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5G 스마트시티 산업 동향

2019. 05. 01.

아주대학교 김재현

[email protected]

Wireless Internet aNd Network Engineering Research Lab.

http://winner.ajou.ac.kr

Department of Electrical and Computer Engineering

Ajou University, Korea

제 29회 통신정보 합동학술대회5G 포럼 특별세션: 2019년 5G 리더들의 4차산업시장의 선점 전쟁의 시장

http://winner.ajou.ac.kr/

Contents

2

01. 5G 포럼 스마트시티위원회 소개

02. 국내 스마트시티 산업 동향

03. 해외 스마트시티 산업 동향

04. 5G 포럼의 5G 스마트시티 백서

5G 포럼 소개- 5G 포럼 조직 구성 및 현황

3

5G 포럼 조직 구성 및 현황총회, 자문위원회, 집행위원회, 7개 전문위원회, 2개 WG으로 구성

감사자문위원회

집행위원회

총회(대표의장)

사무국

한국네트워크산업협회(이동주 사무국장)

서비스

박용완 교수(영남대학교)

주파수

홍인기 교수(경희대학교)

교통융합

장경희 교수(인하대학교)

오성목 사장(KT)

홍대형 교수(서강대학교)

김동구 교수(연세대학교)

최재유 고문(법무법인 세종)

*스몰셀WG*5G시험인증WG

생태계전략

박동주 실장(에릭슨LG)

기술

고영조 박사(ETRI)

김성륜 교수(연세대학교)

스마트공장스마트시티

김재현 교수(아주대학교)

5G 포럼 소개- 5G 포럼 스마트시티위원회 소개

4

5G 포럼 스마트시티위원회 역할과 목표

5G 포럼스마트시티위원회활동목표

01

국내외스마트시티사업주체와의교류확대국내산업생태계구축및중소기업지원

정부주도스마트시티시범서비스지역내에5G 스마트시티솔루션제공과他도시확산이

가능하도록필요한요구사항도출및관련기관소통

5G 스마트시티에대한개념정의및비전제시

5G 스마트시티비전제시및도입기반마련 02국내외스마트시티사업주체와의교류확대

및5G 스마트시티토털솔루션제공

5G 스마트시티생태계구축

5G 스마트시티기술동향파악,표준화연계기술개발방향제시,

테스트베드등검증환경조성등지원

5G 스마트시티의기술우수성,사업우수성, use case에대한홍보, 백서발간등

5G 포럼 소개- 5G 스마트시티의 필요성

5

5G 포럼의 스마트시티 구조 및 비전 5G 포럼에서 정의하는 5G 스마트시티 비전

초광대역, 초연결, 초저지연/고신뢰의5G 기술을스마트시티에적용하여지능화된첨단시민사회실현

스마트시티관련산업생태계조성하고사회적비용절감을위한공공가치창출을통해시민의삶의질을향상시키는혁신성장사회를구현

5G 비전 수립을 위한 서비스 3대 추진전략 지속적이고진화가능한미래가치지향서비스

시민중심의체감형맞춤형실감서비스

개방적이고융합연계가능한서비스

서비스가 구현을 위해 필요한 주요 5G 기술 액세스기술 : NB-IoT, eMTC, SmallCell, NTN 등

네트워크기술 : MEC, Network slicing, NCE 등

데이터플랫폼기술 : AI, Big data, 블록체인 등

Contents

6





국내 스마트시티 산업 동향(1) 국가 스마트시티 시범도시

7

4차산업혁명위원회와 국토교통부 스마트시티 시범도시 기본 구상안 발표 2021년까지 부산시(1조 원)과 세종시(7000억 원)에 스마트시티 시범 도시 조성

부산강서구에코델타시티의3대특화전략① 혁신산업생태계도시② 친환경물특화도시③ VR과증강현실, BIM 기술과3차원지도를활용한가상도시

강서구에코델타시티 (강동동, 대저2동일대)부산

세종5-1 생활권의4대핵심사항

연동면5-1 생활권세종

①모빌리티 ②헬스케어 ④에너지③교육

도시의용도를구분짓지않고리빙/소셜/퍼블릭으로만

구분하는용도지역없는도시(용도혼합및가변) 추구“

국내 스마트시티 산업 동향(2) 국가전략프로젝트 스마트시티

8

국토교통과학기술진흥원(KAIA)의 국가전략프로젝트 추진과제 과제 구성 및 체계사업목표: 도시별 구체적 이슈해결 및 기술혁신 솔루션 개발로 도시경제 활성화

