오픈랜(Open-RAN)이란?

차세대 통신기술에 대한 주제를 논할 때 빠지지 않는 것이 오픈랜(Open-RAN, 개방형 무선접속망)이다. 오픈랜은 무선접속망에 관한 인터페이스와 소프트웨어를 "개방형"으로 만들어서, 특정 네트워크 장비 제조사에 대한 의존성을 탈피하고자 하는 기술이다. 

일반적으로 통신 기지국은 단말과 무선통신을 담당하는 무전기(RU: Radio Unit)와 기지국의 제어부(DU: Distributed Unit / CU: Central Unit)로 구성된다. 지금까지 통신사는 에릭슨이나 노키아 등 특정 통신장비 제조사로부터 장비를 구입해 랜(RAN, 무선접속망)을 구축해야만 했고(lock-in), 이것은 기지국 통신장비 시장의 과점화가 심화된 큰 원인이었다. 영국의 시장조사 회사인 옴디아에 따르면, 2021년 통신 장비 세계 점유율은 화웨이(중국), 에릭슨(스웨덴), 노키아(핀란드) 3사가 80% 가까이를 장악중이다. 뿐만 아니라 해당 장비는 각 통신사의 사양에 맞춘 모델인지라 매우 고가이고 호환성이 떨어진다는 단점도 존재했다.

이러한 상황 속에서 랜을 오픈하자는 발상이 대두되었다. 기존의 제각각이던 랜 인터페이스 등 사양을 표준화해 서로 다른 제조사의 통신장비가 상호 접속 가능하게 함으로써 통신사가 상황에 맞는 적절한 통신장비를 선택해 네트워크를 구축할 수 있도록 하자는 아이디어다. 

<오픈랜(Open-RAN)의 구조>

[자료: NTT Docomo]

<세계 최대 모바일 전시회(MWC Barcelona 2023) 후지쯔 부스 (왼쪽 사진)

및 무전기(RU) 전시 모습(오른쪽 사진, 각각 제조사는 앞에서부터 KDDI, Dish/도이츠텔레콤, Docomo)>

[자료: D-eight, ASCII.jp]

오픈랜이 최근 주목을 받는 이유  

왜 최근 오픈랜이 통신업계에서 주목을 받고 있는 것일까. 앞서 언급한 바와 같이, 통신 장비 시장은 화웨이, 에릭슨, 노키아 3사가 80% 가까이 장악중이고, NEC, 후지쯔 같은 일본 제조사 점유율 총합은 2.5%에도 미치지 못한다. 오픈랜은 이와 같이 장기간 지속되어온 과점 체제를 무너뜨릴 수 있고, 또 제품 선택 폭이 넓어짐에 따라 비용이 낮아지는 효과를 기대할 수 있기 때문이다.

이와 더불어, 미·중 갈등으로 미국이 화웨이, ZTE 등 중국 통신장비업체를 견제하고 있는 것도 오픈랜 논의가 확산되는 배경이다. 미·중 갈등 속에서 많은 국가들은 기지국 통신장비를 복수의 제조사에서 선택할 수 있는 환경을 만들어, 정치적 리스크, 반도체 부족, 자연재해 등으로 제품 조달이 어려워지는 사태를 피하고자 한다. 

<통신 기지국 기기 세계 셰어(2021)>

 [자료: NIKKEI Business]

오픈랜 시장에 참여중인 일본기업

오픈랜이라는 새로운 시장 기회를 발판 삼아 일본은 세계 시장 공략에 박차를 가하고 있으며, 실제로 일본은 오픈랜 시장에서 앞서가는 선두주자이다. 

NEC와 후지쯔는 이미 일본 내에서 오픈랜 통신장비를 상용화하고 있어, 세계 시장 진출에도 유리한 고지를 점하고 있다. 미국의 시장조사 회사인 Dell’Oro Group은 <오픈랜 세계시장을 리드하는 4개 제조사>(2022년 12월)로 한국의 삼성, 미국의 Mavenir와 함께 일본의 후지쯔와 NEC를 꼽는 등 세계적으로 그 존재감을 인정받고 있다. 

또 NTT도코모와 라쿠텐 모바일은 오픈랜 규격의 기지국 인프라 시스템 솔루션 사업을 전개하고 있어 세계의 주목을 받고 있다. 오픈랜 시장에는 통신장비 제조사 등 다양한 플레이어가 진입하고 있지만, 통신사가 오픈랜 시장에 참여하는 것은 일본의 NTT도코모와 라쿠텐 심포니 정도이며 세계적으로도 드문 사례이다.

작년 말에는 NTT도코모, KDDI, 소프트뱅크, 라쿠텐의 국내 이동 통신사 4개사가 공동 운영하는 오픈랜 국제 표준(O-RAN ALLIANCE)의 접속 시험 및 인증 시설인 'Japan OTIC'가 요코하마에 개설되었다. 오픈랜의 접속 시험・인증 거점은 유럽, 미국, 아시아에도 있지만, 여러 통신사업자가 공동 운영하는 것은 세계 최초라고 한다. 

