3GPP 5G 릴리즈 16의 6가지 주요 측면
5G 릴리즈 16(Release 16)이 흥미로운 이유는 무엇일까요? 만약 여러분이 엔지니어나 기술 전문가, 사물 인터넷(IoT) 지지자이거나, 또는 더 빠른 속도와 짧은 지연 시간, IoT용으로 향상된 용량, 더 빠른 전송을 위해 늘어난 대역폭 등 5G의 이점을 원하는 평범한 스마트폰 사용자라면, 여러분은 릴리즈 16을 환영할 만한 충분한 이유가 있습니다.
릴리즈 16은 새로운 기능과 성능을 시장에 선보입니다. 훨씬 더 높아진 효율성과 서비스, 그리고 자동화 성능은 IoT, V2X, 헬스케어 등을 한층 더 높은 수준으로 올려놓을 것입니다.
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3GPP 5G 릴리즈 16의 6가지 주요 측면
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5G NR 릴리즈 16의 주요 측면은 다음과 같이 6가지로 정리할 수 있습니다.\
1. 5GNR 기반 C-V2X 사이드링크: 릴리즈 16 NR C-V2X 직접 통신 모드(또는 사이드링크) 규격은 셀룰러 네트워크를 사용하지 않고 자율주행을 향상할 수 있는 첨단 활용 사례를 지원합니다.
2. 5GNR 향상:
▶ 다중 사용자, 다중 입력, 다중 출력 기술(MU-MIMO): 더 많은 안테나를 배치하여 수신기 다이버시티 및 MIMO로부터 더 많은 이득을 얻습니다.
▶ 매크로셀, 스몰셀, 피코셀, 펨토셀, 원격 무선 헤드(RRH), 릴레이 노드 등을 포함하는 다중 송수신 지점(Multi TRP)
▶보다 향상된 링크 안정성
3. 비면허 대역에서의 5G: 릴리즈 16은 5G의 셀룰러 서비스에 처음으로 포함된 비면허 대역입니다.
4. TSN(Time-Sensitive Networking)에서의 5G: 유선 기술은 사용할 수 없으며, 산업 환경의 까다로운 요건들을 충족해야 하는 무선 연결로 대체되어야 합니다.
5. 통합 액세스 및 백홀(IAB): 새로운 릴리즈는 "백홀을 위한 5G 무선의 일부"를 사용하여 IAB를 위한 표준에도 대응합니다. IAB를 사용하면 모든 스몰셀에 반드시 파이버 통신을 사용할 필요는 없으며, 무선 라디오 연결을 사용할 수도 있습니다.
6. 5GNR 내 IoT/NB-IoT의 5G: 릴리즈 16은 5G 코어 네트워크를 통한 NB-IoT 같은 저전력 모바일 IoT 프로토콜을 배포 및 관리하는 기능을 제공합니다.
-이제는 릴리즈 16의 가장 역동적인 측면에 대해 살펴보겠습니다.
-C-V2X
릴리즈 16은 디바이스 간 직접 통신 모드인 사이드링크를 제공합니다. 반자율주행 및 자율주행을 향상하기 위해 셀룰러 네트워크를 사용할 필요가 없습니다.
사이드링크는 특히 공공 안전과 관련하여 중요합니다. 일부 V2X 서비스는 가까이 있는 사물에만 관심을 가질 것이고, 네트워크 연결이 희박한 영역에서도 계속 작동해야 하기 때문입니다(그림 1).
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그림 1: 5G NR 릴리즈 16으로 인해 공공 안전 분야가 특히 향상되었습니다. (출처: Qualcomm)
사이드링크를 사용하면 차량들은 보다 쉽게 군집(platoon)를 이룰 수가 있고, 충돌 방지 및 협력적인 차선 변경 같은 중요한 안전 기능들을 실현할 수 있을 것입니다. C-V2X는 자동차/전기차의 최우선 덕목인 안전을 구현할 수 있게 하고, 궁극적으로 자율주행차의 안전한 도로 주행으로 이어질 것입니다.
-다중 송수신 지점(multi-TRP)
5G 전개와 관련하여, 릴리즈 16을 통해 구현되는 또 다른 핵심 기능은 Multi-TRP입니다. 이것은 매크로셀, 스몰셀, 피코셀, 펨토셀, 원격 무선 헤드(RRH), 릴레이 노드로 구성됩니다. 이 모든 송신 및 수신 지점들은 신뢰성, 커버리지, 용량 성능을 크게 향상시킬 것입니다.
5G 모바일 데이터 트래픽은 특히 멀티 TRP이 지원하는 네트워크 에지의 무선 기기에서 크게 증가할 것입니다. 멀티 TRP는 이러한 신호 송/수신을 향상하여 처리량을 늘리게 될 것입니다.
