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최완 서울대 뉴미디어통신공동연구소 소장(전기·정보공학부 교수)이 관측하는 미래 통신의 지형도다. 더 빠르고, 더 넓은 범위에 끊김 없이 데이터를 연결하는 차세대 통신은 자율주행, 원격의료, 대규모 드론 운용 등 거의 모든 첨단 기술의 근간이다. 지난달 뉴미디어통신공동연구소 19대 소장으로 취임한 최 교수를 비롯해 이경한, 오정석 전기·정보공학부 교수는 “6G 시대에는 기계가 사람의 개입 없이 통신하는 사례가 비약적으로 늘어날 것”이라며 “표준을 선점하기 위한 각국의 기술 경쟁이 물밑에서 치열하게 벌어지고 있다”고 입을 국민은행 바꿔드림론 모았다.
?◇“절대 끊기지 않는 통신 필요”
최완 서울대 뉴미디어통신공동연구소장이 연구소 내 무향실에서 통신 기술의 원리를 소개하고 있다. 무향실은 소리는 물론 모든 전파를 차단해 외부 전파에 구애받지 않고 각종 실험을 할 수 있는 공간이다. /이솔 기자
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6G 기술의 핵심은 더 높은 주파수와 대역폭을 활용해 초저지연·초고속을 구현하는 것이다. 주파수(㎐)는 전파(무선 신호)가 1초에 몇 번 진동하는지를 나타내는 단위다. FM라디오는 100메가헤르츠(㎒) 같은 낮은 주파수를 쓴다. 쓸 수 있는 대역폭이 좁기 때문에 속도는 느리지만 멀리 전파할 수 있다 미국직수입 는 것이 장점이다. 기가헤르츠(㎓) 단위의 높은 대역폭을 사용하는 주파수는 이와 정반대다. 쓸 수 있는 대역폭이 넓어 더 많은 데이터를 빠르게 전송할 수 있는 데 비해 직진성이 강해 멀리 전파하기 어렵다는 단점이 있다.
현재 6G 상용화를 위해 고려되는 주파수 대역은 4.4~4.8㎓, 7.125~8.5㎓, 14.8~15.35㎓ 등이다. 5 골든브릿지증권 G 상용망으로 사용 중인 3.5㎓보다 높은 주파수다. 한 걸음 더 나아가 6G는 테라헤르츠(㎔) 대역의 주파수에서도 활용될 것으로 예상된다. 최 소장은 “통신에서 제일 중요한 것은 대역폭 확보”라며 “주파수를 넓게 쓰면 지연도 줄일 수 있다”고 말했다. 이어 “기가헤르츠 대역의 주파수로 상용화를 시작하겠지만 테라헤르츠 사용을 위해 안테나 집적도 기술을 개선 학자금 전환 하는 연구 등이 활발하게 진행되고 있다”고 덧붙였다.
고대역 주파수의 단점인 신호 감쇠(거리가 증가하면 신호가 약해지는 현상)를 없애기 위해 안테나를 더 많이 촘촘하게 세우거나 특정 방향으로 신호를 집중적으로 보내는 빔포밍 기술 등이 연구되고 있다. 스마트폰으로 인터넷을 쓸 때라면 신호 감쇠가 약간 불편한 정도겠지만, 원격 수술이나 자율주행에선 인명 사고로 이어질 수 있다.
?◇첨단 산업 구현 위한 필수 인프라
1G부터 5G까지 통신 발전은 대개 속도 향상과 주파수 확장 등 무선 자원을 효과적으로 활용하는 데 초점을 맞췄다. AT&T, KT 등 각국의 통신사와 노키아, 에릭슨, 삼성전자 같은 통신장비업체들이 시장을 주도해왔다. 하지만 앞으로는 구글, 아마존, 오픈AI 등 빅테크의 목소리가 커질 것으로 예상된다. 그들이 제공하는 클라우드, 인공지능(AI) 등의 서비스가 스마트폰이나 각종 단말기에서 끊김 없이 작동되도록 네트워크를 만드는 흐름이 강해지고 있다는 얘기다. 이 교수는 “6G는 처음으로 이 같은 두 개 흐름이 한데 합쳐지는 통신이 될 것”이라고 강조했다.
