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동향

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5G 모바일 네트워크의 Industrial IoT 표준기술 동향

2021-12-01 org.kosen.entty.User@5353848a 코센2021(kosen2021)

분야

전기/전자,정보/통신

발행기관

한국전자통신연구원

발행일

2021.12.01

URL

https://ettrends.etri.re.kr/ettrends/193/0905193002/

첨부파일

초록
Industrial networks has been developing various technologies from fieldbus technology to industrial Ethernet and time-sensitive networking. The industry expects that the 5G mobile network will solve the diverse and highly specific industrial site requirements. Accordingly, 3GPP has been developing standard functions to provide ultra-high reliability, ultra-high speed, ultra-connection, and ultra-low latency services, and 3GPP Rel-16 began developing ultra-low latency and ultra-high reliability communication functions for 5G mobile networks to support vertical industries. In this paper, we show the related standardization trends and requirements to apply industrial IoT service scenarios to 5G mobile networks, and in particular, we introduce 5G system features and extended 5G system architecture to provide time sensitive communication and time synchronization services.

서론

산업 네트워크는 필드버스(Field Bus) 기술을 시작으로 산업이더넷을 거쳐 TSN(Time Sensitive Networking)에 이르기까지 다양한 기술의 발전을 거듭하고 있다. 이러한 기술의 발전과 함께 산업 네트워크는 ‘자동화’를 거쳐 최근 ‘스마트 팩토리’에 이르기까지 서비스의 완성도와 효율성을 높여가며 진화하고 있다. 특히 근래에는 IIoT(Industrial IoT) 서비스 분야가 확대되고, 각 산업 특성에 따른 서비스별 요구사항은 다양해지고 정밀해짐에 따라 이를 수용하기 위한 인프라 기술의 진화도 함께 요구되고 있다. 업계에서는 IIoT 분야의 요구사항 충족과 혁신을 이루기 위한 중추적인 역할을 5G 통신기술이 수행할 것으로 평가하고 있다. 이에 5G 시스템은 산업현장에서 유선의 한계를 극복하는 것을 넘어 각 산업분야의 특성 및 요구사항을 반영할 수 있도록 5G 시스템이 가지는 기술과 장점들을 융합하기 위한 연구가 활발하게 진행 중이다[1].

IIoT 서비스는 높은 신뢰성, 낮은 지연시간, 유연성 및 보안을 포함한 특별한 통신 요구사항을 가지고 있다. 현재 5G 시스템이 지원하는 IIoT는 품질 검사, 공급망 관리, 일반 기계 제어 등으로 한정되어 있지만, 주요 시스템 제조업체들은 현장 프로세스 최적화 및 자동화 향상 등을 5G 시스템과의 통합이 가지는 강점으로 보고 산업 운영의 다른 영역들을 적극적으로 탐색하고 있다[2]. 이는 5G 통합 IIoT 장치가 현장 중심의 작업에서 가상 회의 및 원격 작업으로의 전환을 가져올 수 있으며, 특히 최근 COVID-19로 인하여 비즈니스 운영을 현장 작업 운영과 동등하게 유지하기 위하여 원격 근무로의 대대적인 전환을 가져오면서 이를 더 가속화하고 있다[2]. 이에, 5G 시스템 기술 역시 IIoT가 요구하는 임무지향적(Mission Critical)인 서비스들의 특별한 요구사항들을 충족할 수 있도록 연구가 활발하게 진행되고 있다.

본고에서는 3GPP에서 논의 중인 5G의 IIoT 관련 요구사항과 IIoT 서비스 적용을 위한 관련 기술의 동향을 살펴본다. 특히, 3GPP 표준규격을 중심으로 5G-TSN, URLLC(Ultra Reliable Low Latency) 기술과 IIoT 기술 및 표준화 동향을 소개한다.

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한국과학기술정보연구원

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