전자공학과 홍인기 교수가 국내 대학 중 최초로 이음 5세대 주파수를 도입했다.

전자공학과 홍인기 교수, 이음 5세대 주파수 활용해 연구
“지능형공장, 스마트팜, 자율주행 등 다양한 신기술 시험대 될 것”

전자공학과 홍인기 교수가 국내 대학 중 최초로 이음 5세대 주파수(4.7㎓ 대역의 신청 주파수 대역 전체)를 도입했다. 이번 도입은 이음 5세대 주파수 전국 확산을 추진 중인 과학기술정보통신부의 정책의 일환이다. 홍인기 교수는 ‘LGCNS’와 협력해 이음 5세대 주파수를 활용해 실험실 내 지능형공장 운영 서비스를 구현·검증하는 연구를 수행할 계획이다.

값비싼 장비, 주파수 할당 문제로 5세대 이동통신 연구 어려움 겪어
한국은 2019년 세계 최초로 5세대 주파수를 상용화에 성공했다. 하지만 이후 기술 확산의 속도와 활성화 정도는 정체하고 있다. 홍인기 교수는 “통신사가 전국을 대상으로 5세대 주파수 서비스를 제공하고 있지만, 주파수 비용으로 막대한 요금을 내고 있다. 이 점이 높은 서비스 비용으로 전이됐다. 5세대 주파수에 대한 수요가 있어도, 비용적인 문제로 도입이 쉽지 않다”고 분석했다.

과학기술정보통신부는 5세대 주파수 확산을 위해 이음 5세대 주파수를 특정 기관에 낮은 가격으로 공급했다. 홍인기 교수는 “특정 연구를 수행하는 조건으로 낮은 가격으로 지정된 범위 내에서 5세대 주파수 특화 서비스를 구현할 수 있도록 공급받았다. 그동안 5세대 주파수를 활용한 연구를 수행하려 해도 값비싼 장비, 주파수 할당 문제 등으로 어려움이 있었지만, 이번 공급으로 새로운 계기를 맞았다”고 설명했다. 그는 5세대 이동통신이 제공할 수 있는 차별화 서비스로 지능형공장, 스마트팜, 자율주행 등을 꼽았다.

일본, 독일의 해외 대학은 주파수를 할당받고, 기업체 등과 협업해 5세대 이동통신 차별화 서비스를 구현하기 위한 연구를 진행 중이다. 홍인기 교수는 “한국도 주파수 공급을 통해 관련 연구에 나설 기반이 만들어졌다”고 말했다. 특히 그는 심화하고 있는 미·중 기술 패권 속 한국이 대응하기 위해서는 소프트웨어적인 강점을 가져야한다고 강조했다.

이동통신 분야에서도 소프트웨어의 중요성은 날로 커지고 있다. 2020년대에 이동통신 장비를 소프트웨어로 구현할 수 있는 기술이 개발됐기 때문이다. 홍 교수는 “전 세계에 통하는 기술력을 확보하려면 소프트웨어 역량을 갖춰야 한다. 대학은 연구를 통해 기술력을 확보하는 한편 기술력을 갖춘 인재를 양성할 수 있다. 또한 대학은 기업체와 달리 이해관계에 얽매이지 않고 실험을 진행할 수 있어 다양한 기업체와 산학협력을 통해 역량을 확산할 수 있다”며 의의를 설명했다.

지능형공장 구현에 이음 5세대 주파수 활용해, 다양한 분야와 협업 기대
홍인기 교수는 LGCNS와 이음 5세대 주파수를 활용해 지능형공장 구현을 위한 시험대를 구축할 계획이다. 이를 위해선 유무선 기술이 모두 요구된다. LGCNS는 유선 구간을 소프트웨어로 구현 및 장비 운용을 담당한다. 유선 구간을 소프트웨어로 구현하기 위해선 각 서비스에 필요한 네트워크를 잘게 할당해야 하는데 아직 기술이 없어 불가능하다. 이 부분을 홍 교수와 협력 연구할 계획이다. 이 외에 홍인기 교수는 지능형공장 구현에 필요한 응용서비스와 무선 기술을 연구한다.

과거 하드웨어를 중심으로 이동통신 시스템을 구성하던 것과 달리 소프트웨어로 이동통신 시스템을 구성하면 가격경쟁력을 확보할 수 있다. 하지만 그 전에 최적화 문제를 해결해야 한다. 인공지능 기술이 이동통신 분야에 중요한 이유다. 홍 교수는 “인공지능을 이동통신에 접목하기 위해 노력하고 있다. 소프트웨어 제어부터 데이터 분석까지 이동통신 분야에 인공지능을 적용할 범위가 넓다”고 설명했다.

