로데슈바르즈의 T&M 솔루션으로 구현하는 미래 세상

4차 산업 혁신

길지 않은 무선 이동 통신의 역사에서 스마트폰(이전의 휴대 전화)이 개발의 중심이 아니었던 때는 지금이 처음입니다. 새로운 표준은 사물인터넷(IoT)에 최적화되었으며, 가정, 도로, 공장에서 사용하는 수십억 대의 커넥티드 장치에 대해서도 최적화되었습니다. 5G는 산업에 가장 큰 영향을 미칠 수 있으며, 그 이유가 무선으로 연결된 기계와 전체 생산 라인이 거의 실시간으로 통신할 수 있기 때문만은 아닙니다. 클라우드에 저장 및 분석되는 수 페타바이트의 데이터를 사용하는 인공지능(AI)을 통해 생산 초기 단계에서 매우 작은 차이와 문제를 자율적으로 신속하게 수정할 수 있습니다.

가상 현실의 이용이 증가함에 따라 효율성도 더욱 향상될 것입니다. 제품과 프로세스를 가상으로 모델링할 수 있어 아직 존재하지 않는 상태에서도 비용 대비 효율적인 모델링이 가능합니다. 따라서 엔지니어가 가상 현실을 통해 구축 전 프로토타입을 확인할 수 있습니다. 직원은 더 이상 많은 분량의 매뉴얼을 읽지 않고도 새 프로세스를 빠르게 익힐 수 있습니다. 또한 지구 반대편에 있는 고객은 원격 지원으로 직접 기계 장치를 수리할 수 있습니다.

경쟁이 치열한 제조 산업에서 스마트 생산은 고임금 국가도 다시 한 번 매력적인 생산 국가가 될 수 있음을 의미하기 때문에 확실한 비장의 무기가 될 수 있습니다. 독일의 경우 캠퍼스 네트워크로 불리는 로컬 5G 사설망(Private Network)을 허용합니다. 다른 국가에서는 일반적으로 대규모 이동통신회사가 이와 같은 로컬 서브네트워크를 산업 서비스로 구현 및 관리합니다. 이러한 네트워크를 공장 자동화에 사용하는 경우에는 필요한 성능을 보장하기 위해 항상 네트워크 품질을 검증해야 합니다.

장소에 구애받지 않는 의료 서비스를 제공하는 eHealth

광대역 망을 최대한 넓은 지역에 구축할 경우 도시와 농촌 지역에서 거의 같은 생활 조건을 누릴 수 있습니다. 의료진과 의료 설비가 부족한 인구 희소 지역에서는 원격 의료에 5G를 이용해 5G의 잠재력을 발휘할 수 있습니다. 진료가 필요하면 동영상으로 어디에서나 의료 전문가와 상담할 수 있습니다. 미래에는 데이터가 빠르고 안정적인 데이터 전송과 장애 대응 조치가 구축된 경우에 로봇이 수술에 참여하거나 수술을 실시하는 것도 가능할 수 있습니다. 뇌졸중 환자의 CT 스캔 영상을 검사할 때는 지연이 발생해서는 안 됩니다. 또한 바이탈 기능을 원격 모니터링하는 센서도 고장이 발생해서는 안 됩니다. 반드시 신뢰할 수 있고 지속적인 데이터 전송 기능을 유지해야 합니다.

이러한 시나리오에서 볼 수 있듯이 새로운 표준은 훨씬 빨라진 데이터 속도 등 놀라운 특성을 갖춘 다재다능한 천재가 될 것입니다. ITU(International Telecommunications Union)는 IMT-2020 프로그램에서 최대 20gigabit/s에 대해 언급하고 있습니다. 이 속도는 이전 세대인 LTE보다 약 20배 빠른 속도입니다. 그렇지만 5G가 LTE를 완전히 대체할 수는 없습니다. LTE는 앞으로 몇 년간 계속해서 이동통신의 중심이 될 것입니다.

