[AI요약] 지난 수십년을 되돌아봤을 때 이동통신 기술의 발달은 매 순간마다 인류의 삶을 획기적으로 바꿔 놓았다. 현재 진행되고 있는 6G 기술 개발은 지난 세대를 뛰어넘는 더욱 놀라운 변화를 불러올 것으로 예측되고 있다. 하지만 이제까지와 다르게 6G 상용화에 도달하는 길은 더욱 복잡하고 해결해야 할 문제들이 적지 않다.
지난 수십년을 되돌아봤을 때 이동통신 기술의 발달은 매 순간마다 인류의 삶을 획기적으로 바꿔 놓았다. 현재 진행되고 있는 6G 기술 개발은 지난 세대를 뛰어넘는 더욱 놀라운 변화를 불러올 것으로 예측되고 있다. 5G 보다 최대 50배 빠른 데이터 전송 속도를 기반으로 본격적인 인공지능 사물인터넷 기반 자율주행, 홀로그램, 확장현실(XR) 등이 실현된다는 것이다.
최근 6G 기술 선점을 위한 글로벌 경쟁의 양상은 우리나라를 비롯해 일본과 유럽 등이 두각을 드러내는 상황이다. 첨단 통신기술을 보유하고 있는 미국도 마찬가지다. 우리나라의 경우 새 정부 출범과 함께 6G 조기 상용화 추진을 국정과제로 삼고, 민간에서는 삼성전자, LG전자 등이 6G 표준화와 기술 주도권 확보를 위한 연구개발에 공을 들이고 있다.
하지만 이제까지와 다르게 6G 상용화에 도달하는 길은 더욱 복잡하고 해결해야 할 문제들이 적지 않다. 이에 지난 글로벌 이동통신 경쟁사를 되돌아보며 6G 기술 주도권 확보를 위해 필요한 기술 요건과 우리나라의 기술 수준 등을 점검해 봤다.
글로벌 이동통신 기술 경쟁, 우리나라의 숙적은 일본과 유럽
이동통신 역사를 돌아보면 1979년으로 거슬러 올라간다. 당시 일본 최대 이동통신사인 NTT도코모가 세계 최초로 도쿄에서 1세대 무선통신을 상용화했다. 하지만 당시 1세대 무선통신은 아날로그 기술이었다. 본격적인 디지털 이동통신 역사를 연 것은 그로부터 17년 뒤인 1996년 우리나라 SK텔레콤이 세계 최초로 2G CDMA 상용화에 성공하면서 부터였다. 디지털 기반의 통화와 문자 서비스가 가능해지며 본격적인 휴대폰 시대가 열렸다.
2001년 다음 세대인 3G를 세계 최초 상용화한 것은 다시 일본의 NTT도코모였다. 이전까지 킬로바이트(KB) 수준이었던 전송속도를 메가바이트(MB)로 끌어 올리며 본격적인 데이터 전송 시대를 열었다. 우리나라의 경우는 이듬해인 2002년 SK텔레콤이 국내 최초 3G 상용화에 성공하며 그 뒤를 쫓았다.
4G LTE 기술이 상용화된 것은 그로부터 7년 후인 2009년이었다. 이번에는 유럽 이동통신사인 텔리아소네라가 앞서갔다. 우리나라에서 4G LTE가 상용화된 것은 2011년 SK텔레콤과 LG유플러스에 의해서였다. 이때부터 데이터 전송 속도는 기가바이트(GB) 시대로 접어들었고, 음원, 영상 등을 실시간 스트리밍 서비스로 이용하는 것이 가능해 졌다.
이동통신 기술이 각 산업과 대중의 삶에 지대한 영향을 미친다는 것을 인식한 우리나라 정부는 이때부터 5G 기술 선점을 위한 ‘5G 통신 비전’을 바탕으로 미래 이동통신 산업화 전략을 수립했고, 그 결과 2019년 4월, SK텔레콤, KT, LG유플러스 등 통신 3사가 세계 최초 5G 상용화에 성공하며 다시금 통신 강국의 위상을 과시했다. 이때부터 데이터 전송 속도는 20Gbps를 넘어섰으니, 디지털 통신이 시작된 2세대 153Kbps와 비교하면 격세지감이 따로 없다.
‘세계 최초 6G 시대’ 목표는 2026년… 과제는?
