주요 제조사별 최신 5G RAN 장비의 전력 소비 및 에너지 효율성 비교 분석

주요 제조사별 최신 5G RAN 장비의 전력 소비 및 에너지 효율성 비교 분석

1. Executive Summary

5G 네트워크의 도입과 확산은 이전 세대 이동통신 기술에 비해 향상된 대역폭, 낮은 지연 시간, 높은 연결 밀도를 제공하지만, 동시에 네트워크 장비의 전력 소비 증가라는 과제를 안고 있습니다. 본 보고서는 주요 5G RAN (Radio Access Network) 장비 제조사인 에릭슨, 노키아, 화웨이, 삼성, ZTE의 최신 장비들을 대상으로 전력 소비 및 에너지 효율성을 비교 분석합니다. 또한 실내외 환경에 따른 에너지 소비 차이와 각 제조사별 주요 에너지 절감 기술을 최신 연구 자료를 기반으로 상세히 설명합니다.

분석 결과, 모든 주요 제조사들은 5G 네트워크의 에너지 소비 증가 문제에 대한 인식을 공유하고 있으며, 이를 해결하기 위해 다양한 기술적 접근 방식을 채택하고 있는 것으로 나타났습니다. 에릭슨과 노키아는 인공지능(AI) 및 머신러닝(ML) 기반의 지능형 전력 관리 솔루션을 적극적으로 활용하여 트래픽 부하에 따라 동적으로 전력 소비를 최적화하는 데 주력하고 있습니다. 화웨이는 "0 Bit 0 Watt" 콘셉트와 MetaAAU (Massive Active Antenna Unit) 기술을 통해 장비 유휴 상태에서의 전력 소비를 최소화하고, 전력 효율성을 극대화하는 데 강점을 보입니다. 삼성은 자체 개발한 고효율 칩셋과 가상화된 RAN (vRAN) 환경에서의 전력 절감 기술을 통해 에너지 효율성을 높이는 데 집중하고 있습니다. ZTE는 Super-N PA (Power Amplifier) 기술과 RF 풀링 (RF pooling) 솔루션을 통해 RRU (Remote Radio Unit)의 전력 소비를 획기적으로 줄이는 데 성공했습니다.

실내외 환경에 따른 에너지 소비 차이는 주로 장비의 종류와 배치 밀도에 의해 발생합니다. 실외 매크로 셀은 넓은 커버리지를 제공하기 위해 상대적으로 높은 전력을 소비하는 반면, 실내 환경에서는 신호 감쇠 문제를 해결하기 위해 소형 셀이 고밀도로 배치되어 전체적인 전력 소비량이 증가할 수 있습니다. 각 제조사들은 이러한 환경적 특성을 고려하여 다양한 실내외 솔루션을 제공하고 있으며, 에너지 효율성을 높이기 위한 기술 개발을 지속하고 있습니다.

전반적으로 5G RAN 장비의 에너지 효율성은 꾸준히 개선되고 있으며, 주요 제조사들은 AI/ML 기반의 지능형 전력 관리, 고급 수면 모드, 고효율 하드웨어 (GaN 전력 증폭기, 에너지 효율적인 칩셋), 소프트웨어 기반 전력 관리 기술, RF 풀링, 혁신적인 냉각 솔루션 등 다양한 에너지 절감 기술을 통해 네트워크 운영 비용 절감과 환경 지속 가능성 확보에 기여하고 있습니다. 향후 Open RAN 및 6G 기술의 발전은 5G RAN 에너지 효율성을 더욱 향상시킬 것으로 전망됩니다.

