5G 스마트시티 - winner.ajou.ac.krwinner.ajou.ac.kr/publication/data/invited/20181011_ 5G.pdf · 5G 스마트시티 김재현, 정이 Chair, 5G Smart City Committee 전자공학과,아주대학교

5G 스마트시티

김재현, 정소이

Chair, 5G Smart City Committee전자공학과,아주대학교

2018. 10. 11.

중소기업인을 위한 5G 이동통신 기술 워크샵

2

목차

01. 5G 포럼 스마트시티 위원회 소개

02. 국내 스마트시티 연구 동향

03. 해외 스마트시티 연구 동향

04. 5G 스마트시티 기술적 이슈들

3

5G 포럼 스마트시티 위원회 소개

4


5G 스마트시티 비전 제시 및 도입 기반 마련

01

국내외 스마트시티 사업 주체와의 교류 확대국내 산업 생태계 구축 및 중소기업 지원

정부 주도 스마트시티 시범서비스 지역내에5G 스마트시티 솔루션 제공과他도시 확산이

가능하도록 필요한 요구사항 도출 및 관련 기관 소통

5G 스마트시티에 대한 개념 정의 및비전 제시

5G 스마트시티 비전 제시 및도입 기반 마련 02

국내외 스마트시티 사업 주체와의 교류 확대및 5G 스마트시티 토털 솔루션 제공

5G 스마트시티 생태계 구축

5G 스마트시티 기술동향 파악,표준화 연계 기술 개발 방향 제시,

테스트베드 등 검증 환경 조성 등 지원

5G 스마트시티의 기술 우수성,사업 우수성, use case에 대한 홍보, 백서발간 등

5


5G 포럼 스마트시티 위원회 연혁 및 활동

스마트시티TF 준비운영회의및위원회인준

‘18.02.12 : 5G 포럼스마트시티TF 1차준비회의



‘18.03.22 : 5G 포럼스마트시티위원회로승격결정

‘18.03.29 : 5G 포럼총회에서스마트시티위원회인준

5G포럼 – 스마트시티특별위원회 간담회 진행

‘18.02.08 : 5G 포럼–스마트시티특별위원회1차간담회 (위원회발족)

‘18.04.03 : 5G 포럼–스마트시티특별위원회2차간담회

5G 포럼 스마트시티 위원회 운영회의 개최

‘18.04.10 : 5G 포럼스마트시티위원회1차운영회의


’18.06.05 : 5G 포럼스마트시티위원회3차운영회의


’18.08.17 : 5G 포럼스마트시티위원회5차운영회의

관련부처및행사참여

‘18.03.30 : 과기정통부정보화기획과방문

‘18.05.28 : KAIA, 과기정통부, GKF 스마트시티국가전략프로젝트기획회의

‘18.07.05 : 5G포럼GKF 간담회

‘18.08.09 : ETRI, GKF 스마트시티실증사업지원과제협약관련회의

5G 포럼Vertical Summit 2018 Organizing committee 회의

18.06.20 : 1차OC 회의

5G 포럼워크숍

’18.07.12 ~ 07.13 : 스마트시티위원회활동보고워크숍

’18.08.29 ~ 08.30 : 스마트시티위원회백서발간워크숍(’18년4분기발간예정)

부산강서구에코델타시티의3대특화전략① 혁신산업생태계도시② 친환경물특화도시③ VR과증강현실, BIM 기술과3차원지도를활용한가상도시

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국내 스마트시티 연구 동향 : ① 국가 스마트시티 시범도시

4차산업혁명위원회와 국토교통부 스마트시티 시범도시 기본 구상안 발표

2021년까지 부산시(1조 원)과 세종시(7000억 원)에 스마트시티 시범 도시 조성

강서구에코델타시티 (강동동, 대저2동일대)부산

세종5-1 생활권의4대핵심사항

연동면5-1 생활권세종

①모빌리티 ②헬스케어 ④에너지③교육

도시의용도를구분짓지않고리빙/소셜/퍼블릭으로만

구분하는용도지역없는도시(용도혼합및가변) 추구

”