<오픈랜 시장에 참여중인 주요 일본기업>

［자료: 각종 보도자료를 참고하여 KOTRA 도쿄무역관 정리］

개방화와 더불어 랜(RAN) 분야에서 지금 주목받고 있는 것은 vRAN(virtualized Radio Access Network, 가상화 무선 액세스 네트워크)이다. 소프트웨어나 네트워크 분야에서 '가상'이라는 이름이 붙으면 '하드웨어의 구성을 소프트웨어로 구현하는 기술'을 의미하는 경우가 많은데, vRAN도 그런 구조다. 지금까지의 기지국은 장비 제조사의 전용 하드웨어와 소프트웨어로 구성돼 있었다. 하지만 vRAN은 기존 기지국에 존재하던 하드웨어의 기능을 범용 서버에 가상화한다. 범용 서버에 핵심 기능을 소프트웨어화함으로써 RAN의 비용 절감과 유연하고 효율적인 운영관리가 가능해졌다.

이 가상화를 선도하며 주목받고 있는 것이 라쿠텐의 완전 가상화 클라우드 네이티브 모바일 네트워크 플랫폼 'RCP(Rakuten Communications Platform)'이다. RCP에서 기지국 내에 설치되는 것은 전원과 안테나뿐으로, 네트워크 전체에 가상화, 범용화(이를 라쿠텐에서는 '완전 가상화'라고 부르고 있다)가 적용되어 있기 때문에 설비 투자 및 운영 비용을 대폭 절감할 수 있는 구조이다. 아래 표를 보면, CU/DU를 엣지 클라우드로 이행시킴으로써 기지국 개설 및 운용 관리 등 대폭적인 비용 삭감이 가능하다.

<vRAN(가상화 무선 액세스 네트워크)의 구조>

[자료: 라쿠텐 모바일]

현재 오픈랜의 세계 시장 규모는 전체 기지국 장비의 한 자릿수 점유율 정도에 불과한 것으로 알려져 있다. 하지만 장기적으로는 15~20%까지 확대될 것이라는 예상이 많아 시장 확대 여지는 여전히 크다고 볼 수 있다. 일본 기업들이 향후 본격화될 오픈랜 시장에서 주도권을 잡을 수 있을지, 일본 기업들 간에는 어떠한 '경쟁과 협력'이 이뤄질지 귀추가 주목된다.

일본의 또 다른 차세대 정보통신 기술.. 아이온(IOWN)

오픈랜 외에 주목받는 일본 차세대 정보통신 기술에는 아이온(IOWN, Innovative Optical and Wireless Network)이 있다. 아이온은 일본 NTT의 광(光)통신 기술을 '저지연', '대용량화', '저소비전력'의 네트워크 실현을 목표로 하는 구상을 말한다. 올해 2월 NTT가 개최한 행사에서 도쿄, 오사카, 가나가와, 치바의 4개 거점 약 400km를 아이온 기술로 연결하여 동시에 오케스트라 연주를 한 결과, 연결 지연이 8밀리초밖에 되지 않았다. 이는 콘서트홀에서 연주자가 3m 떨어진 곳에서 연주하는 것과 같은 수준이라고 한다.

NTT는 올해 3월 첫 상용 서비스 'APN IOWN1.0'을 출시했다. 이는 기업이나 단체를 대상으로 한 고정 회선이며, 원격 수술이나 지연이 승패와 직결되는 'e스포츠' 등에서의 활용이 예상된다. 아래 표를 보면, 2023년 3월에 개최된 상업용 서비스 <IOWN1.0>을 활용한 이벤트. 떨어진 두 공간의 댄스 강습. 스튜디오 내의 댄서와 두 모니터상의 댄서를 비교해보면, <IOWN1.0>(왼쪽 모니터)을 이용한 환경에서는 같은 동작으로 시차가 발생하지 않음을 알 수 있다. 하지만 일반 인터넷 회선(오른쪽 모니터) 환경에서는 동작이 다른 것에서 지연이 존재한다.

<2023년 3월에 개최된 상업용 서비스 <IOWN1.0>을 활용한 이벤트>

[자료: 닛케이신문]

NTT의 IOWN 구상을 뒷받침하는 요소 기술 중 하나가 네트워크에서 단말의 반도체 내부까지 E2E(End To End)로 광기술을 이용해 통신하는 APN(All Photonics Network)이다.