소프트웨어 이동통신 시스템이 구현되면 다양한 분야와의 협업이 기대된다. 생명과학대학과 스마트팜 구축을 위해 협업할 수 있다. 홍 교수는 “스마트팜에 이동통신 시스템을 구축하면 다양한 데이터를 통해 농작물의 상태를 진단할 수 있다”고 말했다. 의학 계열과도 협업도 기대된다. 병원은 많은 양의 데이터가 신뢰성을 가지고 확보돼야 하는데 와이파이를 통한 데이터 전송은 한계가 있다. 5세대 주파수망을 구축한다면 데이터 전송을 효율적으로 진행할 수 있다. 그는 “코로나19가 절정을 부리던 시절 급하게 지정된 코로나 전문 병동에 네트워크가 터지지 않아 어려움이 있었다는 기사를 봤다. 만일 5세대 주파수가 도입됐었다면 효율적으로 문제를 해결할 수 있었을 것”이라고 말했다.

국제캠퍼스에 지능형공장 구현을 위한 모터가 20여 대 도입됐다. 홍인기 교수는 모터 더미에서 나오는 데이터를 수집하고 있다. 그는 “공장에서 운영되는 컨베이어 벨트, 지능형 로봇 모두 모터로 동작하고 있다”며 “모터에 입력되는 전류가 일정해야 고장 없이 운영될 수 있다”고 설명했다. 모터의 진동, 온도 등의 데이터를 측정할 수 있는 장비가 도입돼 다양한 데이터를 취합한 후 인공지능을 활용해 분석한다. 이를 바탕으로 향후 데이터만으로 장비의 고장을 진단하도록 만드는 것이다. 홍 교수는 “현재 구축된 지능형공장에 해당 기술이 구현된 사례가 없어 가치가 크다. 다양한 기업체에서 연구에 관심을 가지고 협업 제안도 많다”고 밝혔다.

홍인기 교수는 이음 5세대 주파수로 지능형공장 구현에 나선다. 이를 위해 국제캠퍼스에는 모터 20여 대가 설치됐다. 모터로부터 데이터를 취합 분석해 다양한 솔루션을 제공할 계획이다.

“5세대 이동통신 서비스가 전국으로 확산되는 마중물 되길”
이번 이음 5세대 주파수는 홍인기 교수가 센터장으로 활동하는 ‘6H 차세대 이동통신 연구센터’에도 활용될 전망이다. 해당 연구센터는 2021년에 과학기술정보통신부의 대학 ICT 지원 사업에 선정됐다. 6H는 5세대 이동통신을 뛰어넘는 초격차(Hyper) 기술을 뜻한다. 홍 교수는 이음 5세대 주파수 연구도 6세대 이동통신 구현 방안을 찾는 일환이었다고 밝혔다. 6세대 이동통신도 5세대 이동통신과 같이 소프트웨어 기술이 중요 기술로 자리매김할 것으로 예측된다. 이러한 특성으로 6H 차세대 이동통신 연구센터는 이음 5세대 주파수를 활용해 소프트웨어 기술과 관련해 노하우를 쌓고 이를 6세대 소프트웨어 구현에 활용할 계획이다.

또한 이음 5세대 주파수는 6H 차세대 이동통신 연구센터를 하나의 플랫폼 내로 녹여낼 계기가 됐다. 연구센터 내에 5개의 연구 그룹이 분야별 연구를 수행하고 있다. 각 연구 그룹이 보유하고 있는 기술을 이음 5세대 주파수로 통합할 수 있다. 홍 교수는 “5세대 이동통신과 6세대 이동통신에 적용되는 기술의 틀은 같을 것”이라고 분석하며 “5세대 이동통신 서비스를 구현하기 위해 노력하는 한편 6세대 이동통신 기술을 발전시켜 나갈 것”이라고 다짐했다.

이번 이음 5세대 주파수 도입은 대학 최초로 이뤄진 만큼 다양한 확산이 기대된다. 홍인기 교수는 “이음 5세대 주파수를 활용해 새로운 서비스를 성공적으로 제공하면 관련 연구가 전국적으로 확산하는 마중물이 될 것”이라며 “앞으로도 다양한 서비스로 범위를 넓혀가고 싶다”는 소망을 밝혔다.

글 김율립 yulrip@khu.ac.kr
사진 정병성 pr@khu.ac.kr

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