통신 산업은 사회 전반의 디지털 혁신을 주도하는 데 중추적인 역할을 해왔습니다. 한 세기가 넘는 기간 동안 유선 통신에서 모바일 통신에 이르기까지 통신 업계는 전 세계 사람들에게 연결성을 제공하는 기술을 개발하고 발전시켜 왔습니다. 5G 시대에는 상시 접속 중인 수많은 최종 사용자와 컴퓨팅 노드에 무제한의 유비쿼터스 고속 데이터 연결을 제공하는 중추적인 역할을 담당합니다.
MWC 바르셀로나 2023에서 NVIDIA와 함께 세계 유수의 기업들이 어떻게 AI, 5G 및 엣지 컴퓨팅을 사용하여 네트워크를 최적화하고 더 빠르게 혁신하고 있는지 알아보세요.
모바일을 기반으로 하는 만연한 연결성 덕분에 IHS Markit은 5G 기반 밸류체인이 2035년까지 산업 부문과 엔터프라이즈 시장에서 13조 달러 이상의 총생산액을 창출할 것으로 예상합니다(그림 1). GSMA는 2025년까지 모바일 통신 산업만 세계 경제에 4조 9,000억 달러(세계 GDP의 약 5%)를 기여할 것으로 전망하고 있습니다. 자세한 내용은 포스트 코로나19 시대의 5G 경제와 2022년 모바일 경제를 참조하세요.
통신 업계와 사회 전반의 지속적인 성공은 당연한 것으로 받아들여져서는 안 됩니다. 역사적으로 통신 업계의 성공의 대부분은 기술, 표준, 경제 및 정책 혁신을 통해 주요 과제를 해결하기 위한 공동의 접근 방식에 기인한다고 할 수 있습니다. 2023년 이후에도 통신사와 기타 기존 및 신규 업계 이해관계자들이 업계의 주요 과제를 해결하기 위해 협력함에 따라 이러한 상황은 계속될 것입니다.
이 포스팅에서는 업계가 직면한 5가지 주요 과제를 강조하고, AI 기반 통신사가 두 가지 기술 구성 요소인 AI와 가속 컴퓨팅을 어떻게 사용하여 과제를 해결하고 성장을 주도하고 있는지 살펴봅니다. 마지막으로, NVIDIA가 통신 업계에서 AI 및 가속 컴퓨팅을 위한 기술 플랫폼을 어떻게 제공하고 있는지 설명합니다.
통신 업계의 5대 과제
업계 전반과 이해관계자들 사이에서는 통신사가 직면한 주요 과제에 대해 다양한 관점이 존재합니다. 따라서 업계 의사 결정권자에게 가장 중요한 이슈에 초점을 맞춰야 합니다. 이 섹션에서는 5G 시대의 기회를 활용하기 위해 노력하는 통신사가 직면한 5가지 주요 과제에 대해 설명합니다. AI와 가속 컴퓨팅은 이러한 과제를 해결하기 위한 기본 구성 요소를 제공합니다. 보다 구체적으로, AI는 소프트웨어 툴킷을 제공하고 가속 컴퓨팅은 하드웨어를 보완합니다.
1. 새로운 수익 창출
통신사가 직면한 근본적인 과제 중 하나는 특히 광케이블 및 5G 투자에서 새로운 수익을 창출하는 것입니다. 5G는 업계에서 가장 빛나는 자산이며 2022년부터 2025년까지 6,200억 달러에 달하는 모바일 부문 자본 지출의 85%를 차지할 것으로 예상됩니다. 그러나 5G 가치 창출에 대한 기대와 상용화 현실 사이의 격차가 커지고 있으며, 특히 엔터프라이즈/프라이빗 5G의 도입이 더디고 통신사 권한 밖의 서비스 제공이 클라우드화되면서 그 격차가 더욱 커지고 있습니다.
