5G 특화망

5G 특화망(5G Private Network)은 이동통신사가 아닌 기업·기관이 특정 건물이나 부지에 한정해 5G 주파수를 받아, 그 공간에 맞춘 전용 5G 네트워크를 직접 또는 위탁으로 구축·운영하는 망이다.

개요

일반 5세대 이동통신 서비스는 통신사가 전국망을 깔고 불특정 다수에게 같은 품질의 서비스를 판다. 공장·물류센터·병원·항만처럼 특정 장소에서 초저지연·고신뢰 통신이 필요한 수요자는 공중망만으로는 품질·보안·통제 요구를 맞추기 어렵다. 5G 특화망은 이런 수요자가 자기 부지 안에서만 쓰는 5G 망을 갖도록 한 제도이다. 해외에서는 사설 5G(Private 5G), 로컬 5G 라는 이름으로 쓰인다.

우리나라는 2021년 과학기술정보통신부가 특화망용 주파수 공급 제도를 만들었고, 이음5G라는 이름을 붙였다. 4.7GHz 대역과 28GHz 대역이 특화망용으로 공급되며, 첫 사례로 네이버클라우드가 사옥에 특화망을 구축했다. 스마트 팩토리, 물류 로봇, 디지털 병원, 항만 자동화 등이 대표 수요이다.

공중망 5G와 비교

구분	공중망 5G	5G 특화망
사업 주체	이동통신사	수요 기업·기관(또는 위탁받은 사업자)
범위	전국	특정 건물·부지
이용자	불특정 다수 가입자	허가된 단말·사용자만
품질 설계	평균적인 가입자 서비스 기준	현장 요구(지연·상향 대역폭·신뢰도)에 맞춤
데이터 경로	통신사 코어망을 거친다	현장 안에서 처리하고 밖으로 나가지 않게 할 수 있다
통제권	통신사	망 운영자가 직접 설정·관리

구축 모델

3GPP는 특화망을 비공중망(NPN, Non-Public Network)으로 정의하고 두 계열로 나눈다.

모델	구성	특징
독립형(SNPN, Stand-alone NPN)	기지국(RAN)부터 5G 코어까지 모두 현장에 둔다	데이터가 밖으로 나가지 않고 통제권이 가장 크다. 구축·운영 비용과 전문 인력 부담이 크다
공중망 연계형(PNI-NPN) — RAN 공유	현장 전용 기지국 + 통신사 코어 공유	초기 비용이 적다. 제어 신호가 통신사 망을 거친다
공중망 연계형 — RAN·제어부 공유	기지국과 제어부는 통신사, 사용자 데이터 처리부(UPF)만 현장	데이터는 현장에서 처리하고 제어는 통신사에 맡긴다
공중망 연계형 — 네트워크 슬라이싱	통신사 공중망에서 전용 슬라이스를 받는다	별도 장비가 거의 없다. 격리 수준과 통제권이 가장 약하다

국내에서는 운영 주체에 따라 다음처럼도 나눈다.

자가 구축형: 수요 기업이 주파수를 받아 직접 구축·운영한다.
위탁형: 수요 기업이 주파수를 받고, 구축·운영은 통신장비 사업자나 SI 사업자에게 맡긴다.
사업자형: 특화망 사업자가 여러 부지에 망을 깔아 수요자에게 서비스로 제공한다.

현장 처리를 위해 엣지 컴퓨팅(MEC)을 같이 두는 경우가 많다.

안정성·신뢰성 확보 방안

이중화: 코어망 기능(AMF·SMF·UPF), 기지국, 전원, 백홀 회선을 이중화해 단일 장애점을 없앤다. 코어는 현장과 원격지에 나눠 두기도 한다.
무선 커버리지 설계: 금속 구조물이 많은 공장은 반사·음영이 심하다. 사전 전파 측정으로 기지국 위치와 수를 정하고, 셀 경계가 겹치게 배치한다.
서비스별 품질 보장: 제어 신호, 영상, 센서 데이터를 네트워크 슬라이싱이나 QoS 등급으로 나눠, 중요한 트래픽이 다른 트래픽에 밀리지 않게 한다.
초저지연 처리: 사용자 데이터 처리부와 응용 서버를 현장에 두어 왕복 지연을 줄인다.
단말 관리: 허가된 단말만 접속하게 하고, 단말 상태와 펌웨어를 관리한다.
운영 감시와 복구: 망 상태를 실시간 감시하고, 장애 시 절체·복구 절차와 공중망 백업 경로를 준비한다.
표준 장비와 상호 운용성 시험: 기지국·코어·단말을 다른 업체 제품으로 섞는 경우 사전 연동 시험을 거친다.

간섭 회피 방안

특화망은 같은 주파수를 여러 곳이 지역별로 나눠 쓰므로, 인접 특화망이나 다른 무선국과의 간섭을 관리해야 한다.

TDD 동기화: 5G 특화망은 시분할(TDD) 방식이다. 인접 망이 상·하향 슬롯 패턴과 시간 기준을 맞추지 않으면 한쪽의 송신이 다른 쪽의 수신을 방해한다. 인접 망끼리 같은 프레임 구조를 쓰고 시각을 동기화한다.
이격 거리와 보호 대역: 인접 망 사이에 거리를 두거나 주파수 경계에 보호 대역을 둔다.
송신 출력과 안테나 제어: 부지 경계 밖으로 전파가 새지 않도록 출력을 낮추고, 안테나 방향과 기울기(틸트)를 부지 안쪽으로 맞춘다.
실내 위주 구축과 차폐: 실내 소형 셀을 쓰고, 건물 벽체의 차폐 효과를 이용한다.
사전 간섭 분석: 주파수 지정 단계에서 주변 무선국과의 간섭을 계산해 출력·위치 조건을 정한다.
운영 중 감시와 협의: 간섭을 측정하고, 문제가 생기면 인접 망 운영자와 채널·출력을 조정한다.

보호 대상별 보안 위협

보호 대상	보안 위협	대응
단말·USIM	허가되지 않은 단말 접속, USIM 복제·탈취, 단말 악성코드	단말 인증·화이트리스트, eSIM/USIM 보호, 단말 무결성 검사
무선 구간	재밍(전파 방해), 가짜 기지국, 도청	무선 구간 암호화와 무결성 보호, 이상 전파 탐지
기지국(RAN)	장비 물리 접근, 펌웨어 변조, 관리 인터페이스 공격	장비 잠금·출입 통제, 서명된 펌웨어, 관리망 분리
코어망	네트워크 기능(NF) 사이 API 공격, 설정 오류, 가상화 기반 취약점	NF 간 상호 인증과 TLS, 설정 점검, 가상화 보안 → NFV
엣지·응용 서버	현장 서버 침해, 컨테이너 탈출	서버 하드닝, 접근 통제, 취약점 관리
외부 연동 구간	공중망·인터넷·본사망을 통한 침투, OT 설비로의 확산	연동 지점 방화벽, 망 분리, 제로 트러스트 접근 통제
운영 관리	원격 유지보수 계정 탈취, 운영자 실수	다중 인증, 권한 최소화, 작업 기록 감사

공장 제어 설비(OT)와 연결되는 특화망은 침해가 생산 중단과 안전 사고로 이어질 수 있어, IT 보안과 산업제어시스템 보안을 함께 설계한다.

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