10년 단위의 진화를 거듭해오던 이동통신은 2020년경 5세대 통신이 상용화될 것으로 예상된다. 5G 통신은 4세대 이동통신에서 추구했던 서비스와 성능 목표를 넘어, 유무선의 장점을 수용하여 기존 서비스의 향상, 새로운 서비스 실현과 특수환경에서의 서비스 제공 등 사회 전반에 영향을 미칠 것이며, 5세대 통신으로 촉발된 사회 변화는 우리에게 위기이자 새로운 기회로 다가올 것이다. 세계는 5G 통신에 대한 비전, 요구사항 및 주요 요소 기술을 개발 중이다. 본고에서는 5세대 통신의 시장, 사용자, 트래픽 및 서비스 동향과 더불어 세계 각국 및 각 기관의 비전, 요구사항 및 기술동향을 소개한다. 현재 전 세계는 5세대 통신에 대한 다양한 의견을 제시하고 있으며, 협력과 경쟁이 심화되고 있다. 5G 기술 주도권 확보를 위해 세계 각국 및 각 기관의 동향 파악을 통한 대비가 필요하다.

1980년대 초 1세대 아날로그 이동통신시스템이 처음 도입된 이래 이동통신은 2세대, 3세대를 거쳐서 4세대 시스템으로 진화되었다. 기존의 이동통신은 주로 가정, 사무실 등 보행자 중심의 Nomadic 환경에 최적화된 형태이고 120km/h 이상의 고속환경에서는 통신접속이 끊어지지 않는 정도의 서비스에 한정되었다. 2007년 애플의 iPhone이 출현한 이래 스마트폰 중심의 모바일 데이터 서비스 사용량이 매년 가파른 증가세를 보이고 있으며 보행자 중심의 저속환경뿐만 아니라 지하철, 고속철 등 그룹이동체 내에서의 모바일 데이터 서비스도 점차 중요해지고 있다. 그룹이동체 내에서 일반 사용자들은 차량 외부의 이동통신망을 통해 직접 서비스를 받을 수도 있고 이동무선백홀과 결합된 WLAN 혹은 펨토셀과 같은 차량 내 이동소형셀형태로 서비스를 받을 수 있다. 본고에서는 그룹이동체 내의 이동소형셀 지원을 위한 이동무선백홀 기술동향을 분석하고 향후 수 Gbps급 이상의 데이터 전송속도를 지원할 수 있는 밀리미터파 기반의 이동무선백홀 기술을 소개한다.

고성능 스마트기기의 보급과 모바일 사용자들의 고품질 컨텐츠 수요가 증가하면서 급증하는 모바일 데이터 트래픽을 수용하기 위해 소형셀을 통한 네트워크 용량 증대가 가장 현실적인 방안으로 고려되고 있다. 이와 더불어 차세대 이동통신 네트워크의 패러다임이 사용자가 인프라 영역 내에 위치해야 통신 및 서비스를 제공받던 인프라 중심에서, 통신 및 제반 서비스 환경이 사용자를 중심으로 구축되고 운영되는 사용자 중심으로 전환되면서 사용자를 따라 움직이는 이동 소형셀에 대한 관심이 고조되고 있다. 본고에서는 ETRI에서 개발 중인 5G(5th Generation) 이동셀 개념 및 주요 기술을 소개하고, 관련 3GPP 표준화 동향 및 국내외 기술개발 동향을 소개한다.

데이터 트래픽의 폭발적인 증가에 대응하기 위해 5G 이동통신에서는 주어진 주파수 대역 내에서 최대한 많은 정보를 전송할 수 있는 주파수 사용 효율 극대화를 목표로 한다. 이러한 목표를 달성하기 위한 방법 중 하나로 심볼 간 직교성을 만족시킬 수 있는 속도인 나이퀴스트율보다 더 빠르게 정보 심볼을 전송하는 FTN(Faster-Than-Nyquist) 전송기법이 대두되고 있다. FTN 전송기법에 따르면 나이퀴스트율 이상의 심볼 전송속도에 의해 생기는 ISI(Inter-Symbol Interference)를 효율적으로 극복하는 코딩 및 등화 방법에 의해 채널 용량을 증가시킬 수 있다. 본고에서는 FTN 전송기법의 기본 원리 및 전송이득을 소개하고, 현재 진행되고 있는 FTN 전송기술 동향을 살펴보고자 한다.