간단히 말해, 적절한 5G 수익화가 이루어지지 않으면 업계의 자본수익률(ROCE) 하락은 더욱 악화될 수밖에 없습니다. 예를 들어, Ofcom은 2017년과 2020년 사이에 영국의 평균 산업 ROCE가 감소했다고 지적합니다. 자세한 내용은 Ofcom의 모바일 시장에 대한 미래 접근 방식을 참조하세요.
수익화 문제를 해결하려면 소비자 시장과 기업 시장을 모두 공략하기 위한 두 가지 접근 방식이 필요합니다. 소비자에게는 직접 또는 파트너와 함께 게임, 몰입형 엔터테인먼트, AI 서비스와 같은 광섬유 및 5G 경험을 판매하는 것이 이미 자리를 잡아가고 있습니다.
기업에게는 엣지 컴퓨팅을 구축하고, 더 많은 5G 디바이스를 도입하고, 비즈니스 요구 사항 해결에 더 주력하면서 변화가 시작되고 있습니다. 자세한 내용은 엔지니어를 위한 5G VR 워크스페이스 구축을 참조하십시오.
2. 고객 경험 향상
통신 산업의 높은 고정 자본비용, 운영비용, 스펙트럼 비용과 규모의 경제에 대한 의존도를 고려할 때, 신규 고객을 확보하거나 기존 고객을 잃지 않는 것이 가장 중요한 전략적 우선순위입니다. 인구 증가율이 낮은 성숙 시장에서 최고의 고객 경험을 제공하면 일부 고객을 확보할 수 있지만 최악의 고객 경험을 제공하면 많은 고객을 잃을 수 있다는 것은 업계의 공공연한 비밀입니다. 실제로 2022년 미국에서 실시한 설문조사에서 Techsee는 통신 업계의 고객 이탈률이 46%로 조사 대상 산업 중 가장 높다고 보고했습니다.
통신사는 고객 확보 및 이탈 관리를 개선하기 위해 우수한 고객 경험을 제공하기 위해 노력하고 있습니다. 통신사들은 네트워크 품질, AI 기반 데이터 분석, 고객 참여를 위한 대화형 AI(예: 아바타 및 챗봇)에 투자하여 고객 관계를 향상시키고 있습니다.
3. 운영 복잡성 및 비용 절감
운영 복잡성은 통신사가 직면한 중대한 과제입니다. 이러한 복잡성으로 인한 비용 부담은 재정적으로 큰 부담을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 통신사는 음성 서비스를 위한 인프라를 유지해야 할 의무가 있는 반면, 전화 통신은 점점 더 수익 동력이 줄어들고 있습니다.
통신사는 다양한 방법을 통해 복잡성을 관리하고 운영 효율성을 개선하기 위해 노력하고 있습니다. 네트워크 수준에서는 네트워크 매개변수의 실시간 최적화, 트래픽 라우팅, 장애 예측 및 예방 등이 포함됩니다. 운영 수준에서는 다음을 포함합니다:
- 2G/3G 네트워크 종료와 같은 레거시 인프라의 관리 개선
- 클라우드 우선 접근 방식 수용
- 비즈니스 지원 시스템(BSS) 및 운영 지원 시스템(OSS)을 포함한 운영의 지능적 자동화
또한 기존에 수작업으로 이루어지던 솔루션에 자동화와 AI를 적용하는 것도 최우선 과제입니다. 비즈니스 수준에서는 적절한 기술을 갖춘 직원을 재교육 및 유지하고, 에너지 소싱을 관리하며(특히 재생 에너지를 에너지 믹스에 통합하는 등), 경우에 따라 인프라를 매각하여 자산 경량화 전략을 채택하는 것도 포함됩니다.
소싱을 관리하며(특히 재생 에너지를 에너지 믹스에 통합하는 등), 경우에 따라 인프라를 매각하여 자산 경량 전략을 채택하는 것이 포함됩니다.
4. 에너지 및 보안 회복탄력성 향상
통신 인프라는 정부의 엄격한 감독을 받는 중요한 국가 기반 시설로, 통신 인프라의 회복탄력성에 대한 정치적 관심이 높습니다. 잦은 운영 중단은 캐나다, 네덜란드, 한국, 영국 등 전 세계적으로 심각한 정치적, 경제적 영향을 미칠 수 있습니다. 에너지 효율성(지속가능성 포함)과 보안(사이버 보안 및 공급망 다양성 포함)은 통신 인프라의 회복탄력성을 위협하는 가장 큰 두 가지 요소입니다.