2. Introduction

2.1 Background on 5G Network Energy Consumption

5G 네트워크는 이전 세대 기술 대비 데이터 전송 속도와 용량 면에서 혁신적인 발전을 이루었지만, 이러한 성능 향상은 네트워크 인프라의 에너지 소비 증가를 동반합니다 . 5G는 단위 데이터당 에너지 효율성이 4G보다 우수하지만, 데이터 트래픽의 폭발적인 증가와 네트워크 밀도 증가로 인해 전체적인 에너지 소비는 상당한 수준으로 증가할 것으로 예상됩니다 . 이는 통신 사업자들에게 운영 비용 증가라는 직접적인 부담을 주는 것은 물론, 환경적인 측면에서도 지속 가능한 네트워크 구축에 대한 요구를 증대시키고 있습니다 . 따라서 5G 네트워크 장비의 에너지 효율성 향상은 통신 사업자의 수익성 확보와 환경 보호라는 두 가지 중요한 목표를 동시에 달성하기 위한 핵심 요소로 부상하고 있습니다. 높은 데이터 전송 속도와 낮은 지연 시간을 구현하기 위해서는 더 많은 처리 능력과 전송 파워가 요구되며, 이는 기지국당 전력 소비 증가로 이어집니다. 또한 넓은 커버리지와 높은 용량을 제공하기 위해 더 많은 수의 기지국 설치가 필요하며, 이는 전체 네트워크의 에너지 소비를 더욱 증가시키는 요인으로 작용합니다.  

 

2.2 Major 5G RAN Equipment Manufacturers

본 보고서에서는 5G RAN 장비 시장의 주요 제조사인 에릭슨 (Ericsson), 노키아 (Nokia), 화웨이 (Huawei), 삼성 (Samsung), ZTE를 중심으로 최신 장비들의 전력 소비 및 에너지 효율성을 비교 분석합니다 . 이들 제조사들은 5G RAN 기술 개발 및 상용화에 선도적인 역할을 수행하고 있으며, 통신 사업자들의 에너지 효율성 요구와 환경 지속 가능성 문제 해결을 위해 적극적으로 투자하고 있습니다. 본 보고서는 공개된 연구 자료, 기술 문서, 보도 자료 등을 종합적으로 분석하여 각 제조사의 에너지 효율성 전략과 최신 장비의 성능을 비교하고, 실내외 환경에서의 에너지 소비 특성과 주요 에너지 절감 기술을 상세히 설명합니다.  

 

3. Power Consumption and Energy Efficiency by Manufacturer

3.1 Ericsson

에릭슨은 5G RAN 장비의 전력 소비를 줄이기 위해 인공지능(AI) 및 머신러닝(ML) 기반 솔루션 개발에 주력하고 있습니다 . 지능형 소프트웨어를 통해 트래픽 부하를 예측하고, 이에 따라 네트워크 자원을 효율적으로 관리함으로써 사용자 경험에 영향을 주지 않으면서 상당한 수준의 전력 소비 절감을 달성하고 있습니다. 특히 Ericsson's Service Continuity AI App suite with Intelligent Energy Efficiency는 실시간 트래픽 데이터를 기반으로 RAN의 에너지 요구량을 동적으로 관리하여 운영 비용(OPEX) 절감과 탄소 배출량 감소에 기여합니다 .  

 

에릭슨의 하드웨어 혁신 또한 에너지 효율성 향상에 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, Radio 4490은 이전 세대 제품 대비 무게를 줄이고 전력 소비를 25% 낮췄으며 , 듀얼 밴드 라디오 제품군은 트래픽 부하에 따라 에너지 소비량이 크게 달라지는 특징을 보입니다 . 실제 시험 환경에서 에릭슨의 AI 및 ML 기반 솔루션은 일부 사이트에서 일일 전력 소비를 최대 33%까지 줄이는 효과를 입증했습니다 .  

 

5G 네트워크 성능에 필수적인 Massive MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 장비의 에너지 효율성 개선에도 적극적으로 나서고 있습니다. 초기 Massive MIMO 장비는 약 250W의 전력을 소비했지만, 최신 제품군은 110W에서 130W 수준으로 전력 소비를 줄였으며 , AIR 3266과 같은 최신 제품은 최대 30%의 에너지 절감 효과를 제공합니다 . 또한 소프트웨어 기능을 통해 트래픽이 낮은 시간대에는 라디오 장비의 전력 소비를 60%에서 70%까지 줄이는 기술을 제공하여 에너지 효율성을 극대화하고 있습니다 .  

 

5G NR (New Radio) 표준 자체도 이전 세대 LTE (Long-Term Evolution)에 비해 저전력 동작을 위한 설계가 개선되어 에너지 효율성이 높습니다 . 5G NR은 필수 전송 간격을 늘리고, 항상 켜져 있는 신호 전송을 줄여 유휴 상태에서의 전력 소비를 줄이는 데 효과적입니다. 실제 고객 네트워크 환경에서의 구축 사례를 보면, 에릭슨의 에너지 절감 기술이 상당한 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있습니다 . RAN Compute 제품군 또한 업계 벤치마크에서 가장 낮은 전력 소비량을 기록하며 에너지 효율성을 입증하고 있습니다 .  