PON(Passive Optical Network)은 설치 및 유지보수가 편리하여 광가입자망으로 널리 사용되고 있다. 대표적인 PON 기술로 IEEE에서 표준화된 EPON(Ethernet PON), 10G EPON과 ITU-T에서 표준화된 GPON(Gigabit capable PON), XG-PON 기술이 있다. EPON 및 GPON은 각각 1G급 및 2.5G급 전송속도를 제공하며 한국, 일본, 중국 등 아시아와 북미 등에서 가입자 서비스 및 비즈니스 서비스용으로 사용되고 있다. 2010년대부터 10G급 PON 기술 사용이 증가되고 있으며, 앞으로 가파르게 증가하고 있는 가입자 트래픽량에 대처하기 위해 40G급 또는 100G급 PON 기술이 사용될 것으로 예상된다. 본고에서는 현재 ITU-T에서 표준화가 진행 중인 NG-PON2(Next Generation PON2) 기술 중 주요기술인 TWDM-PON(Time and Wavelength Division Multiplexing-PON) 기술에 대한 국제 표준화 현황 및 국내외 기술개발 현황을 살펴보고자 한다.

본고에서는 전 세계적으로 폭발적인 증가세를 보이고 있는 이더넷 트래픽을 코어망 영역에서 보다 효율적으로 수용하기 위한 광전달망 기술과 표준화 동향에 대해서 고찰해 보고자 한다. 먼저, 현재의 광전달망에서 제공하는 주요 기술적 특징들과 발전방향에 대해 살펴보고, 이러한 기술들에 대한 국제 표준화 동향에 대해 살펴보겠다. 그리고 현재 상용화 제품으로 출시되고 있는 다양한 형태의 광전달망 시스템의 주요 특징들을 비교 검토함으로써 가까운 미래에 광전달망이 어떠한 방향으로 발전해 나갈 것인지를 유추해 보도록 하겠다.

스마트폰의 보급에 따른 대용량 멀디미디어 서비스의 폭발적인 수요 증가에 따라데이터센터의 100Gb/s 광트랜시버에 대한 수요는 2017년을 기점으로 10Gb/s를 추월하여 2018년 데이터콤 전체 시장의 50% 이상을 차지할 전망이다. 한편, 데이터센터의 소비전력 및 시스템 집적도 증가를 위해 광트랜시버의 Form-factor는 CFP(40G/100G Form-factor Pluggable)에서 QSFP28($4{\times}28G$ Quad Small Form-factor Pluggable)로 약 1/14배 소형화될 전망이며, 이에 따른 광트랜시버 구성 부품의 집적도는 높아지고 소비전력은 현재 대비 1/9로 낮아져야 한다. 본고에서는 소형화 및 저전력화를 위한 광트랜시버의 표준화 및 기술동향과 국내외 시장동향에 대해 기술한다.

최근 사이버 테러의 급증으로 인해 보안장치만으로는 방지의 한계를 나타내면서 사이버 공간에서의 네트워크 역할이 중요해지고 있다. 이에 따라 최근 세계 각국은 사이버 공격, 정보 유출 등에 의한 국가적 차원의 사이버 안보 위협을 미연에 방지하기 위해 적대국과 경쟁국이 생산한 네트워크 장비의 구매를 꺼리는 경향을 나타내고 있다. 이러한 사이버 공격, 정보 유출 등에 의한 국가적 차원의 사이버 안보 위협에 적극적으로 대처하고자 고신뢰 네트워킹 기술개발을 추진 중이다. 본고에서는 고신뢰 네트워킹 핵심기술에 해당되는 단말 관리 및 보안기술, WiFi 및 AP 기술, 네트워크 기술 및 네트워크 제어관리 기술에 대한 국내외 기술동향을 알아본다.