글로벌 지정학적 긴장이 고조되는 상황에서 에너지 비용은 통신사들에게 불편한 주제가 되었으며, 에너지 절약 계획과 재생 에너지로의 다각화에 대한 강력한 조치가 요구되고 있습니다. 이와 관련하여 매출 기준 전 세계 모바일 업계의 약 80%가 온실가스 배출량 감축을 위한 약속을 지지하고 있습니다. 자세한 내용은 기후 행동에 대한 모바일 업계의 참여를 참조하세요.
마찬가지로 지정학은 사이버 보안에 대한 두려움을 불러일으키고 있습니다. 이러한 우려는 이제 산업 활동(예: 오픈랜을 위한 소프트웨어와 하드웨어의 분리)으로 다시 유입되고 있으며, 통신 장비 소싱에 대한 정치적 개입을 유도하고 있습니다.
5. RAN TCO 개선
RAN은 오늘날 모바일 네트워크에서 가장 비용이 많이 드는 부분으로, 5G 시대에는 전체 네트워크 총소유비용(TCO)의 65%까지 차지할 것으로 예상됩니다. 과거에는 RAN 진화의 주요 목표가 성능 개선이었습니다. 이제 세 가지 추가 목표가 똑같이 중요합니다:
- 유연성과 손쉬운 업그레이드를 지원하는 프로그래밍 가능성
- RAN의 미래로 인식되는 소프트웨어와 하드웨어의 분리를 지원하기 위한 개방형 표준 및 인터페이스
- 하드웨어에 구애받지 않고 다른 수익을 창출하는 AI 워크로드와 COTS 하드웨어에 함께 배치할 수 있는 인프라
RAN 사이트 수는 2027년까지 거의 두 배인 1,700만 개 이상으로 증가할 것으로 예상되지만, 현실은 대부분의 RAN 사이트의 평균 활용률이 25% 미만입니다. 이는 RAN의 전략적 중요성이 RAN을 계획, 배포, 관리, 수익화하는 방법에 대한 새로운 아이디어를 얻을 수 있는 큰 기회를 제공한다는 것을 의미합니다.
이 과정에서 AI와 가속 컴퓨팅은 모두 중요한 역할을 합니다. 특히 가속 컴퓨팅은 5G/6G 물리 계층 처리에 필요한 고성능 컴퓨팅을 제공할 수 있는 유일한 수단이기 때문에 RAN TCO를 개선하기 위한 전제 조건입니다. 자세한 내용은 NVIDIA, x86 바이패스로 인텔의 오픈 RAN 독점을 깨다를 참조하십시오.
AI 기반 통신사 지원
AI 및 가속 컴퓨팅은 AI 기반 통신사가 업계의 주요 과제를 해결할 수 있는 핵심 기술 도구를 제공합니다. 엔비디아는 기술 플랫폼 포트폴리오를 통해 이러한 툴을 제공하고 있습니다. 네 가지 제품 축은 이미 통신사를 위해 상용화되고 있는 제품과 솔루션 및 아직 개발 중인 제품을 통합합니다(그림 2).
네 가지 축(아래에 자세히 설명되어 있음)은 각 파트너와 고객에게 개별 요구 사항을 해결하는 데 맞춤화된 엔비디아 하드웨어 및 소프트웨어가 포함된 패키지를 제공합니다.
- AI 기반 엣지: 클라우드 및 엣지 AI를 통해 새로운 수익화 기회를 창출하는 데 중점을 둡니다. 여기에는 업계 주도 사용 사례, 컴퓨터 비전, 클라우드 게이밍 및 IoT의 새로운 워크로드 지원, NVIDIA 인증 통신사 파트너 에코시스템 인큐베이팅이 포함됩니다.