-비면허 대역에서의 5G
현재 5G용으로 허가된 대역으로는 전 세계적으로 40개 이상이 있습니다.
비면허 대역 기능은 5GHz 및 6GHz(예: US 5925-7125MHz 또는 유럽 5925-6425MHz) 액세스를 통해 전 세계적으로 더 많은 대역들을 열게 될 것입니다.
-1200MHz의 비면허 대역폭의 경우, 새로운 비면허 대역들을 대량으로 열어줌으로써 물류 컨테이너 항구에서 보다 스마트한 물류, 연결된 원격 마이닝과 더 스마트한 창고 운영 등을 통해 더 높아진 생산성 같이, 산업용 IoT(IIoT)에서 독립된 NR-U(New Radio-Unlicensed)를 이용하는 새로운 시장을 창출할 수 있을 것입니다. 그리고 고정형 NR-U는 밀집된 도심지 핫스팟, 쇼핑몰, 캠퍼스에 더 빠른 속도를 제공할 것입니다(그림 2).
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그림 2: NR-U 전개 시나리오에서, 고정형 NR-U 부분에는 제어 평면(Control Plane, CP) 경로가 포함되지만, 사용자 평면(User Plane, UP) 경로는 네트워크 설계에 따라 다릅니다. (출처: Qualcomm)
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NR-U는 이미 배포된 IEEE 802.11/와이파이 시스템과 공존이 가능해야 합니다.
6GHz 스펙트럼 역시 와이파이 및 5G에 더 많은 대역폭을 제공합니다. 고정형 NR-U를 사용하여 다른 면허 대역이나 공유 대역을 앵커로서 결합하면 CBRS(Citizens Broadband Radio Service) 대역과 같은 라이선스 지원 액세스 또는 공유 대역이 활성화되고 더 빠른 전개가 가능하며, 5G의 더 빠른 속도 덕분에 사용자 경험도 향상됩니다. 독립된 NR-U를 사용하면 비면허 대역을 완전히 사용하는 5G 사설망을 구축할 수 있습니다.
TSN에서의 5G
TSN은 IEEE 802.1 워킹 그룹의 TSN(Time-Sensitive Networking) 작업반에서 개발한 표준입니다. TSN은 비즈니스 프로세스 및 분석을 관리하는 정보 기술(IT) 네트워크와 제조 현장에서 운용하는 실제 장치들을 관리하는 운용 기술(OT) 네트워크 사이에서 중요한 다리 역할을 할 것입니다.
TSN 표준 제품군은 시간이 결정적으로 중요한 데이터에 대한 정확성을 보장하는 네트워크를 제공하며, 센서, 컴퓨터 비전 애플리케이션 등에서 데이터를 수신하는 제어 시스템에 이상적입니다.
인더스트리 4.0과 IIoT는 자동차, 정유, 유틸리티, 식음료, 의약품을 포함한 산업계 전반으로 확산하고 있습니다.
첨단 무선 연결 성능을 갖춘 5G는 산업용 제조 프로세스를 바꿔놓고 있으며, 릴리즈 16은 컴퓨터 비전 및 센서로부터 데이터를 수신하는 제어 시스템에 필요한 시간 결정적인 데이터에 대한 정확도를 더욱 개선할 것입니다. 5G는 다양한 산업용 제어 시스템과 데이터 트래픽에 대해 짧은 지연 시간과 매우 안정적인 결정론적 기능을 제공합니다.-
TSN-over-5G는 5G를 통한 TSN 서비스를 지원하여 센서 및 액추에이터와 같은 산업용 디바이스들이 무선으로, 그리고 짧은 지연시간으로 산업용 컨트롤러와 효과적으로 통신할 수 있게 해줍니다. 이는 인더스트리 4.0 솔루션들이 공장 시스템을 개선하는 데 필요로 하는 특성입니다.-
TSN-over-5G을 실현하려면 5G 시스템을 통한 TSN 동기화 및 TSN 이더넷 작동, 5G 초고신뢰성 저지연(URLLC) 전송, 5G 엔드투엔드 서비스 품질(QoS) 관리, 그리고 지능형 스케줄러 알고리즘이 필요합니다.
보다 발전한 솔루션들 덕분에 5G 서비스가 계속 진화함에 따라 기술의 발전은 더욱 역동적으로 이루어질 것입니다. 릴리즈 16은 산업계에 보다 새로운 기능들을 제공합니다. 더 높은 수준의 효율성, 서비스 및 자동화는 IoT, V2X, 헬스케어 등을 한 차원 더 높은 수준으로 이끌어줄 것입니다.
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