지금까지의 통신은 주로 사용하기 편한 전기 신호가 주로 사용되어 왔다. 하지만 전기 신호는 빛에서 전기로 변환할 때 등에 에너지가 발생해 소비전력이 증가하거나 지연을 발생시키는 요인이었다. 광통신 적용 범위를 서버 내 보드 간에 그치는 것이 아니라 칩 간, 나아가 칩 내부 등 정보처리 영역으로 단계적으로 확대해간다는 발상으로, 광통신 적용 범위가 될수록 에너지 손실이 적은 광기술의 효율성에 힘입어 대폭적인 소비전력 감소를 기대할 수 있다는 구상인 것이다.

그리고 NTT가 생각하는 아이온의 적용 범위는 통신에 그치지 않는다. 스마트폰이나 웨어러블 기기에 광전 융합 기술을 이용한 '아이온 칩'이 탑재되면, 1년에 한 번만 충전하면 되는 세상도 올 것으로 기대되고 있다. 향후 서버 등 다양한 기기의 소비전력을 현재의 100분의 1로 낮추는 것이 IOWN의 또 다른 목표다.

<아이온(IOWN)이 현실 생활에 가져올 변화>

[자료: 닛케이신문］

NTT는 2020년 1월 미국 인텔, 소니와 함께 국제 단체 'IOWN 글로벌 포럼'을 설립했다. 세계 유수의 기업들이 속속 참여하여 올해 3월 현재 참여 기업-단체 수는 118개에 달하며, 다양한 기업들과 함께 광기술을 활용한 네트워크 연구개발을 추진중에 있다. NTT는 2000년대에 휴대폰용 인터넷 접속 서비스 'i-mode'의 해외 진출에 실패했을 당시, 해당 서비스가 일본 고유 규격에만 맞는 '갈라파고스'라는 비아냥을 들었던 쓰라린 경험이 있다. 

이를 교훈 삼아 아이온을 통해 세계 통신기술의 표준화를 선도하겠다는 생각으로 일찍부터 국내외 다양한 기업들과 협력하고 있다. 한때 시가총액 세계 1위였던 NTT도 지금은 구글 등 미국 IT 대기업에 크게 밀리고 있는 상황에서 아이온(IOWN)은 NTT의 세계 재도전을 위한 승부수이자, 6G 시대 일본 통신업계의 재도약을 가늠할 수 있는 분수령이 될 것으로 보인다. 오랫동안 통신업계 컨설팅을 해온 키타 슌이치 씨(노무라종합연구소 파트너)는 "사용자 입장에서 봤을 때 (통신 속도가) 달라졌다고 체감하는 순간은 역시 새로운 디바이스의 등장이라고 생각합니다. 5G에서 스마트폰이 웨어러블 단말로 대체될 것이라는 이야기도 있었지만, 실현되지 않았습니다. 저는 웨어러블 단말기의 시대가 도래하는 것은 5G 다음, 즉 6G가 아닐까 생각합니다. 5G에서는 이미 승부가 기울어진 느낌이어서, 일본은 6G, IOWN에 베팅할 수밖에 없는 상황입니다."라고 말했다.

시사점

"일본은 이동통신 후진국에서 벗어날 수 있을까?" (1)편과 (2)편을 통해, 통신 후진국에서 탈출을 노리는 일본 통신업계 현황을 살펴 보았다. 

오픈랜의 경우, 통신장비 시장의 과점화 해소 등 언뜻 보기엔 장점만 부각되고 있지만, 이 장점이 <양날의 검>으로 작용할 수 있다는 것을 잊어선 안 된다. 개방화는 진입장벽이 낮아진다는 것을 의미하며, 그만큼 경쟁이 심화될 수밖에 없고, 과당경쟁으로 인한 기업 피폐화, 품질 저하 등의 우려도 없지 않다. 새로운 서비스와 지원체계 강화, 부가가치 제공 등을 통해 건전한 수익성을 확보할 수 있는 사업 전략이 필수적이다.

또한 6G 시대의 핵심 기술로 주목받는 아이온(IOWN)의 진정한 가치는 통신속도 향상보다도 전력효율 향상에 있다는 견해도 존재한다. 아이온(IOWN)칩 채택에 따른 에너지 절약은 스마트 글래스 등 웨어러블 단말기에도 연결되어 큰 조류를 만들 것으로 예상된다. 

마지막으로 최신 통신기술뿐 아니라, "경쟁에서 협력"으로 변화되는 일본 통신업계의 사업 전략에도 주목할 필요가 있을 것이다. 최근 차세대 핵심 기술 개발에는 막대한 자금과 인력이 필요하고, 이를 한 회사가 담당하는 것은 비효율적이며, 속도가 빠른 현대 비즈니스에서 경쟁에 뒤처질 수밖에 없다. "경쟁에서 협력"으로 변화하는 일본 통신업계 향후에 귀추가 주목된다. 

자료: NTT Docomo, D-eight, ASCII.jp, NIKKEI BUSINESS, Rakuten Mobile, NIKKEI 신문 등의 자료 및 KOTRA 도쿄무역관 자료를 종합해서 작성