1000㎞/h 이동체서도 통신 가능
스마트폰→글래스로 대체 예측도
2028년 상용화 목표로 R&D 착수
기지국수 폭발적 증가 대비 필요
5세대(5G) 이동통신 상용화가 세계적으로 시작 단계인 현재, 6G의 개발에 대한 논의가 벌써부터 통신선진국들 사이에서 뜨겁다. 5G가 그랬듯, 대한민국의 미래 통신산업 선점을 위해서나 ICT산업 인프라 구축을 위해서 세계 최초 6G 상용화는 다른 나라에 뺏길 수 없는 타이틀이다. 홀로그래픽과 촉각 전송을 통해 실제로 만나듯 원격에서 ‘대화’하고 기기가 판단을 대신하는 만물인터넷 시대 구현을 위해서도 6G의 구현은 필수다.
5G보다 최대 50배 빨라
6G는 아직 개념조차 명확하지 않은 상태지만, 5G의 20Gbps보다 5배 빠른 100Gbps 속도에 최대 전송속도는 50배 빠른 1Tbps, 10배 우수한 1Gbps 사용자 체감속도를 지원할 전망이다. 지상 120m 이하에 그쳤던 서비스 고도를 지상 10㎞까지 확장한다.
한국전자통신연구원(ETRI)에 따르면 6G에서는 100㎓ 이상의 매우 높은 캐리어 주파수를 사용하는 테라헤르츠(㎔) 대역 무선통신을 사용할 것으로 예상된다. 테라헤르츠파는 대략 0.1~10㎔(1㎔=1012㎓)의 진동수를 갖는 전자기파를 일컫는다. 현재 테라헤르츠 무선통신에 응용될 것으로 기대되는 주파수 대역은 공기 중 습기에 의한 전파 손실이 작은 120㎓ 및 300㎓ 대역이 주로 연구되고 있다.
10년마다 진화됐던 통신 역사상, 2030년께에는 6G 상용화가 가능할 것으로 전문가들은 예측하고 있다.
또한 전문가들은 6G 시대에는 스마트폰이 필요없을 것이라고 예측하고 있다. 5G 표준 개발에 지대한 공이 있는 핀란드 오울루 대학의 아리 푸투(Ari Pouttu) 교수는 5G 시대 스마트폰의 역할이 축소됐다면, 6G는 포스트-스마트폰 시대라고 볼 수 있을 것이라고 전망했다. 모든 데이터가 클라우드에 저장되면 스마트폰 같은 기기가 필요 없고, 소통의 차원 역시 실제로 ‘만나는’ 것 같은 수준으로 진화하기 때문이다.
박종관 SK텔레콤 5GX 랩스장은 6G 시대에는 주력 단말기가 글래스 등 다른 장치로 변화할 것으로 내다봤다.
또한 모든 것이 모든 것에 연결되는 만물인터넷(IoE)의 시대가 되면 각각의 컴퓨팅칩이 인공지능화돼 소통하며 자율적으로 데이터를 주고 받고 최적 판단을 통해 사용자에게 서비스를 제공할 것으로 보인다.
10㎞ 상공에서도 통신 가능
미국 전기전자학회(IEEE)의 에밀리오 캘버니스가 최근 발표한 보고서에 따르면, 앞으로 6G가 상용화되면 스마트폰 등을 이용한 통신은 사라지고, 홀로그래픽과 사람의 오감을 통합하는 기술을 통해 먼 거리에 있으면서도 한 자리에 있는 것처럼 소통할 수 있을 것으로 보인다. 3차원(3D) 영상의 실시간 전송이 가능해지고, 미각이나 촉각 같은 감각 정보도 전달될 수 있기 때문이다. 6G 시대에는 모든 사회 활동이 댁내에서 가능해질 지도 모른다.
또한 큰 주파수 대역을 사용하기 때문에 통신 커버리지가 넓어질 뿐만 아니라, 고도도 높아진다. 시속 1000㎞ 이동체에서도 통신이 가능하며, 기지국을 건설할 수 없었던 바다나 도서산간등 통신 사각지역에서도 통신이 가능해질 전망이다.
일본 실내 100Gbps 통신 성공
국제전기통신연합(ITU)에서는 2030년 6G 네트워크 실현을 위한 기술연구그룹(FG NET-2030)을 구축하고 6G 연구개발에 들어갔다. 과기정통부는 표준화단체인 3GPP가 2024년 6G 기술 표준화에 착수하고, 이에 따라 ITU는 2028~2029년께 6G 기술을 확정할 것으로 전망했다.
세계 최초 6G 상용화 타이틀 선점을 위한 통신 선진국들의 준비는 이미 시작돼 결실을 맺고 있다.
