[주간기술동향 2149호 요약] 기획시리즈 : 철도 적용을 위한 5G 통신 기술

5G 기반 철도 통신 현황

국내외 철도 통신망은 다양한 기술을 바탕으로 운영되고 있으며, LTE-R을 주요 통신 수단으로 사용하고 있다. 하지만 데이터 처리 요구가 증가하면서 5G 통신망이 철도 환경에서 더욱 필요해지고 있다.

유럽에서는 **FRMCS(Future Railway Mobile Communication System)**가 철도 통신의 표준으로 자리잡고 있으며, 이는 기존의 GSM-R을 대체할 차세대 철도 통신망으로 발전하고 있다. 또한, 중국은 2035년까지 5G 기반 스마트 철도를 구축할 계획을 수립해 Smart Railway 프로젝트를 추진 중이다. 이로 인해 국제적으로도 철도 통신망의 발전이 가속화되고 있다.

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이음5G 철도 적용 시나리오별 네트워크 구성 방안

철도 환경에서의 이음5G는 다양한 서비스 제공 시나리오에 따라 네트워크 구성이 달라진다. 단일 5G 코어 구성 방식은 관리가 용이하지만, 네트워크 고장 시 복구 시간이 길어질 수 있다. 반면, **다수의 UPF(User Plane Function)**를 활용한 네트워크 구성은 복원력을 높여 네트워크 장애에 신속히 대응할 수 있으며, MEC(Multi-access Edge Computing) 기술을 사용하여 트래픽 부하를 분산시킬 수 있다.

이음5G의 다수 UPF 구성은 비용이 증가할 수 있지만, 데이터 처리 속도와 안정성을 동시에 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 철도차량기지나 주요 역에서 단일 5G 코어를 사용하는 것이 적합할 수 있으며, 열차 운행 구간에서는 다수의 UPF를 배치하여 보다 안정적인 네트워크 환경을 제공하는 방식이 적용될 수 있다.

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이음5G 철도 적용 기술

이음5G는 기존 LTE-R과 연동하여 철도 운영에 필요한 데이터 송수신 품질을 보장한다. ENDC(Enhanced Dual Connectivity) 또는 NEDC(Non-Standalone Dual Connectivity) 방식이 사용되며, 이를 통해 5G와 LTE-R 네트워크 간의 데이터 전송이 원활히 이루어진다.

이 연동 기술은 통신 품질을 높이는 것뿐만 아니라, 철도 환경에서 요구되는 지연 최소화 및 데이터 처리 속도를 높이는데 기여하고 있다. 특히, 주파수 대역을 효율적으로 활용하여 철도 특화 서비스를 제공하는 데 중점을 두고 있으며, 100MHz 대역폭을 통해 더 많은 데이터를 빠르게 전송할 수 있다.

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결론

철도 디지털 전환을 위해서는 통합 네트워크 구축이 필수적이다. 이를 위해 네트워크 슬라이싱을 통해 각 서비스의 데이터 전송 우선순위를 설정하고, MEC 기술을 활용하여 실시간 데이터를 처리하여 네트워크 지연을 최소화하는 것이 중요하다. 또한, 이음5G를 통해 철도 운영의 안전성과 효율성을 동시에 달성할 수 있으며, 철도 시스템의 신뢰성을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.