현재 이동통신 업계는 새로운 주파수 및 기술 도입, 기지국 수 증대, 모바일 엣지 컴퓨팅 등에서 변화를 겪고 있다. 특히, 향후에는 5G가 광범위한 산업에 적용될 예정이어서, ICT 통합과 네트워크 인프라 공유는 더욱 활발해 질 전망이다.
화웨이가 5G시대를 맞아 이동통신 업계가 인프라 구축 시 참고할 10대 트렌드를 발표했다.
전세계 기지국의 90%는 운영에 필요한 에너지를 디지털로 관리
5G가 도래함에 따라 기지국 수는 급증하고 있으며, 유지관리는 더욱 복잡해지고 있다. 이에 따른 운영비 상승은 결국 이통사들의 수익 감소로 이어진다. 때문에, 기지국 운영에 필요한 에너지를 디지털로 관리하는 것은 비용절감에 기여할 수 있다. 화웨이는 디지털 센싱, 제어 및 처리 기술을 통해 향후 2025년까지 전 세계 기지국의 90% 는 필요한 에너지를 디지털로 관리하고 이로써 단순하고 친환경적이며 자동 운영이 가능한 네트워크가 구축될 것으로 전망했다.
친환경 에너지 확대 적용
이동통신 업계는 그 동안 기후 변화에 대응하고 유엔(UN)의 지속가능개발목표(SDG)를 달성하기 위해, 많은 글로벌 이통사들은 연료 절감, 유지비 감소, 디젤을 사용하지 않는 네트워크 적용, 탄소 배출량 감소, 지속 가능한 개발 등을 위한 전략을 도입해 왔다. 이러한 전략 도입으로 친환경 에너지에 대한 투자도 꾸준히 증가해 왔다. 최근에는 태양광, 풍력, 수소연료, 리튬 배터리 등 새로운 대체 에너지 기술이 부상하고 있다. 이 기술들은 비교적 높은 초기투자 비용이 필요하지만, 환경 친화적이면서, 탄소 배출량이 적고, 전력 비용이 낮으며, 유지관리가 필요 없기 때문에 효용성이 점차 높아지고 있다.
납축전지 대신 리튬배터리
5G구축이 확산되면서 기지국의 전력 소비량이 약 두 배정도 늘었고, 고밀도의 에너지 저장 시스템이 필요해졌다. 때문에 리튬배터리의 사용이 증가할 것으로 전망했다. 리튬배터리의 수명 주기는 납축전지*의 5배이며, 리튬배터리의 부동 충전(floating Charge)* 수명은 납축전지의 2배이다. 리튬배터리의 수명주기 비용이 납축전지보다 낮은 것이다. 또한, 리튬배터리 가격은 향후 3년 내 30% 인하돼 2022년에 이르면 납축전지 가격과 거의 비슷할 것으로 전망된다. 게다가 리튬배터리의 ‘피크 쉐이빙(최고 부하 저감)’ 기능은 메인 용량을 확장하고 재구성을 피할 수 있으며, 전기 요금과 네트워크 구축 및 운영 비용을 절감할 수 있다.
5G 도입으로 통신 에너지의 다양한 산업에 대한 파급력
5G 도입이 확산됨에 따라, 기지국 기기들은 항만, 광산, 전력, 교통, 대학, 병원, 지역사회 등 다양한 엔터프라이즈 수준의 애플리케이션에 적용될 것이다. 이러한 애플리케이션 시나리오들은 보다 유연하고 다양한 통신 에너지 솔루션을 요구하기 때문에, 통신 에너지는 디지털화, 모듈화, 유연화 될 것으로 전망된다.
ICT 전력 공급의 융합
5G가 보편적으로 보급됨으로써 사회 전반에서 정보화와 인공지능(AI) 통합이 발생하고 있다. IT기업들도 애플리케이션 개발을 위해, 통신 기술 기반의 커뮤니케이션 네트워크를 이용하고 있다. ICT 융합 거부할 수 없는 트렌드이며, 기존의 기지국에 대한 전원 공급 및 백업 방식 그리고 장비 구축 공간에 변혁을 일으키고 있다. 통신 에너지는 통신 기술 및 정보 기술 기기 모두에서 전력 공급, 백업 전력 보장, 열 관리, 공간 관리, 케이블 관리 등을 지원한다. 때문에 통신 에너지는 유지관리 업무 측면에서도 새로운 도전을 마주할 것이다.