- AI 기반 운영: 통신사에 운영 효율성을 제공하는 솔루션에 중점을 둡니다. 여기에는 빅 데이터 도구 및 플랫폼, AIOps, AI 고객 경험 도구가 포함됩니다.
- 가속화된 네트워킹: 가속/오프로드 및 보안을 사용하여 인프라의 에너지 효율성과 현대화를 개선하는 데 중점을 둡니다. 여기에는 NFVI를 통한 네트워크 가상화, 5G 워크로드를 위한 가상 네트워크 기능, AI 기반 보안 솔루션이 포함됩니다.
- AI 기반 무선: NVIDIA Aerial SDK를 기반으로 풀스택, 소프트웨어 정의, 프로그래밍 가능, GPU 가속 5G vRAN을 개발하는 데 중점을 둡니다. 여기에는 퍼블릭 5G 네트워크를 위한 NVIDIA Aerial 배포, 동일한 엔터프라이즈 컴퓨팅 플랫폼에서 AI와 5G를 결합하는 AI-on-5G, 6G를 위한 지속적인 연구, 개발 및 에코시스템 참여가 포함됩니다.
AI가 통신 운영을 혁신하는 방법
AI는 이 시대의 가장 중요한 기술력이며, 통신 산업에 미치는 영향력은 시작 단계에 불과합니다. 아래에 자세히 설명되어 있고 그림 3에 나와 있는 것처럼, AI가 통신 업계에 영향을 미치는 네 가지 중요한 방식과 통신사가 기회를 발굴하고 과제를 해결하기 위해 AI를 채택하는 방식이 있습니다. 이러한 영향은 자본비용과 운영비용을 최적화하여 TCO를 개선함으로써 수익에 영향을 미치거나 새로운 수익을 창출함으로써 수익에 영향을 미칠 수 있습니다. 자세한 내용은 AI 기반 통신사를 참조하세요.
1. 통신 운영 효율성 향상
AI는 네트워크 요소부터 고객 상호 작용에 이르기까지 매일 수집되는 수 테라바이트의 데이터와 그로부터 얻은 인사이트를 통해 운영 효율성을 개선합니다. 이러한 인사이트는 예측 유지보수 및 용량 계획, 네트워크 성능 및 사용자 경험 극대화, 사이버 위협 대응 및 서비스 최적화에 사용됩니다.
예를 들어, AT&T는 수조 개의 레코드를 처리하는 데 NVIDIA RAPIDS를 사용하여 팀이 네트워크를 최적화하고 고객 만족도를 높이는 동시에 비용을 절감할 수 있도록 지원합니다. 단축 다이얼러: AT&T가 데이터 사이언스로 새로운 기회를 창출하는 방법에서 자세한 내용을 알아보세요.
2. 더 나은 고객 경험
AI는 네트워크, 소매점, 콜센터 등 모든 곳에서 고객 경험을 개선할 수 있는 행동에 대한 실행 가능한 인사이트를 제공합니다. 대화형 AI, 아바타, 추천 시스템과 같은 기술을 통해 AI는 음성 에이전트를 통한 고객 참여와 결제 알림 및 프로모션 제안을 포함한 개인화된 상호 작용을 향상시킬 수 있습니다.
고객 센터의 실시간 음성-텍스트 솔루션을 강화하기 위해 NVIDIA 대화형 AI를 사용하고 있는 T-Mobile은 고객 관리를 위한 음성 AI에 자세히 설명된 대로 컨택 센터의 실시간 음성-텍스트 솔루션을 지원하고 있습니다. 또한, 통신업체의 고객 행동 모델링 가속화에 자세히 설명된 바와 같이 Cloudera는 통신업체의 고객 행동 모델링에 빅 데이터 분석을 사용하고 있습니다.