과제구성체계: 총괄관리와 공통 핵심기술 개발을 위한 1개 핵심과제, 기술개발 검증을 위한 실증도시핵심과제 2개

스마트시티의데이터허브구축을위한핵심공통기술을개발하고, 실증과제를효과적으로진행할수있는관리시스템, 협력체계, 제도등을마련

기본인프라가자리잡은도시의경우, 시민이불편함을겪고있는도시내문제를해결하고자서비스∙기술개발및검증에초점을두어스마트시티도입→ 문제해결형접근법

도시가산업적으로침체되어신산업을진작시키거나, 쇠퇴하는도시등에디지털기술을접목하여지속가능한도시경제성장및재생을위한목적으로지역공동체가참여하는스마트시티모델→ 지속가능성장형접근법

스마트시티모델기반기술개발 (총괄)1핵심

기술혁신및비즈니스창출을위한리빙랩형실증 (지구/지역단위)3핵심

서비스고도화를위한Use Case형실증 (도시단위)2핵심

• 국가전략프로젝트스마트시티, KAIA, 2018.05.06.


9

국토교통과학기술진흥원(KAIA)의 국가전략프로젝트 추진과제 사업추진 예산 5년간 총 예산 1,159억원 (정부출연금 843억원 포함)

핵심 세부과제명 소관부처예산 총계(단위: 억원)

정부 민간 지자체 총계

1핵심스마트시티모델및기반

기술개발(총괄)

제1핵심과제총계 222 58 - 280

1-1 . 도시데이터관리및기술표준, 아키텍처모델제시 국토부 51 13 - 34

1-2 . 임무중심형스마트시티공통기술개발및고도화 과정부 135 45 - 180

1-3. 스마트시티관리모델개발및기술검증 국토부 36 - - 36

2핵심스마트시티서비스

고도화를위한Use Case형실증(Civic City)

제2핵심과제총계 358 120 33 511

2-1. 도시수요기반스마트시티Use Case 개발(교통) 국토부 72 28 8 107

2-2. 도시수요기반스마트시티Use Case 개발(안전) 국토부 58 20 1 79

2-3. 도시수요기반스마트시티Use Case 개발(도시행정) 국토부 42 15 3 60

2-4. 개방형데이터허브센터구축(Use Case형) 국토부 122 36 16 174

2-5. 데이터기반스마트서비스Use Case 개발(지자체제안) 과정부 63 23 4 90

3핵심기술혁신및비즈니스

창출을위한리빙랩형실증(Inno City)

제3핵심과제총계 263 89 16 368

3-1. 환경분야스마트시티리빙랩구축 과정부 28 10 2 40

3-2 . 에너지분야스마트시티리빙랩구축 국토부 42 15 3 60

3-3 . 생활복지분야스마트시티리빙랩구축 국토부 39 10 - 39

3-4. 개방형데이터허브플랫폼구축(리빙랩형) 과정부 95 32 11 138

3-5. 지역수요기반의스마트시티비즈니스모델개발(시범도시) 공통 68 23 - 91

합계 843 267 49 1,159



10

국토교통과학기술진흥원(KAIA)의 국가전략프로젝트 추진과제 과제구성 및 연계도

교통

운행정보 화물운송

대중교통 주차시설

안전

산사태 조기대응

사고현장 긴급구난

도시행정

시설물통합 3D모델링

크라우드소싱포털

에너지

BEMS

에너지미터

환경

대기오염

미세먼지

생활/복지

장애인지원

독거노인

②스마트시티서비스고도화를위한Use Case형실증(Civic City) ③기술혁신및비즈니스창출을위한리빙랩형실증 (InnoCity)

도시통합운영센터

데이터처리

유관기관(관계부처, 지자체등)

