키사이트, 계측 분야 75년 노하우로 5G 기술개발 지원

[테크월드=김경한 기자] 우리나라는 2019년 4월 3일 세계 최초로 5G를 상용화했으며, 상용화 넉 달 만에 5G 이동통신 가입자 수가 200만 명을 넘어섰다.

5G 기술은 4G와 목표나 요구 사항이 다르고 이전에 없던 향상된 모바일 광대역, 대규모 사물 인터넷, 초신뢰성, 저지연 기술을 요구하고 있다. 이런 5G 기술 환경을 기반으로 자율 주행 자동차, 가상현실, 증강현실, IoT 기기들의 서비스를 구현할 수 있다.

그런데 광대역 통신 환경과 신뢰성 있는 저지연 기술 개발을 위해서는 새로운 계측·측정 솔루션이 필요하다. 5G 기술을 위해서 더 정밀한 측정과 빠른 계측 환경 제공이 필요한 이유다.

5G 상용화와 표준화에 기여
키사이트테크놀로지스(이하 키사이트)는 75년 이상 전자 계측과 측정에서 시장을 선도해온 기업이다. 오랜 기간 통신 시장의 리더들과 협업하고 이들에 대한 숙련된 엔지니어링 지원으로 빠른 5G 구현과 조기 상용화를 지원했다.

산업의 혁신을 실현하기 위해서는 보다 복잡하고 통합된 기능과 성능의 디바이스가 요구된다. 따라서 이러한 성능을 검증할 수 있는 측정이 필요하다. 키사이트는 레이어1에서 레이어7까지 모든 계층에서 제품의 품질, 성능, 컴플라이언스, 보안을 검증할 수 있는 측정 능력을 제공한다.

또한 퀄컴, 삼성과 같은 글로벌 리더들과 설계 초기 단계에서부터 협업해 실제적인 초기 시험을 지원했다. 5G 산학연 합동 연구개발단체인 ‘5G 포럼’과 포항공과대학교(POSTECH)와도 협력을 이어가고 있다.

특히 키사이트는 지난 7월에 열린 CAG(Conformance Agreement Group) #59 미팅 후 가장 많은 수의 GCF(Global Certification Forum) 검증 5G NR(New Radio) 적합성 무선 주파수(RF) 테스트 사례를 지원하고 있다. 적극적으로 5G NR 표준과 400개 이상의 RAN4·RAN5 5G NR에 기여하고 있다.

5G 시대에 특화된 테스트 솔루션
4G와의 5G의 가장 큰 차이점은 밀리미터웨이브(mmWave)다. 밀리미터웨이브 디바이스 측정은 OTA(Over-the-air) 방식을 사용하기에 큰 변화를 가져왔다. 밀리미터웨이브 주파수에서는 높은 경로 손실과 짧은 파장으로 인해 방향(Directional) 안테나(게인)가 필요하다. 밀리미터웨이브 안테나는 RF 프런트 엔드(RF Front-end, RFFE) 증폭기에 직접 접합돼야 하므로 기존 방식으로는 테스트할 수 없다. 하지만, 키사이트는 수십 년 동안 탁월한 밀리미터웨이브 테스트 성능을 제공해 왔기에 최적화된 밀리미터웨이브 OTA 테스트 솔루션을 제공할 수 있다.

그 외에도 키사이트는 자동차/에너지 솔루션을 전담하는 사업부를 출범시켜 자동차 관련 솔루션을 적극적으로 개발하고 있고, 반도체 분야에도 지속적으로 투자하고 있다. 또한 사물 인터넷과 다양한 디바이스의 수요에 따라 키사이트의 특화된 측정 솔루션과 제품을 공급하고 있고, 늘어난 디스플레이 요구에 따라 개별 사양에 적합한 솔루션도 공급하고 있다.

고객사의 5G 혁신 기술을 가속화하기 위한 키사이트의 5G 관련 네트워크 분석기와 VXG 마이크로웨이브 신호 발생기를 살펴보자.

키사이트 E5080B 네트워크 분석기

키사이트의 E5080B 네트워크 분석기는 차세대 통합형 네트워크 분석기로, 동적 범위, 트레이스 노이즈, 온도 안전성을 통해 신뢰성과 반복성을 제공한다. 광범위한 소프트웨어 애플리케이션도 제공해 엔지니어들이 종합적인 디바이스 특성화를 일관되게 수행할 수 있도록 지원한다.

고속 디지털, 무선, 항공우주·방위, 오토모티브 관련 기업들은 성능을 개선하고 최종 제품의 크기를 줄이기 위해 휴대전화, 위성 통신, 5G 기지국과 같은 디바이스를 대상으로 통합된 방식의 능동·수동 컴퍼넌트를 필요로 한다. 따라서 고도로 통합된 디바이스에는 고급 기능과 성능을 제공하면서 무선 주파수(RF) 테스트 관련 과제를 해결해줄 수 있는 통합된 테스트 솔루션이 필요하다.

이 네트워크 분석기는 벤치탑, USB, PXI 폼팩터에서 차세대 기능과 성능을 제공한다. 내장형 펄스 발생기와 변조기, 스펙트럼 분석, 시간 도메인 분석을 하나의 계측기에 결합해 추가적인 테스트 하드웨어 없이도 최신 디바이스를 완벽하게 특성화할 수 있어 시간이 절약된다는 이점이 있다.