 

에릭슨의 에너지 효율성 전략은 고효율 하드웨어 (경량화, 자연 냉각 방식 라디오, 에너지 효율적인 실리콘), 지능형 소프트웨어 (AI/ML 기반 전력 관리, 고급 수면 모드), 그리고 5G NR 표준의 고유한 효율성을 결합하여 전력 소비를 최소화하는 데 초점을 맞추고 있습니다.

제품군	모델명	보고된 에너지 효율성 개선	주요 에너지 절감 기술	스니펫 ID
라디오	Radio 4490	25% 감소	경량화, 저전력 설계
Massive MIMO	AIR 3266	최대 30% 감소	에너지 효율적인 실리콘
듀얼 밴드 라디오		부하 의존적 에너지 소비	4포트 MIMO, 다양한 작동 상태에서 낮은 전력 소비
소프트웨어		60-70% 감소 (저부하 시)	고급 수면 모드
RAN Compute		업계 최고 수준 저전력	에너지 효율적인 실리콘

 

 

3.2 Nokia

노키아는 2023년까지 5G 기지국의 전력 소비를 절반으로 줄이겠다는 야심찬 목표를 설정하고, 이를 위해 지속적인 기술 개발에 매진하고 있습니다 . 특히 ReefShark SoC (System-on-Chip)로 구동되는 AirScale Massive MIMO 라디오는 뛰어난 성능과 에너지 효율성을 동시에 제공합니다 . 노키아는 5G가 트래픽 단위당 에너지 효율성이 기존 네트워크 대비 90% 향상되었다고 강조하며, 5G 표준 자체의 에너지 절감 효과를 강조합니다 .  

 

에릭슨과 마찬가지로 노키아도 머신러닝(ML) 기반의 Intelligent RAN Operations 솔루션을 통해 기지국 에너지 소비를 최대 15%까지 줄이는 데 성공했습니다 . 또한 AirScale 라디오 및 기지국 솔루션을 통해 최대 50%의 에너지 소비 감소를 달성할 수 있다고 밝히고 있습니다 . 혁신적인 냉각 기술인 액체 냉각 방식을 도입하여 전력 소비를 70%까지 줄이는 연구 개발도 진행 중입니다 . 클라우드 기반 5G 코어 네트워크에서도 인텔 기술과의 협력을 통해 런타임 에너지 소비를 절감하는 성과를 거두고 있습니다 .  

 

노키아의 에너지 효율성 전략은 고성능 맞춤형 실리콘 (ReefShark), 지능형 소프트웨어 (Intelligent RAN Operations), 5G 표준의 inherent 한 효율성, 그리고 혁신적인 냉각 기술을 통합적으로 활용하여 5G RAN 장비의 전력 소비를 획기적으로 줄이는 데 초점을 맞추고 있습니다.

제품군	모델명	보고된 에너지 효율성 개선	주요 에너지 절감 기술	스니펫 ID
Massive MIMO	AirScale	향상된 에너지 효율성	ReefShark SoC
소프트웨어	Intelligent RAN Operations	최대 15% 감소	머신러닝 기반 전력 관리
기지국 솔루션	AirScale	최대 50% 감소 가능성	에너지 효율적인 하드웨어 및 소프트웨어
냉각 기술		70% 감소 가능성	액체 냉각
5G 코어		약 40% 런타임 전력 절감	인텔 Xeon 프로세서 및 전력 관리 소프트웨어 협력

 

 

3.3 Huawei

화웨이는 5G 기지국의 전력 소비량이 4G에 비해 높다는 점을 인지하고 있으며 , 에너지 효율성을 높이기 위한 다양한 기술과 솔루션을 개발하고 있습니다. 특히 트래픽이 낮은 시간대에 전력 소비를 최소화하는 "0 Bit 0 Watt" 및 "bit-driven-watts" 콘셉트를 통해 에너지 낭비를 줄이는 데 주력하고 있습니다 . 주요 5G 기지국의 전력 소비량은 무부하 시 2.2~2.3kW, 최대 부하 시 3.7~3.9kW 수준으로 보고됩니다 .  