데이터저장 데이터분석 데이터활용

관리표준화,전처리플랫폼등

클라우드,보안등

빅데이터분석,GIS 융합등

의사결정지원,인공지능등

①개방형도시데이터허브

데이터공유

표준API 기반데이터연계

U-City 사업구축인프라

IoT실증사업구축인프라

기타스마트시티인프라기타스마트시티인프라

표준API 기반정보수집

① 스마트시티모델및기반기술개발 ② 시민중심의서비스창출형실증 ③ 지속가능한성장을위한도시혁신형실증

스마트시티의구현을위한핵심공통기술을개발하고, 실증과제를효과적으로진행할수있는시스템, 협력체계, 제도등을마련

본시민이불편함을겪고있는도시내문제(교통, 안전, 행정등의분야)를해결하고자서비스∙ 기술개발및검증에초점을두어Use Case 형태실증

도시성장및재생을위한경제적요소, 지속가능성을위한환경/에너지측면의요소, 균형이있는발전을위한생활/복지측면의요소를결합하여시티랩 (다수리빙랩포함) 형태로실증

대구 시흥


국내 스마트시티 산업 동향(3) 스마트시티 챌린지 사업

11

국토교통부의 스마트시티 챌린지 사업 지방자치단체와 민간 기업이 협력해 먼저 기획하고 정부가 지원하는 최초의 사업

사업내용: 민간기업‧지방자치단체‧대학 등의 창의적 아이디어를 적용해 스마트 솔루션‧서비스 등을통해 실제 도시문제 해결

지원규모: 15억씩 6개소를 선정하여 사업 기획 및 계획수립, 신규 솔루션 접목 및 실증비용 지원

응모자격: 민간기업, 대학 등 + 지방자체단체 (특‧광역시, 특별자치시, 시‧군)

사업 선정 결과 (19. 05. 03. 발표)

48개 컨소시엄 공모 (경쟁률 8:1)

4대 추진전략

스마트도시 인프라 고도화

데이터 및 플랫폼 활용

혁신 생태계 조성

글로벌 네트워크 확대

아이디어,투자중심민간기업, 대학 공간, 시민중심지방자치단체+

(예시) 스마트시티 챌린지 사업 참여주체 및 역할(안)

Contents

12





해외 스마트시티 산업 동향(1) 5GCity Project 소개

13

5GCity Project by 5GPPP (2017.06.01~2019.11.30, 30months) 5GCity의 목표: to build and deploy a common, multi-tenant, open platform that

extends the (centralized) cloud model to the extreme edge of the network, with a demonstration in three different cities (Barcelona, Bristol and Lucca) WP 1. Project Management

WP 2. 5GCity Architecture, Requirements and Use Cases

WP 3. 5GCity Virtualization Platform

WP 4. Scalable Management & Orchestration, and Service Programming Models

WP 5. 5GCity Use Cases piloting and validation

WP 6. 5GCity dissemination, exploitation, and standardization

• https://www.5gcity.eu/

Bristol

Lucca

Barcelona

해외 스마트시티 산업 동향(1) 5GCity Project 구조

14

5GCity Architecture 5GCity architecture and physical resources can be described as a set of functional blocks

grouped in functional area

• 5GCity: Use Cases for Smart Cities to improve the 5G eco system using a strong partnership between industrial and research area, IEEE 5G SUMMIT Trento, 2018.05.06.

The Neutral Host (infrastructure owner) is able to

operate a partition of its resources and to arrange

them in asset of homogeneous tenants (or slices)

The 5G architecture is expected to accommodate a

wide range of Use Cases with advanced

requirements, especially in terms of latency,

resilience, coverage, and bandwidth

해외 스마트시티 산업 동향(1) 5GCity Project 구조

15

5G City platform high level architecture

• 5GCity: Transforming Cities into Hyper-Connected World, Gino Carrozzo, EUCNC 2018, 2018.06.14.

해외 스마트시티 산업 동향(1) 5GCity Project 시나리오

16• 5GCity: Transforming Cities into Hyper-Connected World, Gino Carrozzo, EUCNC 2018, 2018.06.14.

