초고속 · 초저지연 5G 통신 국내투자 10조 돌파 예상
전자파 안전 ,국제 협력 활발 2022년 시장 8조 성장
인류의 기술 발전에 따라 정보통신은 속도나 패러다임에서 혁신적인 변화를 보인다. 비둘기나 파발을 이용한 고전적인 방법에서 금속을 이용한 유선통신으로 진보했으며, 나아가 광섬유를 이용한 고속 광통신까지 상용화됐다. 또한 5G 이동통신 등 무선통신에서는 공기를 매개체로 이용하는 전파가 사용된다. 최근 발간된 ETRI 연구 자료를 통해 전파 기술이 인류 사회를 어떻게, 얼만큼 풍요롭게 만들지를 살펴봤다.
■이동통신
전파 기술 가운데 가장 큰 관심을 받는 것은 단연 5G 이동통신이다.
5G 이동통신은 4세대 LTE(Long Term Evolution)보다 전송속도가 빨라지고 1㎳ 급의 초지연성 등의 특징을 갖는다. 미·EU·일·중 등 주요국에서는 5G 상용화를 위해 기술 개발과 주파수 할당 등 관련 표준 선점을 위한 치열한 경쟁을 벌이고 있다.
우리나라도 평창동계올림픽에서 28㎓ 대역을 사용하는 5G 이동통신 시범서비스를 시작할 계획이며 이를 바탕으로 2020년경 상용화를 목표로 하고 있다.
5G 기술은 각종 산업분야와 결합해 시너지 효과를 낼 것으로 전망된다. 가령 5G 네트워크를 이용하는 드론이 개발된다면 어디에서나 원격으로 드론을 조종할 수 있고 드론이 촬영한 영상을 바로 수신할 수 있는 것이다.
최근 5G 시대를 열기 위한 국내 투자가 대규모로 이뤄질 전망이다. 국내 이통3사는 5G 상용화를 목표로 올해부터 본격적인 투자에 나선다.
오는 6월 예정된 주파수 경매 비용까지 더하면 초기 투자비용이 10조원을 초과할 것으로 예상된다.
IoT 망 구축을 위해서도 고속의 네트워크가 필수적이다. 또한 밀리미터파(mmWave) 대역에서 기가바이트급(GB) 데이터 전송을 가능하게 하기 위해서는 발전된 무선 및 안테나 기술이 필수적이다.
4세대 통신망에서 사용되는 다중입출력 안테나(MIMO) 기술과 아울러 주파수 효율 및 간섭 극복이 우수한 빔포밍 기술이 필요하다.
■전자파 안전
통신의 매개체로써 전파를 이용하는 무선 네트워크가 인구 밀집 지역뿐만 아니라 그 주변까지 촘촘하게 설치되면 무선설비로부터 복사되는 전자파(EMF)와 이에 노출되는 인체의 안정성에 관한 문제가 예상된다.
생활공간 주변에서 쉽게 발견할 수 있는 무선 네트워크 설비 등 전자파를 발생시키는 장치들로 인한 심리적 우려도 간과할 수 없다. 또한 기기 간 통신에 사용되는 전자파에 대한 기기 안전성(EMI·EMC)도 필요하다.
무선 네트워크에 의한 인체 안정성 평가와 관련해 국제전신연합(ITU)의 SG5에서 국제전기기술위원회(IEC), 전기전자엔지니어협회(IEEE), 국제보건기구(WHO) 등과 협력해 무선국으로부터 복사되는 전자파에 의한 인체 노출량 평가 방안과 노출 저감을 위한 권고안 제정 작업을 하고 있다.
향후 5G 네트워크에서도 전자파 문제가 많이 제기될 것이 예상되며 이에 대한 이슈를 다루기 위한 새로운 권고안의 제정 작업 움직임도 있어 우리나라도 차세대 통신망 구축과 관련된 주요 정책 분야로 다루게 될 전망이다. 또한 이와 관련된 전자파 차폐 시장이 확대되는 추세다.
시장조사기관인 마켓앤마켓은 세계 전자파 차폐 시장이 2017~2022년 연평균성장률(CAGR) 5.68%로 성장해 2022년에는 73억8000만달러에 이를 것으로 예측했다.
■무선전력전송
무선전력전송(WPT)은 전파기술로 전자기장을 이용하는 무선통신과 그 뿌리를 같이 한다.
이 기술은 스마트폰 무선 충전 뿐만 아니라 도로·교량, 대기환경 측정·감시 등 여러 분야에서 사용될 수 있다.
향후에는 스마트팩토리 등 IoT 기술이 사용되는 분야에서 무선충전기술이 더욱 확산될 것으로 보인다.
최근에는 패드형식의 단순한 2차원의 전력전송 방식에서 더욱 진보한 3차원 공간 무선충전 기술이 개발됐는데, 이는 충전공간 내에 균일장을 형성하는 기술과 부하의 변동에도 일정한 효율을 유지할 수 있는 기술을 통해 공간 자유도가 확장된 무선충전기술이다.
궁극적으로는 완전한 공간 자유도를 가진 기술 구현으로 충전 거리 및 충전 전력 증대를 통해 응용 영역이 이뤄질 전망이다.
■레이더
자동차 자율주행을 가능하게 하는 여러 핵심기술 중 하나는 레이더 기술이다. 레이더 센서로부터 공간정보를 받아 차량 충돌을 방지하고 주변 보행자, 자전거, 차량 등의 움직임을 인식해 안전한 자율운행이 가능해진다. 뿐만 아니라 차량의 자동 주차도 레이더 기술이 이용된다.
특히, 자동차뿐만 아니라 비행 중인 드론의 감시와 드론 간 혹은 드론과 주변 구조물과의 충돌 방지, 사람의 동작 감지, 독거노인의 안전 감시를 위한 비가시(Invisible) 인명탐지, 환경 감시 등 점차 소형화된 레이더를 필요로 하는 영역이 증가하는 추세다.
이러한 소형 레이더 기술에 있어 필요한 요구사항은 분해능 및 탐지거리로, 최근에는 70㎓ 이상의 주파수를 사용하는 시모스(CMOS) 레이더칩이 개발 중에 있다.
