[서울=뉴스핌] 양태훈 기자 = 정부가 'Hyper AI네트워크 전략'을 통해 2030년 6G 상용화, 지능형 기지국(AI-RAN) 확산, 백본망·해저케이블·저궤도 위성 등 국가 네트워크 전 영역 고도화를 추진한다. 생성형 AI를 넘어 에이전트 AI, 피지컬 AI로 인공지능 생태계가 진화하는 과정에서 트래픽 양상과 지연 요구가 달라지고, 네트워크 역시 단순한 속도 향상만으로는 한계에 직면할 수 있다는 판단에서다.

정영길 과학기술정보통신부(이하 과기정통부) 네트워크정책과장은 지난 19일 서울 광화문 국가과학기술자문회의 대회의실에서 열린 'Hyper AI네트워크 전략' 스터디에서 "AI가 더 이상 단순한 애플리케이션이 아니라 경제·사회 전반을 움직이는 주체로 진화하고 있다"며 "AI의 진화 단계에 맞춰 네트워크의 성격 자체가 바뀌고 있다는 점이 전략의 출발점"이라고 말했다.

Hyper AI네트워크 전략은 이재명 정부 국정과제인 'AI 고속도로 완성'과 'AI 3대 강국 도약'을 뒷받침하기 위한 국가 네트워크 인프라 고도화 및 산업 경쟁력 강화 방안이다. 주무 부처인 과기정통부는 이달 18일 열린 '제2회 과학기술관계장관회의'에서 해당 전략을 확정·발표했다. 정부는 생성형 AI 이후 에이전트·피지컬 AI 확산에 따라 요구 성능과 안정성이 달라지는 만큼, 초저지연·초대용량·초정밀 네트워크로의 구조 전환과 네트워크 지능화, 컴퓨팅 결합을 전략 축으로 제시했다.

정 과장은 "2023년 대규모 언어모델(LLM) 등장 이후 AI 혁명이 가속화되면서, 인간의 지적 기능을 대체·확장하는 AI가 경제·사회 전반에 미치는 영향이 과거와는 비교할 수 없을 정도로 커지고 있다"며 "AI 시대 국가 비전으로 AI G3 강국 도약을 설정했지만, AI 기술만으로는 충분하지 않고 AI와 ICT 생태계 전반의 구조 전환이 필요하다"고 말했다.

이어 "AI가 제대로 작동하기 위해서는 네트워크 인프라가 전제돼야 하고, 그 위에 데이터·모델·컴퓨팅으로 구성된 AI 코어가 결합돼야 한다"며 "AI 고속도로는 단순한 통신망이 아니라 네트워크와 컴퓨팅 인프라가 결합된 형태"라고 설명했다.

◆ AI 진화 단계별 네트워크 요구 변화…"기존 구조로는 한계"

정부는 AI 확산 단계별로 네트워크에 대한 요구가 달라질 것으로 보고 있다. 생성형 AI 단계가 간헐적인 질의·응답 중심이었다면, 에이전트 AI 단계에서는 다수의 AI가 상시 연결돼 작업을 수행하는 형태가 늘어날 것으로 예상된다. 특히 피지컬 AI 단계에 이르면 로봇·자율 시스템이 비전 센서 기반 데이터를 지속적으로 업링크하고, 실시간 판단과 제어를 위해 초저지연 통신이 필수 조건이 될 것으로 정부는 판단하고 있다.

정 과장은 "글로벌 네트워크 장비사들은 향후 트래픽이 4~9배까지 증가할 수 있다고 보고 있고, 6G 사업단과 학계 분석에서도 2029년이면 무선 백본 트래픽이 현재 한계에 도달해 4배 이상 확대가 필요하다는 결론이 나왔다"며 "피지컬 AI가 인간과 유사하게 인지·판단·행동하려면 수백 밀리초 이내 처리가 필요하지만, 모든 연산을 클라우드로 보내면 지연 요구를 만족하기 어렵고 온디바이스 AI 역시 성능과 배터리 측면에서 한계가 있다"고 설명했다.

또 "이동통신은 LTE가 제어 채널을 담당하는 5G NSA 구조로 구축돼 지능화와 산업 확장에 제약이 있고, 유선망 역시 백본 용량 확대가 필요하다"며 "5G는 주파수 재할당 과정에서 SA 전환 조건을 걸었고, 이를 통해 애초 5G에서 약속했던 핵심 기능을 구현해 6G로 가는 징검다리를 만들겠다"고 말했다.