Telecom Use Case

(Neutral Host)

Industry Vertical

(Media)

City Services

(Video

Anlaytics)

5G Edge computing technologies (sw+virtualization development)

5G City distributed infrastructure (city hardware)

Barcelona, Lucca, Bristol

5GCity scope

시나리오 1 – Telecom Use Case 5G city leverages its virtualization platform in

order to enable the cities (or any infrastructure provider) to create dynamic end to end slices contacting both virtualized edge and network resources and lease it to third-party operators

시나리오 2 – Industry Vertical(Media) is related to different aspects of the media and

entertainment industry Video acquisition, editing and delivery

시나리오 3 – City Services is tailored to the specific needs of the city of Lucca

– which holds some yearly events that are highly disproportionate to the city size, resulting in a number of issues including illegal waste dumping

모든 Use Case는 3가지 시나리오로 구분


17

6 key Use Cases to evaluate 5G impact on Smart Cities


ID Use Case NameCity

Barcelona Bristol Lucca

UC1Unauthorized Waste Dumping Prevention(Monitor urban areas under the risk of environmental abuse, to prevent unauthorized dumping of waste)

Yes

UC2 Neutral Host Yes Yes Yes

UC3Video Acquisition and Production + Community media engagement in live

events(Acquire HQ videos via mobile applications at events and stream them through the 5G Network)

Yes Yes

UC4UHD Video Distribution Immersive Services(Develop an application that uses Mixed Reality, user movement tracking and computer vision algorithms to

create an augmented tourist guide that can work both indoors and outdoors)

Yes Yes

UC5Mobile Backpack Unit for Real-time Transmission(Acquire HQ videos via mobile applications at events and stream them through the 5G Network)

Yes

UC6 Cooperative, Connected and Automated Mobility Yes


18

5G City Use Cases and 5G Groups


5G Groups 5G City Use Cases

eMBB - Broadband access everywhere All

mMTC - Massive internet of things UC4, UC5, UC6

Extreme real time communication UC2, UC4, UC5, UC6

uRLLC/uMTC – Ultra reliable communication and Low latency Communication All

5G Traffic Requirement UC1 UC2 UC3 UC4 UC5 UC6

Device Density Low High Medium Medium Medium High

Mobility Static/Low High Medium Medium Medium High

Infrastructure Medium Medium Medium Medium Medium Medium

Traffic TypePeriod

/Event drivenAll types

Continuous/

Event driven

Continuous

/Event driven

Continuous

/Event driven

Continuous

/Event driven

Use Data Rate Low High Low High Medium Medium

Latency Low Low Low Low Low Low

Reliability High High High High High High

Availability High High High High High High

해외 스마트시티 산업 동향(2) EU 5G Action Plan

19

이탈리아 경제개발부(MISE)의 5G 시범서비스 사업

4년간(17. 10. ~ 21. 12.) 5개 도시(Milano, Prato, L’Aquila, Bari, Matera)에서 사업 수행

Vodafone은 Milan에서, Wind Tre와 Open Fiber는 Prato와 L’Aquila에서, Telecom Italy와 Fastweb은 Bari와Matera에서 시범서비스를 시행하도록 선정

L’Aquila는 ‘09년 강진 후 도시 재건 측면을, Matera는 ’19년 유럽문화수도(European Capital of Culture) 개최지임을 고려하여 시범서비스를 추진

• https://www.mise.gov.it/index.php/it/normativa/notifiche-e-avvisi/2036226-5g-avviso-pubblico-per-progetti-sperimentali

Milano

PratoL’Aquila

Bari

Matera

https://www.mise.gov.it/index.php/it/normativa/notifiche-e-avvisi/2036226-5g-avviso-pubblico-per-progetti-sperimentali

해외 스마트시티 산업 동향(2) EU 5G Action Plan

20

5G Use Cases and Services

Field trial is led by WindTre and OpenFiber in the cities of Prato and L’Aquila

• D. Marabissi et al., “A Real Case of Implementation of the Future 5G City,”, Vol. 11. No. 4, Dec. 2018

Prato에는 open access model 적용

Operator that deploys the network is only an InP that offers network slices to virtual operators, enterprises, and public administrations with the goal of providing services to the end user

L’Aquila에는 vertically integrated operator model 적용

InP : Infrastructure Provider

InP is also the operator that provides services to the end users (no third parties are involved)