윤석열 정부는 국정과제로 6G 상용화에 필수인 요소기술 48건을 선정, 2026년 개발을 마무리해 기술 시연에 나선다는 계획이다. 이는 당초 6G 상용화 시기로 전망된 2030년보다 2~3년 상용화 시기를 당긴 목표다. 이를 위해 2025년까지 요소기술 개발에 1916억원을 투자하고 6G 연구센터를 3개에서 7개로 늘리는 등의 계획을 수립하고 있다.
하지만 중요한 것은 지난 이통통신 발전사에서 볼 수 있듯 민간 기업의 역할이다. 우리나라의 경우 삼성전자와 LG전자가 이미 5G 세계 최초 상용화를 발표한 2019년부터 6G 기술 개발에 나선 상황이다.
특히 삼성전자의 경우 인공지능(AI), 바이오와 함께 6G를 자사의 미래 성장 사업으로 삼고 2019년 설립된 차세대통신연구센터를 중심으로 6G 선행 기술 연구를 진행하고 있다. 최근에는 제1회 ‘삼성 6G 포럼을 개최해 관련 성과를 공개했는데, ▲테라헤르츠 밴드 통신(sub-㎔) ▲재구성 가능한 지능형 표면(RIS) ▲교차분할 이중화(XDD) ▲전이중 통신(Full Duplex) ▲인공지능(AI) 기반 비선형성 보정(AI-NC) ▲AI 기반 에너지 절약(AI-ES) 등이 그것이다.
LG전자 역시 KAIST와 6G 핵심 원천기술 연구를 공동 진행하는가 하면, 독일 프라운호퍼연구소와 함께 전력 증폭기 소자를 개발, 세게 최초로 6G THz 대역 무선 데이터를 실외 직선거리 100m 이상으로 송수신하는데 성공했다.
그렇다면 이처럼 정부와 각 기업들이 나서고 있는 6G 기술 구현을 위해서 달성해야 할 목표, 필요한 조건은 무엇이 있을까. 전문가들은 우선 5G에 적용되는 28GHz 밀리미터파(mmwave) 대역을 뛰어 넘는 테라헤르츠(THz) 대역을 이용한 초고주파 통신이 가능해져야 한다고 입을 모은다. 문제는 전파 도달 거리가 매우 짧아지는 것을 보완할 고밀도 다중 안테나 기법 등 고난도 송수신 방식 역시 개발돼야 한다는 점이다.
다음으로는 네트워크를 위성까지 연결해 지상을 넘어 하늘까지 공간의 한계를 극복하는 것이다. 이를 위해서는 첨단 위성통신 기술이 필수적이다. 미국에서 일론 머스크가 추진하는 스타링크 개발이 바로 이를 염두한 것인데, 무려 1만개가량의 저궤도 소영 위성을 쏘아 올려 지국 전역에서 초고속 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 인프라를 구축하겠다는 계획이다.
다음으로는 AI 기술이 바탕이 된 지능형 6G 기법을 꼽을 수 있다. 이를테면 AI 딥러닝을 통해 기존에 풀기 어려운 통신 시스템 최적화를 이뤄낸다는 것으로, 우리나라를 비롯한 각 글로벌 기술기업들이 AI 기반 지능화 통신 시스템 설계를 위한 연구개발을 진행 중이다.
이처럼 6G 기술 선점을 위해 넘어야 할 고비는 셀 수 없지만, 정작 국내 상황은 2019년 세계 최초 상용화를 선언한 5G 기술 조차 품질 논란과 설비 투자 문제로 논란이 되고 있다. 앞서 2G 세계 최초 상용화, 3G와 4G LTE 상용화를 이끌어 낸 이동통신기업들이 비용 등의 문제로 기지국 신설에 소극적인 태도로 일관하는 것이 원인으로 지적되고 있다. 국내 이동통신기업들은 역대 최대 매출을 기록 중이다.
그 사이 일본의 NTT도코모를 비롯해 6G 기술 개발을 2017년 가장 먼저 시작한 화웨이가 절치부심하며 연구개발을 이어가고 있다. 미국의 경우는 6G 기술 주도권 확보를 위해 정부, 산업계가 국가 역량을 결집하기 위한 ‘미래 네트워크 법안’을 올 초 하원에서 통과 시켰다. 유럽에서는 독일이 지난해부터 6G 기수 연구 이니셔티브를 발표하고 오는 2025년까지 7억 유로(약 9300억원) 투자 계획을 밝혔다. 글로벌 6G 기술 선점 경쟁의 승자는 누가 될지 알 수 없다.
소셜댓글