본고에서는 SDN(Software Defined Networking)/NFV(Network Function Virtualization)/Cloud 기술 현황 및 SDN/NFV/Cloud 표준화 현황을 바탕으로 통합적인 측면에서 SDN/NFV/Cloud 기술을 전망한다. SDN/NFV/Cloud는 응용/서비스에 따라 ICT 인프라가 제어 및 관리할 수 있게 하여 새로운 지식 기반 서비스 및 솔루션을 창출하는 핵심 기술임을 설명한다. SDN, NFV 및 Cloud 기술을 연계 분석하여 SDN/NFV/Cloud 개별 및 융합 기술 진화방향을 전망한다. 끝으로 SDN/NFV/Cloud 기술개발 가속화, 융합 기술 확산 및 효과에 대해서 예측한다.

이동통신 기반 IoT(Internet of Things) 관련 표준들은 3GPP와 ETSI를 중심으로 제정되어 왔으나 2012년부터 표준의 중복을 회피하고 단일화된 표준을 통해서 IoT 시장을 성장시키고자 oneM2M이라는 국제적 협의체가 구성되었으며, 최근 Release 1 표준을 발표하는 등 IoT 표준을 사실상 주도하고 있다. Mason과 Machina 리서치에 따르면 2020년에는 동시 연결된 M2M(Machine to Machine)/IoT 장치들의 수가 21억개에 달할 것이고, 이것들이 동시에 200억개의 통신 연결을 생성할 것이다. 이런 수많은 장치들을 관리하기 위한 표준으로 OMA(Open Mobile Alliance)에서는 LWM2M(Lightweight M2M)를 제정하였다. 또한 이런 장치들은 센서들과 같이 연산능력과 배터리에 제약이 많아서 이것을 극복할 수 있는 메시지 프로토콜로 IETF에서는 CoAP 표준을 제정하였다. oneM2M에서도 CoAP과 LWM2M 표준을 채택하였고, 이를 기반으로 한 단말과 응용서비스 관리 기능이 확대될 것으로 기대된다. 본고에서는 이동통신 기반 IoT 표준 동향과 LWM2M 기반 단말 관리 규격에 대해 살펴본다.

급증하는 모바일 트래픽 용량에 대처하고 사용자의 QoS(Quality of Service)를 만족시킬 수 있는 기술 중 하나로 단위면적당 용량 증대에 기여할 수 있는 소형셀 기술이 부각되고 있다. 소형셀 기지국 기술은 3G, 4G 이동통신시스템에서는 셀의 소형화를 통한 용량 증대, 음영지역 해소를 위하여 사용되고 있으며, 5G 이동통신에서는 보다 밀집한 셀의 구성 및 셀 소형화를 통한 용량증대 기술로 UDN(Ultra Dense Network) 분야와 연계되어 연구 중이다. 본고에서는 소형셀 기지국 주요 기술분석을 통하여 상용 소형셀 기지국의 개발 접근방법을 제시하고, 소형셀 표준화 동향을 통한 소형셀 기지국 진화방향을 알아본다. 또한, 소형셀 기지국 기술 시장 동향분석으로 국내 및 글로벌 시장의 규모를 파악하여 향후 5G 이동통신에서의 소형셀 기술의 나아가야 하는 방향을 제시하고자 한다.

스마트폰 도입 이래 음성서비스뿐만 아니라 인터넷서비스의 활발한 이용으로 인해 데이터 사용량이 급증하고 있다. 5G 무선통신시스템은 폭발적으로 증가하는 무선 트래픽 사용량을 효율적으로 처리하고 사용자의 다양한 서비스 및 단말 요구를 수용하기 위해 매크로셀과 소형셀이 공존하는 HetNet 형태로 진화하고 있으며 소형셀들을 밀집되게 구축하는 방안이 고려되고 있다. 본고에서는 이동통신망에서 운용상에 나타날 수 있는 결함, 이상, 고장 등을 실시간으로 파악하여 운용자에게 알려줌으로써 장애에 대해 대처할 수 있는 OAM(Operation, Administration, Maintenance) 기능을 살펴본다. 특히, 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서의 OAM의 표준화 기술동향, 소형셀에 적용하기 위해 실제 구현 시의 OAM Agent 설계 개념, 그리고 OAM 절차에 대하여 소개한다.