특히 이 제품은 고객에게 빠른 재구성과 교정으로 단순화된 테스트 설정을 제공한다. 설정에서 부품 수를 줄여 유지보수와 가동 중단 비용을 최소화한다. 추가 연결과 외부스위치로 인해 발생하는 손실을 제거해 정확도가 향상됐다.

이 외에도 네트워크 분석기에는 자동화된 픽스처 영향 제거, 시간 도메인 분석, 기본 펄스형RF 측정, 스칼라 믹서/변환기 측정, 이득 압축 측정, 스펙트럼 분석과 같은 측정 애플리케이션 소프트웨어가 포함된다.

키사이트 VXG 마이크로웨이브 신호 발생기

키사이트 VXG 마이크로웨이브 신호 발생기는 하나의 계측기에서 최대 44GHz 주파수와 2GHz 변조 대역폭의 신호를 듀얼 채널로 지원한다. 이 신호 발생기는 OTA(over-the-air) 테스트 환경에서 발생하는 경로 손실을 줄이고 테스트 설정의 복잡성을 감소시켜 5G와 위성 통신을 위한 광대역 밀리미터웨이브 분야의 까다로운 측정 문제를 해소한다.

5G NR(New Radio) 구축 시에는 대부분 빔 포밍 기술과 MIMO를 지원하기 위해 밀리미터웨이브 주파수 스펙트럼에서 작동하는 액티브 안테나 어레이와 넓은 채널 대역폭을 활용한다. 밀리미터웨이브 주파수로 전개할 목적의 네트워크 장비와 부품 등은 방사 OTA 테스트 환경에서 3GPP 필수 적합성 테스트를 수행해야 한다.

키사이트 VXG 마이크로웨이브 신호 발생기는 차세대 이동 통신 기술을 지원하기 위해 하나의 계측기로 최대 2GHz의 RF 변조 대역폭, 위상 코히어런트 기능, 듀얼 채널 44 GHz 벡터 신호 생성 성능을 활용해 최적화된 5G NR 테스트 시스템 설정을 제공한다. 그리고 EVM(Error Vector Magnitude)과 ACPR(Adjacent Channel Power Ratio) 성능 대비 출력 파워 성능이 커 OTA 테스트 시스템에서 낮은 경로 손실을 제공한다.

또한 무선 장비 설계자와 제조업체들에게 밀리미터웨이브 주파수에서 넓은 대역폭에 대한 불확실도를 최소화한다. 측정 무결성을 최적화하는 탁월한 RF 성능과 표준 규격 테스트 신호를 손쉽게 생성할 수 있는 새로운 5G NR용 그래픽 사용자 인터페이스와 같은 광범위한 고급 기능들도 제공한다.

“5G 기술개발에 최적화된 솔루션 지속 제공할 것”

최준호 키사이트코리아 대표이사

Q. 키사이트테크놀로지스는 어떤 회사인가?
키사이트테크놀로지스는 엔지니어링, 엔터프라이즈와 서비스 제공업 고객이 네트워크를 최적화하고, 보다 빠르고 저렴한 비용으로 전자 제품을 시장에 출시하도록 돕는 선도적인 기술 기업이다. 키사이트의 솔루션은 설계 시뮬레이션부터 프로토 타입 검증, 제조 테스트, 네트워크·클라우드 환경의 최적화까지 전자 신호가 전달되는 곳이면 어디든 적용된다. 고객은 전세계 통신 에코시스템, 항공 우주·방위 산업, 자동차, 에너지, 반도체, 일반 전자 제품 시장까지 포괄한다. 2016년 회계연도의 총 매출은 29억 달러에 달했다. 2017년 4월 네트워크 테스트, 가시성, 보안 솔루션 분야의 선두기업인 익시아를 인수하며 사업영역을 넓혀나가고 있다.

Q. 5G 기술지원 솔루션에는 어떤 것들이 있는지?
5G 기술개발에 있어 업계에서 가장 넓은 솔루션 커버리지를 가지고 있는 키사이트는 초기 설계부터 생산 단계까지 필요한 프로토타입 솔루션과 생산 솔루션까지 제공해 왔다. 특히 2018년에는 KT의 평창동계올림픽 5G 시범서비스 계획에 발맞춰 연구개발과 제조에 필요한 디자인, 측정, 분석 솔루션을 제공했다. 앞으로도 개발과 생산 일정에 맞는 솔루션 포트폴리오를 준비해 5G 상용화를 위한 적절한 지원을 계속할 예정이다.

Q. 비욘드 5G에 대해 설명해달라.
키사이트는 5G의 한계를 뛰어넘는 시대도 대비하고 있다. 이를 위해 최근 6G 플래그십 프로그램(multi-party 6G Flagship Program)에 가입했으며, 앞으로 비욘드 5G(Beyond 5G) 발전을 위해 적극적으로 협력할 계획이다. 이 프로그램은 초고속과 고대역폭 애플리케이션의 한계를 재정의할 새로운 무선 기술 시대의 시작을 예고하고 있다.

비욘드 5G는 300GHz에서 3Thz까지 테라헤르츠파라고 불리는 밀리미터웨이브 이상의 주파수를 활용할 것으로 예상된다. 이러한 주파수는 초당 최대 1테라 비트의 데이터 전송 속도와 초저지연에 있어 중요한 구성요소를 형성한다. 고속 디지털 기술, 사이버 보안, 디바이스 특성화·네트워크 테스트뿐만 아니라 고주파수 대역에 지원할 수 있는 키시이트의 기술 전문성과 솔루션이 혁신 기술에 대한 연구를 가속화할 것이다.