 

AI 기반 IntelligentRAN 솔루션을 통해 약 10%의 전력 절감 효과를 달성했으며 , MetaAAU (Massive Active Antenna Unit) 기술을 통해 전력 소비를 30%까지 줄이는 데 성공했습니다 . 화웨이는 Green RAN 솔루션을 통해 장비, 사이트, 네트워크 전반에 걸쳐 에너지 소비를 최소화하는 다양한 기능을 제공하며 , 5G Power 솔루션은 지능형 피크 쉐이빙, 전압 부스팅, 에너지 저장 기능을 통해 전력 효율성을 높입니다 . RRU (Remote Radio Unit)의 전력 소비를 35%까지 줄이는 Super-N PA (Power Amplifier) 기술 또한 화웨이의 핵심적인 에너지 절감 기술 중 하나입니다 .  

 

화웨이의 에너지 효율성 전략은 지능형 전력 관리 ("0 Bit 0 Watt", AI 기반 최적화), 첨단 하드웨어 (MetaAAU, Super-N PA), 그리고 최적화된 전력 인프라 (5G Power)를 포괄적으로 활용하여 5G RAN의 에너지 소비 문제를 해결하는 데 중점을 두고 있습니다.

제품군	모델명	보고된 에너지 효율성 개선	주요 에너지 절감 기술	스니펫 ID
기지국		무부하 2.2-2.3kW, 최대 부하 3.7-3.9kW
Massive MIMO	MetaAAU	30% 감소	전력 효율적인 안테나 기술
RRU		35% 감소 (Super-N PA)	Super-N PA 기술
소프트웨어	IntelligentRAN	약 10% 감소	AI 기반 지능형 전력 관리
전력 솔루션	5G Power	약 9% 효율 향상	지능형 피크 쉐이빙, 전압 부스팅, 에너지 저장
장비 전반		99% 셧다운, 5W 이하 소비 (유휴 시)	"0 Bit 0 Watt" 기술

 

 

3.4 Samsung

삼성은 자체 개발한 고효율 칩셋과 소프트웨어 혁신을 통해 RAN (Radio Access Network) 장비의 에너지 소비를 최소화하는 데 중점을 두고 있습니다 . 특히 기지국 및 Massive MIMO 라디오 장비에 자체 개발한 칩셋을 적용하여 전력 효율성을 높이고 있습니다 . FPGA (Field Programmable Gate Array) 대신 SoC (System-on-Chip) 설계를 채택하여 전력 소비를 줄이고, 성능을 향상시켰습니다 .  

 

삼성은 실시간 트래픽에 따라 네트워크 자원을 동적으로 조정하는 적응형 에너지 절감 소프트웨어를 제공하여 에너지 사용을 최적화합니다 . vRAN (Virtualized RAN) 환경에서는 CPU Core Sleep Mode 및 Adaptive Core Allocation과 같은 기능을 통해 트래픽이 낮은 시간대에 전력 소비를 줄입니다 . 또한 ESFO (Energy Saving Feature Orchestrator)를 통해 다양한 에너지 절감 기능을 통합적으로 관리하고 최적화하여 서비스 중단 없이 효율성을 높입니다 . S9100 칩셋을 탑재한 기지국은 이전 세대 대비 크기, 무게, 전력 소비를 줄였으며 , Super Sleep Mode를 통해 트래픽이 없을 때 거의 0W에 가까운 전력 소비를 달성합니다 . 최근에는 AI 기반 Energy Saving Manager (AI-ESM)를 개발하여 실제 통신망 환경에서 에너지 효율성을 향상시키는 데 성공했습니다 .  

 

삼성의 에너지 효율성 전략은 고효율 자체 칩셋 개발, 지능형 소프트웨어 기반 전력 관리, 가상화 기술 및 AI 활용을 통해 5G RAN 전반의 에너지 소비를 최적화하는 데 초점을 맞추고 있습니다.