AI 협업
5G 기지국 증가로 이에 사용되는 전력 소비량의 증가는 전반적인 유지관리 및 에너지 비용을 높여 5G확산을 저해하고 있다. 이런 상황은 AI 협업 기술을 통해 이를 해결할 수 있을 것으로 전망된다. 통신 에너지 분야에서 AI 협업 기술을 적용하면, △네트워크 슬라이스용 기지국 리소스 구성을 최적화하고 에너지 효율을 최적화하는AI 알고리즘 모델링뿐 아니라 △ 네트워크 자동화를 구현하기 위한AI분석 등을 수행할 수 있다.
풀 스택(Full-Stack) 단순화
미래에는 네트워크 연결이 보편화 되고, 더욱 많은 주파수가 활용될 것이다. 기지국은 더욱 촘촘하게 구축될 것이다. 5G 시대에, 에너지 시스템는 기지국에서 베어러 네트워크(Bearer Networks)와 코어 네트워크(Core Networks)에 이르기까지 방대해지고 복잡해질 것이다. 이에 보다 단순한 배치와 총소유비용(TCO) 관리가 요구된다. 향후 기지국 하나에 단일 캐비닛과 블레이드 파워, 네트워크 자동화 등의 간편한 엔드-투-엔드 및 수명주기 에너지 네트워크 기술이 폭 넓게 적용될 것이다. 이를 통해 기지국 구축이 용이해지며, 용량 및 효율성이 대폭 개선되고, 에너지 유지관리는 간소화 되며, 에너지 네트워크 또한 단순하게 바뀔 것이다.
다중 패턴 아키텍쳐
현재 대부분의 전력 공급기는 다중 패턴 입출력을 지원하지 않는다. 때문에 서로 다른 에너지 변환 장치를 하나의 시스템으로 결합해야 하는데, 이 시스템은 지나치게 크고 효율성이 낮으며 시스템 유지를 위해 수 많은 인터페이스가 필요하다. 심지어 장비 자체의 비용과 유지관리 비용도 높다. 다중 패턴 아키텍처는 시스템 밀도와 효율성이 더 높고, 배치가 단순하며, 보다 스마트한 유지관리가 가능하다는 특징을 지니고 있다. 이에 앞으로는 다중 패턴 아키텍처가 통신 에너지 산업에서 대중화될 것으로 예측된다.
효율성 고도화
현재 이동통신 전력 시스템의 효율성은 대부분 정류기 수준에서 결정된다. 주요 벤더의 정류기 효율은 90%에서 98% 사이에 형성되어 있다. 앞으로는 최대 효율이 98%에서 99%까지, 정류기 손실은 50% 미만으로 개선될 전망이다. 하지만 전체 기지국의 에너지 소비는 전력 발전 시스템, 온도 관리 시스템, 전력 공급 라인에서 발생한다. 때문에, 이동통신사들은 기지국과 네트워크 수준에서의 에너지 효율 개선에 더욱 관심을 가질 것이다. 에어컨을 대신해 효율적인 열 교환 솔루션과 자연열 분산 솔루션이 주된 온도 관리 솔루션으로 자리잡을 것이다.
그리고 신뢰
AI 기술이 발전하면서, 통신 에너지는 단일 기지국을 넘어 에너지 네트워크에 이르기까지 진화하고 있다. 전력 공급 및 백업 조건이 다양해지고, 배치 시나리오와 디지털 네트워크 환경이 복잡해 지면서, 에너지 네트워크는 더 높은 수준의 신뢰도가 필요한 상황이다. 안전성, 가용성, 보안, 개인정보보호, 복원력 등이 기술 신뢰도에 영향을 미칠 것이다. 이런 요소들이 에너지 네트워크의 신뢰도를 결정하는 핵심이 될 전망이다.
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