3. 보다 효과적인 통신 인프라
AI는 다음과 같은 여러 가지 방식으로 효과적인 인프라를 구축하는 작업을 더 쉽게 만들어줍니다:
- Ericsson 및 Heavy.AI와 함께 디지털 트윈을 위한 NVIDIA Omniverse와 같은 디지털 트윈 네트워크를 통해 5G/6G 계획 개선
- 네트워크 슬라이싱 지원을 포함한 5G 코어의 서비스 프로비저닝
- 에너지 절감, 모빌리티 관리, 로드 밸런싱을 위한 RAN 운영 최적화
- RAN-in-the-cloud 아키텍처와 컴퓨팅 리소스를 동적으로 공유하여 RAN 인프라 사용
- 제로 터치 자동화를 통한 BSS 및 OSS 진화
이러한 기회, 특히 가장 큰 영향을 미치는 RAN에 대한 영향은 3GPP 및 ORAN을 비롯한 표준 기관의 활동과 행동에 박차를 가하고 있습니다. 자세한 내용은 5G에서 AI 수용 – 6G를 향한 발전: 3GPP와 O-RAN의 공동 관점을 참조하세요.
4. 통신 시장을 위한 새로운 제품 및 서비스
AI는 통신사가 새로운 상품과 서비스를 출시할 수 있도록 유용한 기능을 제공합니다. 소비자를 위해 이러한 서비스는 네트워크 내부에서 제공될 수 있습니다(예: 구성 가능한 QoS). 또한 AI 기반 콜센터 솔루션이나 프리미엄 화상 회의와 같은 오버더톱 서비스가 될 수도 있습니다. 또한 보조 엣지/클라우드 시설(예: 클라우드 게임)을 통해 제공될 수도 있습니다.
기업의 경우, AI는 커넥티드 인텔리전스 기능을 제공하여 산업 사용자가 교통 흐름을 안내하고, 자율주행 차량의 경로를 설정하고, 공장에서 상품을 더 스마트하고 효율적으로 피킹 및 포장할 수 있도록 지원합니다. 한 가지 예는 파워 업: 5G와 VR로 차량 배터리 설계를 가속화하다를 참조하세요.
비디오 분석은 산업 전반에 걸쳐 운영을 혁신하고 실시간으로 인사이트를 제공하는 데 사용될 수 있습니다. AI 및 5G를 통한 커넥티드 인텔리전스는 엣지 AI가 이동성, 속도, 지연 시간, 안정성, 보안의 제약을 극복하고 더 나은 로컬라이제이션과 데이터 보존 규칙을 준수할 수 있도록 보장합니다.
가속화된 컴퓨팅이 통신 운영을 혁신하는 방법
가속 컴퓨팅은 통신 업계에서 AI를 위한 엔진의 원동력입니다. 병렬 처리를 사용하여 AI, 데이터 분석, 시뮬레이션, 시각화 등 까다로운 애플리케이션의 작업을 가속화합니다. 이는 이기종 컴퓨팅 아키텍처에서 CPU와 GPU 및 DPU와 같은 특수 하드웨어를 혼합하여 AI 처리 속도를 획기적으로 높입니다(그림 4).
가속 컴퓨팅의 등장은 혁신의 무한함을 보여주는 대표적인 사례입니다. PC 시대에 그래픽과 게임의 시각화를 지원하기 위해 등장했습니다. 이제는 클라우드 슈퍼컴퓨터의 필수 요소로 다양한 산업 분야의 기업에서 컴퓨팅 집약적인 워크로드를 지원하기 위한 고성능 컴퓨팅(HPC) 플랫폼을 제공합니다.
가속 컴퓨팅은 아래 세 가지 방식으로 혁신과 문제 해결을 위한 하드웨어 컴퓨팅 성능을 제공합니다.
1. AI 워크로드를 위한 GPU 컴퓨팅 인프라
통신 업계에서 이루어지는 대부분의 AI 기반 혁신은 데이터 사이언스, 시각화, 게임 워크로드 처리를 위해 GPU를 사용함으로써 가능해졌습니다. 통신사들은 통신 워크로드와 AI 워크로드를 모두 지원하기 위해 네트워크 전반에 GPU를 배포하고 있습니다. 예를 들어, Verizon은 엣지 AI 서비스를 위한 분산형 GPU 데이터센터 네트워크를 구축했습니다. 자세한 내용은 클라우드에서 고성능 컴퓨팅 서비스에 대한 액세스를 혁신하는 Verizon의 방법을 참조하세요.
