Special 5G 및 차세대 통신을 위한 소재부품 개발 동향(2)

5G 및 차세대 통신 기반의 AR/VR 기기 센서 기술개발 동향

곽민기_한국전자기술연구원 수석연구원

서   론

5G 통신은 핸드폰, 웨어러블 기기, VR/AR 기기, IoT 센서 등 다양한 디바이스 연결하고 융합할 수 있게 엮어주는 핵심 인프라 기술이다. 5G 통신을 보다 넓은 범위로 확대하면 5G 통신으로 인하여 각종 서비스, 산업 등이 새롭게 창출되거나 확장 융합되어 실현되기 때문에 우리 샐활에도 큰 변화를 가져오게 된다.
4G 통신 LTE가 모바일 인터넷 시대를 열게 되면서 수년 만에 현대인의 일상을 크게 바꾸어 놓았듯이, 4G보다 훨씬 기능과 성능이 향상된 5G 통신은 세상을 혁신적으로 변화시킬 것이다.
  5G 통신은 [그림 1]과 같이 초고속(Enhanced mobile broadband, eMBB), 고신뢰 초저지연(Ultra-reliable and low latencycommunication, URLLC), 초연결(Massive machine typecommunication, mMTC)의 세 가지 서비스 시나리오를 목표로 하고 있다.

그림 1. 5G 서비스 시나리오(출처 : ITU[1])

4G 통신 LTE의 경우 처음에는 고속 데이터 전송과 사람 중심의 통신을 기본으로 규격이 설계되었지만, 이후 사물 통신, 차량 통신, Mission-critical 서비스 등을 추가적으로 지원하기 위해 규격 보완이 지속적으로 이루어져 왔다. 그러나 5G에서는 이와 같은 모든 요구 사항들을 처음부터 성능 요구사항과 규격 설계에 반영하고 있다.
5G 통신의 특징은 다양한 서비스와 산업에 통합될 수 있다는 것이다. 5G 통신은 최대 데이터 속도(peak data rate) 셀당 20Gbps로 4G 대비 20배가량 향상되어 대용량 고속 데이터 전송이 가능하고, 무선구간 전송지연(latency)은 4G의 1/10 수준인 1ms로 줄어들었으며, 1㎢ 내에 백만 개 디바이스의 연결 지원이 가능하다.[2]
  특히 5G 통신의 고신뢰 저지연, 초 연결 특성은 이동통신이 적용될 수 있는 산업의 범위를 스마트 팩토리, 헬스케어, 운송, 에너지 분야 등으로 더욱 융합 확장 시킬 것이다.

그림 2. 5G 핵심 서비스[3]

5G 통신에서는 향상된 데이터 전송속도에 기반하여 UHD급의 비디오 스트리밍이 가능하다. 4G 통신에서 도입되었던 AR/VR 서비스는 전송속도와 전송지연의 한계로 인하여 화면 끊김 현상이나 어지럼즘 현상이 있었지만, 5G에서는 이를 안정적으로 지원할 수 있게 됨으로써 AR/VR에 기반으로 하는 엔터테인먼트, 교육, 기타 서비스가 더욱더 다양하게 창출될 것이다. 또한 차량에 5G 통신망이 연결되면(connected car) 인포테인먼트를 위한 대용량 미디어 데이터, 자율주행을 위한 센싱 정보와 차량 운행 제어 정보, 실시간 교통 정보와 여행지 정보 등 다양한 정보들을 실시간으로 제공할 수 있을 것이다. 뿐 만 아니라 사회가 고령화 사회로 진행되면서 어느 때보다 건강한 삶에 대한 욕구가 증가하는 추세인데, 일상생활에서도 건강상태를 지속적으로 관리하기 위하여 신체에 센서나 측정기를 부착하여 심박수, 혈당, 운동량 등을 실시간으로 측정하여 개인의 건강상태를 모니터링하고 이상 징후를 예견하는 것이 가능해지는 등 기타 스마트 시티, IoT 등의 산업에도 많은 영향을 미칠 것이다.
이와 같은 5G 통신은 핸드폰, VR/AR기기, 웨어러블 기기, IoT 등을 연결하고 이들 기기 통한 각종 정보를 취득하고 실시간 접속 및 통신으로 기존 사용자의 불편을 최소화하는 것이다. 5G 통신의 활성화는 앞에서 언급한 다양한 디바이스의 성능과 정보취득을 위한 센서 기술과 연결된다.
  본 원고에서는 5G 통신과 가장 밀접한 관계가 있는 AR/VR 기기와 그 기기에 포함된 센서 중심으로 센서 산업의 기술 동향을 살펴보고자 한다.

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