최근 근접 서비스(Proximity Service)에 대한 관심이 뜨거워지고 있다. 애플에서는 iBeacon을 출시하여, 근접 서비스 시장 생태계를 선점하려 하고 있으며, 퀄컴과 삼성도 발 빠르게 대응하고 있다. 국내 이동통신사업자인 SKT도 다양한 근접 서비스를 출시하고 있다. 근접 서비스란 사용자가 가까이 있음으로써 가능한 서비스로써 대표적으로 상용화되고 있는 것으로 근접 마케팅이 있다. 근접 서비스를 제공하기 위해서는 크게 3가지 기술을 활용할 수 있다. Wi-Fi Direct, 3GPP Prose 및 블루투스 저에너지 기술이 그것이다. 본고에서는 상기 기술들에 기반한 대표적인 근접 서비스 제공 사례를 통해 근접 서비스 동향을 파악하고 근접 서비스를 가능하게 하는 기술적인 원리에 대해 간략히 살펴보고자 한다.

최근 기술발전으로 컴퓨터 수준의 스마트 디바이스를 이용한 무선 인터넷 서비스 이용이 확대되고 있어 이에 따른 트래픽 증가를 효율적으로 수용하기 위한 새로운 이동통신시스템과 네트워크 구조 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 과정에 유선 IT 분야에서 선행적으로 진행된 SDN(Software Defined Network) 및 cloud & virtualization 기술들을 이동통신의 액세스 또는 서비스 플랫폼 환경에 적용하는 선도적인 연구개발이 진행되고 있어 SDN 및 cloud & virtualization 분야에 대한 최근 동향을 파악하고 이러한 기술들이 이동통신분야에 적용되는 다양한 사례들을 분석하여 새로운 형태의 네트워크 및 시스템 구조와 방식에 대한 연구개발 방향을 제시한다.

열전소자는 열에너지를 전기에너지로, 전기에너지를 열에너지로 직접 변환하는데 사용되는 소자로 자동차 온도조절 시트(Climate Control), 반도체(순환기, 냉각판), 바이오(혈액분석기, PCR, 시료온도싸이클 테스터기), 이학분야(스펙트로포토미터), 광학분야(CCD 쿨링, 적외선센서 냉각, 레이저다이오드 냉각, 포토다이오드 냉각, SHG레이저 냉각), 컴퓨터(CPU 냉각), 가전제품(김치냉장고, 소형냉장고, 냉온수기, 와인냉장고, 쌀통, 제습기), 산업분야(폐열발전기, 리모트 파워발전) 등 다양한 분야에 적용되고 있으며 새로운 시장을 창출하고 있다.

본고에서는 Q-mark 모델의 R&D(Research & Development) 품질 영향 분석을 기술한다. 이를 위해 Q-mark 모델 특징과 종류 그리고 절차를 간략히 기술하고, R&D 품질에 대한 Q-mark 인증 모델 영향에 대해 연구현장 설문조사 내용을 바탕으로 연구결과 완성도 측면, 대외 신뢰도 개선을 통한 과제 수주 측면, 기술 이전과 사업화 측면, 그리고 과제관리 효율화 측면 등에서 분석하여 제시한다. 또 앞으로 Q-mark 모델이 보다 객관적이고 효과적인 R&D 품질관리를 위한 인증 모델로 개선되고 지속적으로 운영되기 위해 보완되어야 할 사항에 대해 설문조사 결과를 바탕으로 인증 측면, 프로세스 범주 측면, 제공 템플릿 측면, 그리고 품질 지원 서비스 및 전문성 측면에서 기술한다.