2. GPU를 통한 RAN 워크로드 가속화
RAN, 특히 물리적 레이어(L1 – 레이어 1)는 5G 네트워크에서 가장 컴퓨팅 집약적인 부분입니다. 채널 추정, 변조, 복조 및 순방향 오류 수정(FEC)과 같은 정교한 알고리즘과 함께 가장 복잡한 수학을 포함하기 때문입니다. 업계의 주요 과제는 보다 개방적인 소프트웨어 정의 아키텍처로 전환하면서 L1에 대한 컴퓨팅 요구 사항을 계속 충족하는 것입니다.
GPU는 대규모 병렬 처리와 CUDA 프로그래밍에 의존하는 덕분에 RAN에 대한 하드웨어 및 프로그래밍 요구 사항을 모두 충족하는 강력한 솔루션을 제공합니다. 이는 특수 ASIC을 사용하는 기존의 접근 방식이나 FPGA를 사용하는 최근의 적응 방식으로는 제공할 수 없는 개방형, 프로그래밍 가능, 완전한 인라인 L1 오프로드를 제공하므로 업계에 중요한 혁신이 될 것입니다.
OpenAirInterface 소프트웨어 얼라이언스(OSA)는 5G 가상랜의 GPU 가속화를 시연했으며, 자세한 내용은 NVIDIA Aerial SDK 및 OAI를 사용한 5G 가상랜 시연에서 확인할 수 있습니다. 이 궤적에서 GPU는 결국 전체 5G RAN 스택과 5G 핵심 기능을 가속화하는 데 사용될 것입니다.
3. DPU를 통한 CPU 사용 최적화
네트워킹, 보안 및 스토리지의 표준 기능을 제공할 때 DPU(또는 그 이전 버전인 SmartNIC)는 호스트 CPU의 성능을 최적화하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 프론트홀의 타이밍은 주요 과제가 될 수 있으며, 5T용 NVIDIA 5G 솔루션은 하드웨어 오프로드를 사용하여 실시간 데이터 전송을 제공합니다. 자세한 내용은 5G용 5T 및 NVIDIA 공중 SDK로 차세대 무선 전환을 참조하십시오.
GPU는 5G RAN에서 완전한 인라인 가속을 제공할 수 있지만, 네트워킹 및 보안과 같은 일련의 보조 인프라 워크로드는 여전히 CPU 경로를 거쳐야 합니다. DPU는 이러한 인프라 작업을 오프로드, 가속화 및 격리하여 성능, 효율성 및 보안을 개선하는 데 이상적입니다. 5G RAN에서 이러한 방식으로 사용되는 DPU는 데이터 경로에서 CPU를 거치지 않고 모든 L1 eCPRI 데이터를 GPU로 가져올 수 있습니다.
결론
혁신적인 연결성을 제공해온 100년의 역사를 이어가기 위해 통신 업계는 주요 과제를 해결하기 위한 기술적, 경제적, 정책적 혁신이 필요합니다. 이 글에서는 통신사의 전반적인 재무 성과에 영향을 미칠 수 있는 5가지 주요 과제를 중점적으로 살펴보았습니다. AI 기반 통신사는 AI 및 가속화된 컴퓨팅을 사용하여 이러한 과제를 해결할 수 있는 상당한 역량을 갖추고 있습니다.
NVIDIA는 통신사가 네트워크 및 운영과 비즈니스 전반에 걸쳐 AI 및 가속 컴퓨팅을 채택할 수 있도록 지원하는 핵심 기술 플랫폼을 제공합니다. NVIDIA 텔레커뮤니케이션, NVIDIA Aerial SDK 및 NVIDIA AI-on-5G를 방문하여 NVIDIA가 통신 업계에서 AI 및 가속 컴퓨팅 혁신을 주도하기 위해 파트너와 어떻게 협력하고 있는지 알아보세요.
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