제품군	모델명	보고된 에너지 효율성 개선	주요 에너지 절감 기술	스니펫 ID
기지국		크기, 무게, 전력 소비 감소	자체 개발 S9100 칩셋
Massive MIMO		최대 15% 전력 소비 감소	자체 개발 빔포밍 SoC
vRAN		전력 절감 효과	CPU Core Sleep Mode, Adaptive Core Allocation, ESFO
소프트웨어		실시간 트래픽 기반 자원 조정	적응형 에너지 절감 소프트웨어
전력 관리	AI-ESM	입증된 에너지 효율성 향상	AI 기반 트래픽 분석 및 전력 관리 자동화
수면 모드	Super Sleep	거의 0W 소비	트래픽 없을 시 대부분 기능 Off

 

 

3.5 ZTE

ZTE는 하드웨어 및 소프트웨어 혁신을 통해 높은 에너지 효율성을 달성하는 데 주력하고 있습니다 . 특히 Super-N PA (Power Amplifier) 기술을 통해 RRU (Remote Radio Unit)의 전력 소비를 업계 평균 대비 35%까지 줄이는 데 성공했습니다 . 또한 "0 bit 0 watt" 하이버네이션 기술을 AAU (Active Antenna Unit) 및 RRU에 적용하여 유휴 상태에서의 전력 소비를 획기적으로 줄입니다 . RF 풀링 (RF pooling) 기술을 통해 섹터 간 전력을 동적으로 조정하여 에너지 효율성을 향상시키고 , RRU의 전력 소비를 업계 평균보다 35% 낮추는 성과를 거두었습니다 . 주요 5G 기지국의 전력 소비량은 무부하 시 2.2~2.3kW, 최대 부하 시 3.7~3.9kW 수준으로 보고됩니다 . ZTE는 AI 기반 에너지 절감 방안을 통해 네트워크 에너지 효율성을 최적화하고 있으며 , UBR (Ultra-Broadband Radio) 시리즈를 통해 필요한 모듈 수를 줄여 에너지 효율성을 높입니다 .  

 

ZTE의 에너지 효율성 전략은 첨단 전력 증폭기 기술 (Super-N), 심층 하이버네이션 모드 ("0 Bit 0 Watt"), 지능형 자원 풀링 (RF 풀링), 그리고 AI 기반 최적화를 통해 5G RAN 장비의 에너지 효율성을 크게 향상시키는 데 초점을 맞추고 있습니다.

제품군	모델명	보고된 에너지 효율성 개선	주요 에너지 절감 기술	스니펫 ID
RRU		업계 평균 대비 35% 감소	Super-N PA 기술
AAU/RRU		유휴 시 5W/3W까지 감소	"0 bit 0 watt" 하이버네이션 기술
RRU		최대 20% 에너지 효율 향상	RF 풀링
기지국		무부하 2.2-2.3kW, 최대 부하 3.7-3.9kW
에너지 관리		상당한 절감 효과	AI 기반 에너지 절감 방안
다중 대역 라디오	UBR 시리즈	모듈 수 감소, 전력 소비 감소	다중 대역 통합

 

 

4. Comparison Across Manufacturers

주요 5G RAN 장비 제조사들은 에너지 효율성 향상을 위해 각기 다른 접근 방식을 취하고 있지만, 전반적으로 지능형 전력 관리, 첨단 하드웨어 개발, 유휴 상태 전력 최소화라는 공통된 목표를 추구하고 있습니다. 에릭슨과 노키아는 AI 및 ML 기반의 소프트웨어 솔루션을 적극적으로 활용하여 네트워크 운영을 최적화하고 에너지 소비를 줄이는 데 주력하는 반면, 화웨이와 ZTE는 하드웨어 혁신과 독자적인 전력 절감 기술 개발에 더 큰 비중을 두는 경향을 보입니다. 삼성은 자체 칩셋 개발 역량을 바탕으로 하드웨어와 소프트웨어를 통합적으로 최적화하여 에너지 효율성을 높이는 전략을 채택하고 있습니다.