“

스마트시티의데이터허브구축을위한핵심공통기술을개발하고, 실증과제를효과적으로진행할수있는관리시스템, 협력체계, 제도등을마련

기본인프라가자리잡은도시의경우, 시민이불편함을겪고있는도시내문제를해결하고자서비스∙기술개발및검증에초점을두어스마트시티도입→ 문제해결형접근법

도시가산업적으로침체되어신산업을진작시키거나, 쇠퇴하는도시등에디지털기술을접목하여지속가능한도시경제성장및재생을위한목적으로지역공동체가참여하는스마트시티모델→ 지속가능성장형접근법

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국내 스마트시티 연구 동향 : ② 국가전략프로젝트 스마트시티

국토교통과학기술진흥원(KAIA)의 국가전략프로젝트 추진과제 과제 구성 및 체계

사업목표: 도시별 구체적 이슈해결 및 기술혁신 솔루션 개발로 도시경제 활성화

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

스마트시티모델기반기술개발 (총괄)1핵심

기술혁신및비즈니스창출을위한리빙랩형실증 (지구/지역단위)3핵심

서비스고도화를위한Use Case형실증 (도시단위)2핵심

* 국가전략프로젝트스마트시티, KAIA, 2018.05.06.

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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


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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

IoT 실증사업구축인프라

기타 스마트시티 인프라기타스마트시티인프라

표준API 기반정보수집

①스마트시티모델및기반기술개발 ②시민중심의서비스창출형실증 ③지속가능한성장을위한도시혁신형실증

스마트시티의구현을위한핵심공통기술을개발하고, 실증과제를효과적으로진행할수있는시스템, 협력체계, 제도등을마련

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

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

대구 시흥


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국내 스마트시티 연구 동향 : ③ KT

KT의 스마트시티

KT based on strengths on IoT, Cloud, Big Data, and AI, users network and platform to solve issues arising from cities and maximize city

• Introduction of KT Smart City, Smart City Business Team, 2018.06.

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국내 스마트시티 연구 동향 : ④ SKT

SKT의 스마트시티 추진 핵심① 대량의 사물인터넷 ② 초연결 인프라 ③ 스마트시티 데이터 플랫폼

SKT의 스마트시티 플랫폼

• SK 텔레콤과 함께 만드는 스마트시티, 김성한, 2018.05.03.

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국내 스마트시티 연구 동향 : ④ SKT

• SK 텔레콤과 함께 만드는 스마트시티, 김성한, 2018.05.03.

SKT의 스마트시티 서비스 전략 계획

핵심서비스고도화

융복합서비스제공

스마트시티생태계지원

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해외 스마트시티 연구 동향 : ① Ericsson-LG

Ericsson-LG의 IoT Accelerator

IoT Accelerator is a cloud based IoT platform, delivered as a Service allowing you pay for what you use and scale fast from concept to commercial solutions

• 5G is coming, Henry Kang

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해외 스마트시티 연구 동향 : ① Ericsson-LG

Ericsson-LG의 IoT Accelerator

Modular as a service offering choose and pay for what you need

Analytics visualization

– Extraction of insights from any sensors and devices data

– Visualization of data in extensive data views– Accompanying Visual Analytics SQL

Database provides DB resources for real time storage

• 5G is coming, Henry Kang

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해외 스마트시티 연구 동향 : ② HUAWEI

HUAWEI의 Security Framework Safeguards IoT Business

• IoT Enabling a Fully Connected Intelligent World, Eric ZHAO, 2018.05.15.

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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 threedifferent 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/

해외 스마트시티 연구 동향 : ③ 5GCity Project

Bristol

Lucca

Barcelona

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5GCity Architecture

• 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.


5GCity architecture and physical resources can be described as a set of functional blocks grouped in functional area

The Neutral Host (infrastructure owner) is ableto operate a partition of its resources and toarrange them in asset of homogeneoustenants (or slices)

The 5G architecture is expected to accommodatea wide range of Use Cases with advancedrequirements, especially in terms of latency,resilience, coverage, and bandwidth

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How 5G transformation applies to cities?