최 소장은 “현재 출시된 증강현실(AR)·가상현실(VR) 기기의 상당수는 신뢰성 때문에 대부분 작업을 온디바이스에서 처리하고 있다”며 “통신이 온디바이스 수준의 안정성을 담보한다면 하드웨어 의존도를 줄여 훨씬 작은 크기로 다양한 서비스를 할 수 있게 된다”고 설명했다. 고성능을 필요로 하는 그래픽 처리 등의 작업을 통신망을 통해 서버에서 처리한다면 현재 모바일 기기의 많은 부분을 해결할 수 있다는 얘기다. 오 교수는 “원격 수술이라면 낮은 레이턴시(지연)가 중요하고 스마트 팩토리라면 수많은 기기에서 한꺼번에 데이터를 받아들여야 한다”며 “5G 이후의 통신은 개인을 위한 네트워크에서 산업을 위한 통신 시스템, 네트워크로 발전하는 과정”이라고 덧붙였다.
?◇AI와 통신망의 유기적 결합
통신 범위가 지상을 벗어나는 것도 6G에서 해결할 과제다. 도심항공교통(UAM)과 같은 ‘플라잉카’의 등장으로 통신 대상이 3차원 공간으로 확장하고 있기 때문이다. 최 소장은 “위성 네트워크 따로, 지상망 따로 운용하는 것이 아니라 이를 통합해 운영하는 기술을 개발하는 게 6G의 목표 가운데 하나”라고 설명했다.
이와 관련해 스타링크가 운용하는 저궤도 위성이 주요 변수로 떠올랐다. 무선 인터넷과 통신망은 정해진 주파수 대역에서만 작동한다. 주파수라는 한정된 자원을 특정 국가가 독점하는 것을 방지하기 위해 국제전기통신연합(ITU)이 주파수 할당 시스템을 운영하고 있다. 하지만 스타링크를 설립한 일론 머스크는 저궤도 위성 활성화를 위해 새로운 고대역 주파수를 요구하고 있다. 이에 프랑스를 중심으로 한 유럽연합(EU)과 중국 등이 강하게 반발하고 있다. 전문가들은 스타링크가 촉발한 주파수 전쟁이 6G 상용화에 걸림돌이 될 수 있다고 관측하고 있다. 6G 주파수 대역과 겹칠 가능성이 높아서다.
최 소장은 “또 하나 중요한 관전 포인트는 AI를 무선 접속망과 어떻게 결합할 것이냐”라며 “전 세계적으로 AI-RAN(무선 접속망) 기술이 활발하게 개발되고 있다”고 말했다. 지난해 열린 MWC 2024에서 엔비디아, 에릭슨, 노키아, 삼성전자 등이 ‘AI-RAN 얼라이언스’를 결성한 것은 이런 배경에서다. 서울대 역시 멤버로 참여 중이다. 화웨이, ZTE 등 중국 통신 기업도 비슷한 방향의 기술을 자체적으로 개발하고 있다.
최 소장은 “AI를 다양한 용도로 활용하도록 뒷받침하는 기술인 동시에 AI로 네트워크의 효율성을 높이는 것이 AI-RAN의 주요 개념”이라며 “AI를 이용해 기존 하드웨어를 대체하려는 다양한 시도가 이뤄지고 있다”고 말했다. 다양한 주파수를 사용하면서 발생하는 간섭으로 인한 전파 혼선을 AI로 학습해 예측하는 경우가 대표적이다.
6G 상용화 시점은 표준화 과정을 거쳐 2030년께로 예상된다. 이와 관련해 지난 10일부터 닷새 동안 인천에서 글로벌 이동통신 표준단체인 3GPP의 ‘6G 워크숍’과 ‘기술 총회’가 열렸다. 2023년 11월 ITU에서 6G 목표 서비스와 핵심 성능 등을 담은 ‘6G 비전’을 승인한 데 이어 민간 기업 중심의 3GPP에서 본격적으로 표준 선정 작업을 시작한 것이다.
이승우/최지희 기자 leeswoo@hankyung.com
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