한국전자통신연구원(ETRI)이 인공지능(AI) 기반 트래픽 예측 기술을 적용해 에너지 소비를 20% 절감하는 5세대 이동통신 진화 표준(5G-A) 기반 개방형 무선 접속망(Open RAN) 저전력 기지국 소프트웨어(SW) 국산화에 성공했다.
ETRI는 개방형 무선 접속망 표준을 준수하는 기지국 핵심 기능인 분산 유닛(O-DU), 중앙 유닛 제어(O-CU-CP), 중앙 유닛 데이터(O-CU-UP)를 전용 하드웨어 없이 일반 상용 컴퓨터 환경에서 순수 소프트웨어 형태로 구현해 기지국을 작동시켰다고 3일 밝혔다.
이 기술은 특정 하드웨어에 종속되지 않고 다양한 서버와 가속기 환경에서 유연하게 구동해 개방성과 확장성, 상호운용성을 높였다.
이번 성과는 비싼 전용 장비 대신 일반 상용 서버에 소프트웨어를 설치해 기지국을 구현하는 기술로, 6G 지능형 네트워크로 진화하는 중요한 기술적 이정표가 될 전망이다.
그동안 이동통신 기지국은 특정 기업 전용 하드웨어와 부품에 의존해 구축해야 했다.
ETRI 연구진이 개발한 개방형 무선접속망(Open RAN) 기술을 활용하면 무선 기지국 장비 하드웨어와 소프트웨어를 분리하고 인터페이스를 표준화해 다양한 제조사 장비를 조합해 운용할 수 있다.
예를 들어 글로벌 A사 장비와 B사 소프트웨어, C사 안테나를 자유롭게 조합해 최적 기지국을 만드는 방식이다.
연구진은 시간대별 트래픽 변화에 따라 장비를 운용하던 기존 방식을 넘어 실시간 서비스 중에도 0.5ms(밀리초) 슬롯 단위 미세 유휴 구간을 찾아 제어하는 기술을 확보했다.
이는 고부하 상황에서는 서비스 품질을 유지하면서 그 외 상황에서 발생하는 미세 전력 낭비를 AI가 실시간으로 포착해 차단한다.
이를 위해 개방형 무선 접속망 지능화 제어기(RIC)와 분산 유닛(O-DU) 내장형 AI 모듈을 연동한 실시간 트래픽 맞춤형 무선자원 스케줄링을 구현했다. O-DU는 실시간 통계 정보를 기반으로 미래 트래픽을 예측한다.
트래픽이 낮은 구간에서는 채널을 선택적으로 끄거나 자원 할당을 최적화해 전력 소모를 최소화하고, 트래픽 증가가 예상되면 선제적으로 자원을 확보해 사용자 서비스 품질(QoS)을 보장한다.
이런 구조는 향후 국산 신경망연산장치(NPU) 적용이 가능한 형태로 설계해 AI 기반 기지국 최적화 기술을 저전력으로 수용할 기반을 마련했다.
또 연구진은 고도화된 매체접근제어(MAC)와 물리 계층(PHY) 연동 구조, 사용자·트래픽 인지 기반 스케줄링 기술도 함께 확보했다.
이미 글로벌 상용 5G 단말과 상호 호환성 검증을 마쳐 즉시 상용화가 가능하며, 외산 인라인 모뎀은 물론 ETRI가 자체 개발한 5G 모뎀과도 완벽한 연동성을 입증했다.
ETRI는 이 기술을 활용해 최대 30%까지 에너지 절감 폭을 넓히고, 로봇 제어나 AI 서비스와 연계한 스마트공장 등 다양한 분야로 활용을 확대할 계획이다.
아울러 국내 기업들이 외산 솔루션보다 합리적인 비용으로 기지국 소프트웨어를 도입해 경쟁력을 높이도록 지원할 계획이다.
나지현 ETRI 지능형기지국SW연구실장은 “개방형 무선 접속망 기반 저전력 기지국 기술은 향후 국산 NPU와 결합할 경우 기지국 성능은 높이면서도 전력 소모는 크게 줄이는 강점을 갖는다”고 설명했다.
백용순 ETRI 입체통신연구소장은 “개방형 무선 접속망 기반 기지국 소프트웨어 기술 확보는 국내 기업이 차별화된 제품을 개발할 수 있는 핵심 기반”이라며 “5G-A를 넘어 AI-무선 접속망(AI-RAN) 중심 6G 지능형 네트워크로 발전하는 중요한 출발점이 될 것”이라고 말했다.
한편, 이번 성과는 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원(IITP)의 ‘AI 기반 저전력 5G-A O-DU/O-CU 기술 개발’과 ‘개방형 무선 접속망 지능화를 위한 무선지능화 제어기술 개발’ 과제로 수행했고, 국내외 특허 출원 56건과 국제 표준 8건 성과를 창출했다.