실질적인 게임 체인저는 다른 곳에 있습니다. 로데슈바르즈의 모바일 네트워크 테스트 프로그램 매니저인 Jeremy Carpenter는 "5G는 엔드유저가 사람이 아닌 기계인 환경에서 더욱 까다롭고 완전히 새로운 분야를 구현해줍니다. 지금까지 이동통신의 진화는 커버리지의 확대와 데이터 속도 향상에 초점을 맞추어 왔습니다. 지금의 초점은 신뢰성, 낮은 지연시간과 용량입니다."라고 말합니다. (그래픽 참조)

밀리미터파의 과제

목표의 데이터 속도를 구현하기 위해서는 더욱 넓은 대역폭이 필요하지만 6 GHz 미만인 현재의 이동통신 주파수 대역에서는 여유가 없습니다. 이 때문에 산업계는 5G가 약 7 GHz까지의 주파수 대역을 사용하고 밀리미터파 대역에서는 최대 52 GHz까지 사용하는 데 합의했습니다. 중요한 상용 주파수 대역은 3.5 GHz, 28 GHz, 39 GHz입니다. Carrier당 대역폭은 일반적으로 100 MHz가 되며, 밀리미터파 대역에서는 최대 400 MHz까지 가능합니다.

새로운 방식: 빔포밍

밀리미터파 대역에서 무선 신호의 도달 범위는 이보다 낮은 LTE 주파수 대역보다 훨씬 작기 때문에 네트워크 커버리지를 위해 더 많은 안테나와 기지국이 필요합니다. 네트워크 사업자가 5G에 빔포밍을 채택하는 이유는 이 때문입니다. 빔포밍은 시스템 효율성을 높여줍니다. 과거에는 신호가 전체 영역에 고르게 방사되었지만 5G에서는 기지국 빔을 묶을 수 있습니다. 그럴 경우 신호와 신호대잡음비를 최적화하고 이동통신 기기에 선별적으로 대응할 수 있습니다. 하지만 이 경우 기지국 당 훨씬 많은 안테나 소자가 필요합니다. 밀리미터파 대역에서는 Conducted 테스트 솔루션 대신 Over-the-Air 테스트 방법을 사용해야 하기 때문에 빔포밍에서는 T&M 솔루션의 요구사항이 달라집니다.

로데슈바르즈가 길을 닦습니다: 혁신 기술의 완벽한 솔루션

로데슈바르즈의 기술 매니저인 Reiner Stuhlfauth는 "기초 기술과 기술 솔루션은 복잡합니다. 상호운용성과 안정적인 기능을 보장하기 위해서는 5G 기술이 현장에 구축되기 전, 연구 단계에서부터 모든 측면을 완벽히 테스트해야 합니다. 예를 들어 안테나, 전체 기지국, 최종 장치 등의 개별 구성요소 테스트뿐만 아니라 이동통신 네트워크에서 서비스 품질 테스트도 포함됩니다."라고 말합니다. Reiner 및 다른 로데슈바르즈의 T&M 전문가들은 5G New Radio (NR) eBook에서 5G-NR 기술의 아키텍처 및 전송의 기초와 절차에 대해 자세히 설명합니다.

로데슈바르즈 무선 기술 매니저인 Meik Kottkamp와 공동 저자들은 "5G는 파라미터를 적용 목적(예: Industry 4.0 시나리오 또는 스마트폰에 데이터 전송)에 맞게 미세 조정할 수 있는 매우 유연한 시스템입니다. 5G는 높은 주파수와 큰 대역폭에서 기인한 유연성 때문에 매우 매력적인 기술이라고 할 수 있습니다. 이와 동시에 유연성은 개발자와 고객 모두에게 가장 까다로운 측면이기도 합니다"라고 말합니다.

도전을 받아들입니다

로데슈바르즈는 수십 년간 활약해온 T&M 전문 기업 및 5G NRT&M 솔루션의 풀서비스 제공업체로서 신호 발생 및 분석에서부터 이동통신 네트워크에서의 서비스 품질 검증 및 통신 테스트까지 전체 이동통신 에코시스템에 가장 광범위한 솔루션을 제공하고 있습니다. 로데슈바르즈는 1세대 디지털 이동통신인 2G 초기부터 항상 한 발 앞선 기술을 선보이기 위해 노력해 왔으며 인프라, 엔드유저 장치 및 칩셋 제조업체가 혁신을 달성하도록 돕는 기업이 되었습니다.