제조사	주요 에너지 절감 기술	특징
에릭슨	AI/ML 기반 지능형 전력 관리, 고급 수면 모드, 고효율 라디오 설계	트래픽 예측 및 실시간 자원 조정, 다양한 수면 모드 지원
노키아	ReefShark SoC, Intelligent RAN Operations, 액체 냉각	맞춤형 고성능 칩셋, ML 기반 네트워크 운영 최적화, 혁신적인 냉각 기술
화웨이	"0 Bit 0 Watt", MetaAAU, Super-N PA, 5G Power	유휴 전력 최소화, 전력 효율적인 안테나 및 증폭기, 지능형 전력 인프라
삼성	자체 개발 고효율 칩셋, 적응형 에너지 절감 소프트웨어, vRAN 전력 관리	하드웨어-소프트웨어 통합 최적화, 트래픽 기반 동적 자원 조정, 가상화 환경 전력 효율성
ZTE	Super-N PA, "0 bit 0 watt", RF 풀링, AI 기반 에너지 절감	RRU 전력 소비 획기적 감소, 유휴 전력 최소화, 자원 활용률 극대화

Sheets로 내보내기

각 제조사가 제시하는 에너지 효율성 개선 수치는 측정 환경과 조건에 따라 차이가 있을 수 있지만, 전반적으로 5G RAN 장비의 에너지 효율성이 꾸준히 향상되고 있다는 점을 시사합니다. 통신 사업자들은 네트워크 구축 및 운영 전략을 수립할 때 각 제조사의 기술적 특징과 에너지 효율성 성능을 종합적으로 고려하여 최적의 솔루션을 선택해야 할 것입니다.

5. Indoor vs. Outdoor Energy Consumption

5G RAN 장비의 실내외 에너지 소비는 네트워크 구축 목적과 환경에 따라 뚜렷한 차이를 보입니다 . 실외 환경에서는 넓은 지역에 걸쳐 서비스를 제공하기 위해 비교적 높은 출력의 매크로 셀 기지국이 주로 사용됩니다. 이러한 매크로 셀은 넓은 커버리지를 확보하기 위해 상당한 전력을 소비합니다. 반면, 실내 환경에서는 건물 내부의 신호 감쇠 문제를 해결하고 사용자 밀집 지역에 충분한 용량을 제공하기 위해 소형 셀 (Small Cell) 기지국이 고밀도로 배치되는 경우가 많습니다. 소형 셀은 매크로 셀에 비해 상대적으로 낮은 전력을 소비하지만, 넓은 지역을 커버하기 위해 더 많은 수의 장비가 필요하므로 전체적인 전력 소비량은 증가할 수 있습니다.  

 

실내 5G 구축의 주요 과제는 건물 벽이나 구조물에 의한 신호 감쇠입니다 . 이를 해결하기 위해 각 제조사들은 실내 전용 소형 셀 솔루션을 제공합니다. 예를 들어, 삼성은 Link Cell이라는 실내용 5G mmWave 소형 셀을 통해 기업, 공장, 쇼핑몰 등 다양한 실내 환경에서 향상된 5G 경험을 제공합니다 . ZTE 또한 실내 커버리지를 위한 pico RRU (pRRU) 솔루션을 제공하며, 트래픽이 없을 때 0W의 전력 소비를 달성하는 기술을 선보였습니다 . 이러한 실내 솔루션들은 설치 용이성과 낮은 전력 소비를 특징으로 하지만, 고밀도 배치로 인해 전체적인 에너지 관리의 중요성이 강조됩니다.  

 

실외 매크로 셀과 실내 소형 셀의 전력 소비를 직접적으로 비교하기는 어렵지만, 일반적으로 매크로 셀은 넓은 커버리지와 높은 용량을 위해 더 높은 전력을 소비하는 반면, 소형 셀은 특정 지역의 용량 증대 및 음영 지역 해소를 위해 낮은 전력으로 운용되는 경향이 있습니다. 네트워크 설계자는 서비스 지역의 특성 (사용자 밀도, 트래픽 패턴 등)과 환경적 요인 (건물 구조, 지형 등)을 종합적으로 고려하여 최적의 장비 조합과 배치 전략을 수립해야 하며, 이는 에너지 효율적인 네트워크 구축의 핵심 요소입니다.

6. Key Energy-Saving Technologies in 5G RAN

주요 제조사들은 5G RAN의 에너지 효율성을 높이기 위해 다양한 핵심 기술들을 개발하고 적용하고 있습니다.

• 인공지능 (AI) 및 머신러닝 (ML) 기반 전력 최적화: AI/ML 알고리즘은 네트워크 트래픽 패턴을 예측하고, 자원 할당을 최적화하며, 실시간으로 전력 소비를 동적으로 조정하는 데 활용됩니다 . 이를 통해 불필요한 전력 낭비를 줄이고, 네트워크 성능을 유지하면서 에너지 효율성을 극대화할 수 있습니다.  
   