“With 5G, the metropolitan areas are becoming large interconnected digital fabrics”

A Smart City is a combination of heterogeneous sensing and data acquisition networks, pools of computing and storage resources, various fixed/mobile network technologies

A complex hierarchy of control layers

New “Smart-X” scenarios of location-based media streaming, video-surveillance, gaming, AR/VR, safety & security

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


19

5G City platform high level architecture



20

모든 Use Case는 3가지 시나리오로 구분

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

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

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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 unauthorizeddumping of waste)

Yes

UC2 Neutral Host Yes Yes Yes

UC3

Video 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

UC4

UHD 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



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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




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



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Current focus on 5GCity infrastructures deployment

Barcelona and Bristol about to start validation Lucca to start after the summer

CityM1

2017.06.M6

2017.11.M12

2018.05.M18

2018.11.M24

2019.06.M30

2019.11.

Barcelona

Metro DC Deployment Testing Validation

MEC node Deployment Testing Validation

Network Deployment Testing Validation

RAN Deployment Testing Validation

Bristol





Lucca







Use case pilots form 2018-Q3

In Lucca : planning coverage for Lucca Comics&Games, major cultural events, etc.

In Barcelona : planning pilots around MWC2019

In Bristol : planning trials in the city for Spring 2019 events

24• 5G: L’Industria e le Città, Gino Carrozzo, 2018.04.


Project timing sync’d with the preparation of 5G trials

5G City

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5G Forum : Convergence Services

Smart City Services

5G 서비스5G

지능형5G 서비스Intelligence

몰입형5G 서비스Immersiveness

편재형5G 서비스Omnipresence

자율형5G 서비스Autonomy

공공형5G 서비스Publicness

10GbpsEnhanced mobile broadband

+

Massive Machine Type Communications

Ultra-Reliable and Low Latency Communications

eMBB

uRLLCmMTC

1million/km2 1ms

ITU-R requirement 5G Forum Convergence Service

* 5G Convergence Service Scenario development 5G Forum, 2018.03.29

5G Forum : Convergence Services

5G 기술은 대부분 스마트시티 ICT 요구사항을 만족

Smart City promotion strategy(4th Industry Revolution Committee 2018. 1. 29)

5G Forum : Smart City Architecture & Key Words

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5G Smart City : Issues

5G Smart City Definition － Legacy Smart City vs. 5G Smart City － What would a 5G Smart City look like ?

5G Smart City Services － Services : MBB, mMTC, uRLLC or Combination of two or more ? － Service roadmap for Non Stand Alone(NSA) to SA－ Need to find New Business/Application Models for Service/Contents providers－ By Whom (Government, Municipality, Service Provider), To Whom, For Whom

5G Smart City Technologies － Lon-term Sustainable Technologies － Access, Back-haul (Small cell, Fixed Broadband, Het.Net (IoT, WPAN, WLAN, Satellite, etc.)－ Network (Mobile Edge Computing, Core, NFV, Slicing)－ Services (offloading, cashing, Cloud (central/edge)－ Data Fusion (Big Data Analytics, AI)

29

5G Smart City : Issues

Standardization Issues － Smart City Information Base (Data Format), Interface format, Interface Platform, etc. － Interworking between cities (Nation wide/city)－ QoS (bandwidth capacity, delay, #of device) and QoS mapping issues. － Deployment Specifications. (ramp pole, signals, micro-dust sensors, etc.)－ Regulation issues

Mighty Governance to Multi-Ministries－ 4th Industry revolution Special Committee, Smart City Special Committee － Ministry of Science and ICT (MICT), Ministry of Land, Infrastructure and Transport(MOLIT),

Ministry of the Interior and Safety (MOIS), etc.

Long way to go for Smart City with 5G－ Just Started, Keep going with multiple directions.

Thank you.

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