Contents

21





5G 포럼의 5G 스마트시티 백서

22

2019년 정기간행물 백서 발간 (172페이지 분량) 5G 포럼 홈페이지에서 다운로드 가능(https://www.5gforum.org/)

백서 목차

제1장. 서론

제2장. 5G 서비스 시나리오 및 요구사항

제3장. 5G기반 스마트시티 서비스를 위한 기술

제4장. 스마트시티 국내외 동향

제5장. 표준화 및 인증

제6장. 법률관련제언 및 기타사항

• [2019 5G White Paper] 5G 스마트시티 백서, 5G Forum

https://www.5gforum.org/

5G 포럼의 5G 기반 스마트시티 서비스 시나리오

5G 기술 기반 14가지의 스마트시티 서비스 시나리오 제시

23

번호 5G 기반 스마트시티 서비스 시나리오 이름

1 실감 몰입형 AR/VR 서비스

2 스마트 헬스케어 서비스

3 재난정보 공유 서비스

4 5G 홈셀을 이용한 초다시점 실시간 VR 스포츠 중계 서비스

5 보행자 친화형 다목적 횡단보도

6 스마트 거리 지도 (Smart Street Map)

7 Massive Connectivity 기반 지능형 IoT 서비스

8 5G 인증/미인증 IoT 기기 접속 서비스

9IoT 기반 대기환경정보 분석 서비스

10IoT기반 드론 관제 서비스

11Connected Car

12홀로그램을 이용한 재난사고 발생 지역 예측

13수요 응답형 자율주행 교통체계

14 스마트 안전 부스 (Smart Safe Booth)



8가지 서비스 요구사항 분석 서비스 시나리오의 구현을 위해 필요한 기술 요구사항을 8개의 기준으로 분석

24

요구사항 정의요구사항 등급

Low level Mid level High level

1. Device density단말의밀도,

단위면적당집적도 보통 : 100 thousand/km2이하 높음 : 100 thousand/km2 이상 (LTE) 매우높음 : 250 thousand/ km2 이상 (5G)

2. Mobility 단말의이동속도 보통 : 최대100 km/h 빠름 : 최대250 km/h (LTE) 매우빠름 : 350 km/h 이상 (5G)

3. Coverage 서비스지리적영역 보통 : 100m 이내 넓음 : 100m ~ 1km 매우넓음 : 1km 이상

4. Traffic type 트래픽의종류 연속적, 주기적, 이벤트성, 실시간

5. User data rate 사용자별데이터전송률 보통 : 1Gbps 이하 높음 : DL 1Gbps (LTE) 매우높음 : DL 20 Gbps(5G)

6. Latency 전송지연 보통 : 10ms 이상 짧음 : User plane 10ms (LTE) 매우짧음 : User plane 1ms (5G)

7. Reliability 전송신뢰도 보통 : 95.0% 이하 높음 : 95.0%~99.99% (LTE) 매우높음 : 99.99%이상(5G)

8. Positioning 측위정밀도 보통 : 10m 이내 정밀 : 2m 이내 초정밀 : 0.2m 이내



14가지 서비스 시나리오 별 요구사항 분석 서비스 시나리오의 구현을 위해 필요한 기술 요구사항을 8개의 기준으로 분석

25• [2019 5G White Paper] 5G 스마트시티 백서, 5G Forum, 2019.04.

참고문헌

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참고문헌1. 국가전략프로젝트스마트시티, KAIA, 2018.05.06.

2. https://www.5gcity.eu/

3. 5GCity: Use Cases for Smart Cities to improve the 5G eco system using a strong partnership between industrial and research area, IEEE 5G SUMMIT Trento, 2018.05.06.

4. 5GCity: Transforming Cities into Hyper-Connected World, Gino Carrozzo, EUCNC 2018, 2018.06.14.

5. https://www.mise.gov.it/index.php/it/normativa/notifiche-e-avvisi/2036226-5g-avviso-pubblico-per-progetti-sperimentali

6. D. Marabissi et al., “A Real Case of Implementation of the Future 5G City,”, Vol. 11. No. 4, Dec. 2018

7. [2019 5G White Paper] 5G 스마트시티 백서, 5G Forum, 2019.04.

Thank you !

Q & A

27

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