• 고급 수면 모드 및 하이버네이션 기능: 트래픽이 낮은 시간대에는 장비의 일부 또는 전체 기능을 수면 모드 또는 하이버네이션 상태로 전환하여 전력 소비를 최소화합니다 . 딥 슬립, 마이크로 슬립, 하이버네이션 등 다양한 단계의 수면 모드를 지원하여 트래픽 상황에 따라 유연하게 전력 소비를 관리할 수 있습니다.  
   
• 하드웨어 혁신:
  • GaN (Gallium Nitride) 전력 증폭기: 기존 실리콘 기반 증폭기보다 전력 효율성이 우수한 GaN 소재를 활용하여 전력 소비를 줄이고 발열을 감소시킵니다 .  
     
  • 에너지 효율적인 칩셋 (SoC): 맞춤형 설계 및 첨단 공정을 통해 개발된 고효율 칩셋은 장비의 전반적인 전력 소비를 줄이는 데 핵심적인 역할을 수행합니다 .  
     
• 소프트웨어 기반 전력 관리 기술: 동적 전력 증폭기 On/Off, 평균 전력 추적, 송신 경로 On/Off 등 다양한 소프트웨어 기술을 통해 전력 소비를 최적화합니다 .  
   
• RF 풀링 및 기타 자원 최적화 전략: RF 풀링 기술은 섹터 간 전력을 동적으로 조정하여 자원 활용률을 높이고 에너지 낭비를 줄이는 데 기여합니다 .  
   
• 혁신적인 냉각 솔루션: 팬을 사용하지 않는 자연 냉각 방식이나 액체 냉각 방식 등 효율적인 냉각 기술을 적용하여 냉각에 필요한 에너지 소비를 줄입니다 .  
   

이러한 다양한 에너지 절감 기술들의 융합적인 적용은 5G RAN의 에너지 효율성을 획기적으로 향상시키는 데 중요한 역할을 수행하고 있습니다.

7. Conclusion and Outlook

본 보고서는 주요 5G RAN 장비 제조사들의 최신 장비의 전력 소비 및 에너지 효율성을 비교 분석하고, 실내외 환경에 따른 에너지 소비 차이와 주요 에너지 절감 기술을 살펴보았습니다. 분석 결과, 에릭슨, 노키아, 화웨이, 삼성, ZTE 등 모든 주요 제조사들은 5G 네트워크의 에너지 소비 증가라는 과제를 해결하기 위해 적극적인 기술 개발과 혁신을 추진하고 있는 것으로 나타났습니다. 각 제조사들은 AI/ML 기반의 지능형 전력 관리, 고급 수면 모드, 고효율 하드웨어, 소프트웨어 기반 전력 관리, 자원 최적화, 혁신적인 냉각 솔루션 등 다양한 기술들을 융합적으로 적용하여 에너지 효율성을 높이고 있습니다.

초기 5G 구축 단계에 비해 에너지 소비 효율성은 꾸준히 개선되고 있으며, 이는 통신 사업자들의 운영 비용 절감과 환경 지속 가능성 확보에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대됩니다. 향후 5G RAN 에너지 효율성 연구 개발은 Open RAN 및 6G 기술의 발전과 함께 더욱 가속화될 것으로 전망됩니다. Open RAN은 다양한 제조사의 장비 간 상호 운용성을 높여 에너지 효율적인 장비 선택의 폭을 넓혀줄 수 있으며, 6G는 보다 근본적인 수준에서 에너지 효율성을 고려한 새로운 기술들을 도입할 것으로 예상됩니다.  

 

통신 사업자들은 5G 네트워크 구축 및 운영 전략을 수립할 때 에너지 효율성을 중요한 평가 기준으로 고려해야 합니다. 장비 선택 시 각 제조사의 에너지 효율성 성능을 비교 분석하고, 네트워크 환경과 요구 사항에 맞는 최적의 솔루션을 선택함으로써 운영 비용을 절감하고 환경 영향을 최소화할 수 있을 것입니다. 또한 지속적인 기술 개발 동향을 주시하고, 새로운 에너지 절감 기술 도입을 적극적으로 검토해야 할 것입니다.