하는 기능이 사용자와 가까울수록 좋다. 초지연 상황에 대처하기 위해 각종 기능을 통신망의 말단인 엣지단에 배치하는 것을 MEC라고 부른다.

예를 들면 사고 상황을 인식하고 다른 차에 전송하는 기능을 기지국에서 모두 수행하는 것이다. 센서가 데이터를 기지국으로 보내고, 기지국은 중계기나 코어망의 라우터로 보내고, 통신사가 보유한 서버로, 교통상황대책실 등으로 옮겨갔다가 주변 차들에 정보를 뿌려주는 것보다 훨씬 빠르게 응급상황을 알릴 수 있다.

통신사, 가상화 기술 속속 도입

KT는 올해 빌딩 댁내에 설치하는 사용자용 단말(CPE)을 가상화한 'vCPE'를 상용화 했다. IoT 전용망부터 이 기술을 적용하기 시작했다. 업계 관계자는 "약 2~3년 전부터 필드 테스트를 진행해 왔고, 기술이 성숙됐다"고 전했다.

통신장비 업체도 이 기술 도입에 적극적이다. 삼성전자는 IoT통신망 장비를 인텔 프로세서 기반으로 개발해 올해 '모바일월드콩그레스(MWC)'에서 선보인 바 있고, 통신 사업자에 공급한다.

홍희석 인텔코리아 네트워크 플랫폼그룹 부장은 "몇 년 전과 달리 최근에는 통신망에 가상화를 도입하는 게 당연하다는 인식이 있는 것으로 파악된다"고 말했다.

가상화가 주는 비용 절감 효과는

실제로 가상화 기술을 도입해 절감할 수 있는 투자비용은 어느 정도일까. 아직까지 5G 통신망에 대한 총 투자비는 정확하게 추산해 발표한 업체가 없다.

인텔과 브리티시텔레콤(BT)이 기업용 vCPE가 어느정도 투자 비용 절감 효과가 있는지 시뮬레이션 한 사례는 있다.  기업 규모별로 차이는 있지만, vCPE를 사용할 때 비용은 이전처럼 기업이 개별적으로 CPE에 투자할 때보다 중소기업은 29%, 대기업은 36%% 절감 되는 것으로 나타났다.

인텔과 브리티시텔레콤이 연구한 vCPE 도입 후 총 소유 비용(TCO) 변화. 아시아 지역 기업이라면 하드웨어 투자 비용만 30% 이상 절감할 수 있다.