일본 도코모NTT는 세계에서 가장 먼저 100Gbps 무선 전송을 성공했다고 지난해 발표했다. 지난해 5월 실내에 있는 전파암실에서 10m 거리 간 100Gbps 전송을 성공하고, 12월에는 120Gbps 전송에도 성공했다. 지난해 6월에는 300㎓대에서 100Gbps 데이터 전송에 성공했다도 밝혔다.
중국의 테라헤르츠센터에서는 340㎓ 대역에서의 송수신 시제품을 개발해 50m 통신에 성공했다. 중국공업정보화부 5G 무선기술실무그룹은 2020년부터 6G의 본격 개발에 착수해 2030년에 상용화하겠다고 발표했다.
미국의 경우 국방부 산하 연구기관인 방위고등연구계획국(DARPA)이 작년 7월부터 6G 관련 개발에 본격 착수했으며, 관련 연구는 2017년부터 시작한 것으로 알려졌다.
“2028년 세계 최초 상용화”
우리나라도 6G 최초 상용화를 목표로 발빠르게 움직이는 중이다.
지난 7월 과학기술정보통신부는 2028년 6G 상용화를 목표로 2021년부터 연구개발 예산 9700억원을 투입해 6G 산업생태계를 구축하겠다고 밝혔다.
최성호 정보통신기획평가원 미래통신전파PM은 최근 6G 연구개발 공청회 자리에서 "차세대 통신 연구개발은 대개 상용화 8~10년 전 시작한다"며 "2028년 세계 6G 퍼스트무버를 목표로 2021년 R&D에 착수할 계획"이라고 밝혔다.
과기정통부는 제시한 6G 6대 성능 비전(KPI)은 △초성능 △초대역 △초공간 △초정밀 △초지능 △초현실이다. 최대 전송속도 1Tbps, 체감속도 1Gbps, 서비스고도 지상 10㎞, 시속 1000㎞ 지원, 인공지능(AI) 기반 지능형 네트워크를 구현할 방침이다.
이를 위해 과기정통부는 100㎓ 이상 초고주파 대역을 지원하는 국산 무선(RF)부품을 개발해, 부품 국산화를 통한 통신 자립도를 높일 계획이다.
산학연 연계 R&D 치열
산학연의 준비도 치열하다. ETRI는 최근 핀란드 오울루대학(OuLu)과 6G 이동통신 관련 기술협력 및 공동연구를 위한 협약을 체결했다. 또한 테라헤르츠(㎔) 대역 주파수를 이용한 초고속 무선 백홀 시스템 개발에 착수하고, 200㎓ 대역에서 통신 가능한 기술을 개발한다. ㎔ 주파수로 100Gbps 무선 통신 기술을 개발하는 것은 우리 나라가 최초 시도다.
SK텔레콤과 삼성전자는 지난 6월 경기도 분당 SK텔레콤 ICT 기술센터에서 5G 고도화 및 6G 진화 기술 공동 연구 추진을 위한 업무 협약을 맺고 5G 및 6G 전반에 대한 공동 연구개발을 추진키로 했다.
LG전자는 KAIST와 손잡았다. 지난 1월말 KAIST 인스티튜트(KI)에 'LG전자-KAIST 6G 연구센터'를 설립한 것이다.
LG전자는 KI의 연구 인력과 인프라를 바탕으로 다양한 산학과제들을 공동 수행해 5G에서 6G로 이어지는 차세대 이동통신 기반 기술을 선점한다는 계획이다.
KT는 서울대 뉴미디어통신공동연구소와 지난 6월 '6G 통신 공동연구 및 자율주행 사업 협력을 위한 업무협약'을 체결하고 6G 및 자율주행 기술 등을 연구한다.
저궤도 위성 통해 비용 절감
하지만 6G는 아직 개념 정의도 명확하지 않을 정도로 갈 길이 멀고, 해결하기 위한 문제도 산적해 있다. 테라헤르츠 대역은 주파수 도달범위가 매우 짧기 때문에 깔아야 하는 기지국수는 5G보다도 훨씬 많아야 한다.
박종관 SK텔레콤 네트워크기술원장은 “6G 시대에 깔아야 하는 기지국수가 기하급수적으로 늘어난다면 사업타당성이 있을지 의문이 든다”고 말했다. 저비용 구축 기술 개발이 절실한 상황인 것이다.
이에 대해 김해수 ASAT 상무는 저궤도 군집 위성을 통해 비용을 절감할 수 있는 방안을 제시하기도 했다. 김 상무는 "한 로켓에 수십 개의 위성을 탑재하는 만큼 비용을 절약할 수 있다"며 "6G 시대 승부는 저궤도 위성에서 판가름 날 수 있다는 판단 하에 기술을 개발 중"이라고 말했다.