이어 "정부는 내년 Pre-6G 시연을 준비하고 있으며, 2028년쯤 표준 윤곽이 드러나면 LA 올림픽과 연계한 시범 서비스를 거쳐 2030년 상용화를 목표로 하고 있다"며 "5G까지는 통신 성능 중심의 진화였다면, 6G는 기지국이 통신뿐 아니라 컴퓨팅과 센싱 기능까지 수행하는 구조로 진화하게 될 것"이라고 강조했다.

◆ AI-RAN 확산으로 시장 선점…"제2의 CDMA 기회"

정부는 국내 AI-RAN 확산을 통한 시장 선점에도 박차를 가할 계획이다. AI-RAN 등 차세대 시장에서 점유율 20%, 매출 5000억원 이상 글로벌 기업 5곳을 육성한다는 게 목표다.

정 과장은 "5G 단계에서 시범 구축을 시작해 단계적으로 확산하고, 2030년까지 전국 산업·서비스 거점에 500개 이상의 AI-RAN을 구축할 계획"이라며 "AI가 네트워크를 자율적으로 운영하는 기술은 내년부터 본격적인 개발에 착수해 2028년 고도 자율 운영 수준에 도달하고, 6G 단계를 거쳐 2032년 완전 자율 운영을 목표로 하고 있다"고 밝혔다.

이어 "국내 통신서비스 시장은 2013년 이후 정체돼 있고, 글로벌 장비 시장 점유율도 5~6% 수준에 머물고 있는데, AI가 네트워크 판도를 바꾸는 전환기에 접어든 만큼, 네트워크 지능 경쟁력은 기회이자 위기"라며 "한국은 세계 최고 수준의 네트워크를 보유하고 글로벌 테스트베드로 인정받아 왔으며, 정부의 강한 AI 정책 의지도 있다. 지금이 제2의 CDMA 신화를 만들 수 있는 변화의 시기"라고 강조했다.

정부가 전략의 핵심 축으로 제시한 AI-RAN(AI Radio Access Network, 인공지능 무선 접속 네트워크)은 AI 기술을 이동통신 무선 접속망(RAN)에 통합하여 네트워크 성능과 효율성을 극대화하는 차세대 통신 기술이다. 이는 AI로 기지국을 최적화·자동화하는 'AI for RAN'과 기지국에 GPU를 탑재해 AI를 직접 구동하는 'AI on RAN'으로 구분, 최근 vRAN·오픈 RAN 확산으로 기지국이 소프트웨어 기반으로 전환되는 흐름 속에서, 통신 처리와 AI 연산을 동시에 수행하는 GPU 기반 기지국이 부상하고 있다.

최성호 6G사업단장 겸 정보통신기획평가원(IITP) PM은 "피지컬 AI 분야에서 글로벌 1위를 달성하려면 통신과 AI가 결합된 AI-RAN이 필수적"이라며 "로봇이나 자율 시스템이 사람처럼 자연스럽게 움직이려면 '인지-판단-행동' 과정이 200밀리초(ms) 안에 완료돼야 한다. 이를 만족하려면 기지국 단에서 GPU 기반 엣지 컴퓨팅을 활용하고, 무선 전송과 컴퓨팅을 함께 최적화하는 구조가 필요하다"고 설명했다.

또 "영상 기반 피지컬 AI의 경우 시각 정보 트래픽이 2Gbps 이상이 될 수 있는데 이를 그대로 전송하는 것은 현실적으로 어렵다. 전송량 압축과 함께 AI 트래픽을 위한 전용 자원 할당(슬라이싱)이 필요하다"며 "기지국에서 처리하면 인퍼런싱 시간을 줄일 수 있어도 업링크·다운링크·처리 시간이 모두 합쳐 200ms 안에 들어와야 한다. 기지국에 GPU를 넣으면 비용 부담이 커질 수 있지만 한국은 약 10만 개의 안테나가 광케이블로 연결돼 200여 개 집중국사로 모이는 구조로, 모든 기지국에 GPU를 넣기보다 200곳에 GPU를 풀링하는 방식이 가능해 경제성을 만들 여지가 있다"고 강조했다.

◆ 무선만으론 한계…백본·국제망 고도화 병행

정부는 Hyper AI네트워크 전략을 통해 AI 트래픽 증가와 글로벌 연결 구조 변화에 대응하기 위한 유선망·국제망·위성망 고도화 전략도 함께 추진한다. AI 학습·추론 트래픽이 본격화될 경우 무선망만으로는 한계가 있다고 보고, 국가 네트워크 전반을 'AI 연산을 뒷받침하는 인프라'로 재설계한다는 방침이다.

정 과장은 "AI 서비스가 고도화될수록 무선 접속망만이 아니라 유선 백본과 국제망의 용량과 안정성이 결정적인 요소가 된다"며 "이에 백본망은 2030년까지 현재 대비 4배 이상 확대하고, 가입자망은 실수요를 기준으로 광케이블 보급률을 98%까지 끌어올릴 계획으로, 향후 10Gbps 시대를 대비한 유선 인프라도 단계적으로 마련하겠다"고 전했다.

국제망과 해저케이블 고도화 역시 Hyper AI네트워크 전략의 핵심 과제로 추진된다.

정 과장은 "현재 국내에 유입되는 해저케이블은 9개 정도이고, 총 수용 용량은 약 120Tbps 수준이다. 지금까지는 큰 문제가 없었지만, AI 트래픽이 본격적으로 늘어나면 중장기적으로 병목이 발생할 수 있다"며 "특히 육양국(해저케이블이 육상으로 연결되는 지점)이 현재 부산 지역에 상당 부분 집중돼 있고, 서해안 태안 인근에도 일부가 있으나 구조적으로 분산돼 있다고 보기는 어렵다"고 설명했다.

이어 "특정 지역에 장애가 발생할 경우 국제 트래픽 전반에 영향을 줄 수 있다는 점에서 리스크 관리가 필요하다"며 "정부는 AI 트래픽 증가를 전제로 해저케이블 용량을 단계적으로 확대하는 한편, 육양국을 서해·남해 등으로 분산하고 국제 연결 경로를 다변화하는 방향으로 정책을 추진할 계획"이라고 전했다.

구체적으로 정부는 민간 통신사와 해저케이블 사업자들이 추진 중인 신규 프로젝트를 중심으로 제도·정책적 지원을 병행해 국제망 투자를 유도할 계획이다. 정 과장은 "국제망은 정부가 직접 구축하는 영역이라기보다 민간 투자가 중심이 되는 분야"라면서도 "AI 시대 국가 경쟁력과 직결되는 인프라인 만큼, 정부도 정책적 뒷받침을 통해 투자 환경을 조성하겠다"고 밝혔다.

◆ 2030년 6G 위성시장 참여 겨냥…병목 기술로 공급망 진입

정부는 저궤도 위성통신과 관련해 글로벌 서비스 경쟁에 즉각 뛰어들기보다는, 6G 표준 기반 위성통신 시장이 본격적으로 열릴 2030년 전후를 목표로 핵심 병목 기술을 확보해 글로벌 공급망에 진입하는 전략을 제시했다. 위성통신을 지상 이동통신망의 대체 수단으로 보기보다는, 지상망이 닿지 않는 영역을 보완하고 국가 네트워크의 회복력과 안정성을 높이는 인프라로 위치 짓겠다는 구상이다.

올해부터 6G 표준을 기반으로 한 저궤도 위성통신 시스템 기술 개발에 착수한 가운데, 단기간 내 독자 위성 서비스를 상용화하기보다는, 2030년 전후 6G 기반 위성통신 시장이 본격적으로 개화할 시점에 글로벌 시장에서 병목으로 작용할 수 있는 핵심 기술을 선별해 집중 개발하고, 이를 통해 글로벌 공급망에 참여하는 것을 목표로 한다는 전략이다.

구체적으로는 지상국 장비, 단말·안테나, 위성 간 연동 기술, 지상망과 위성망을 연결하는 네트워크 제어·운영 기술 등 국내 기업이 비교적 경쟁력을 확보할 수 있는 영역을 중심으로 기술 역량을 축적한다는 방침으로, 독자 저궤도 위성망 구축 여부에 대해서는 공공·안보 수요와 경제성을 종합적으로 고려해 민·관·군 협의체를 중심으로 검토를 이어가되, 상징적 '국산 위성망' 구축보다는 실질적인 기술 경쟁력과 산업 파급 효과를 우선하겠다는 입장이다.

지은경 과기정통부 전파방송관리과 총괄은 "글로벌 사업자인 스타링크가 재사용 발사체를 통해 발사 비용을 낮추고, 대량 발사를 통해 위성 제조 단가까지 낮추면서 압도적인 경쟁력을 확보한 점은 인정해야 한다"며 "자본과 기술 측면에서 상당한 격차가 존재하는 것도 사실이다. 이를 그대로 추격하는 방식보다는, 6G 표준을 기반으로 한 차세대 위성통신 시장이 열리는 시점에 맞춰 전략적으로 진입하는 것이 현실적"이라고 밝혔다.

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