[smartPC사랑=이철호 기자] 지난 2019년 국내에서 처음 상용화된 5G(5세대 이동통신)는 2020년 11월 말 기준으로 가입자 수가 약 1,100만명에 달한다. 해외에서 5G 가입자는 점점 늘고 있다. 네트워크 장비기업 에릭슨(Ericsson)은 2026년, 전 세계 인구의 60%가 5G 서비스를 이용할 수 있고 5G 가입건수는 35억에 이를 것으로 전망했다.
이렇게 5G가 점점 확산되는 가운데, 통신업계에서는 벌써 또 하나의 도약을 준비하고 있다. 바로 6세대 이동통신, 6G다. 해외 여러 국가와 기업은 물론 국내에서도 6G 시장을 선도하기 위해 준비하고 있다. 6G란 무엇인지, 왜 중요한지에 대해 알아보자.
최대 속도 1Tbps에 달하는 6G
이동통신은 세대가 바뀔수록 속도가 더 빨라져 왔다. 음성 통화만 가능했던 아날로그 통신, 1G를 지나 2G에서는 데이터 전송속도가 64Kbps에 불과했다. 이후 3G IMT-2000에 이르러서야 2.4Mbps급 속도를 누릴 수 있게 됐다. 이후 4세대인 4G에서는 1Gbps급 속도를 낼 수 있게 됐으며, 5G에서는 최대 속도가 20Gbps에 달한다.
그렇다면 6G는 어떨까? 6G의 최고 속도는 자그마치 1Tbps(1,000Gbps)나 된다. 이는 5G의 최고 속도의 약 50배에 달한다. 사이버펑크 2077의 최종용량이 1.01 패치 기준으로 110GB나 되는데 6G를 사용하면 이를 1초도 안 되는 시간에 다운받을 수 있는 것이다. 이것이 6G의 '극초고속'이다.
더 많은 기기와 지연 없이 연결 가능
그런데 단순히 속도가 빠른 것만이 6G의 장점이 다는 아니다. 우선 6G는 5G보다 더 많은 기기를 연결할 수 있다. 1㎥당 100개의 기기 접속이 가능한데다가 에너지 효율도 5G의 2배에 달해서 AA 배터리로 20년간 사용할 수 있는 저전력을 보장한다. 이것이 5G의 '극초연결'이다.
'극초저지연' 역시 6G의 중요한 특징이다. 현재의 5G도 지연시간이 1ms로 짧은데, 6G는 이것의 1/10 수준인 0.1ms에 불과하다. 또한, 안정성 역시 5G의 10,000배 더 높아서 끊김 없이 빠른 연결이 가능하다.
초실감 XR, 모바일 홀로그램 등 구현 가능
그렇다면 이렇게 빠르고 지연도 거의 없는 6G로 어떤 것이 가능할까? 지난 2020년 7월, 삼성전자가 발간한 '6G 백서'에 따르면, 6G에서는 인간뿐만 아니라 기계 역시 주요한 '사용자'가 될 것으로 보인다. 스마트폰이나 노트북 이외에도 수많은 디바이스에 추가로 데이터를 빠르게, 지연 없이 전송할 수 있게 되기 때문이다.
6G 시대에 접어들면 VR, AR, MR 등의 XR(확장 현실) 서비스가 대중화되어 제조업, 건설, 공공안전, 쇼핑과 같이 다양한 영역에 활용될 기회가 많아질 것으로 전망된다. 건설현장에서 3차원 도면을 보며 작업하거나, 가상 피팅룸에서 원하는 옷을 체험할 수 있게 되는 것이다.
또한, 6G를 통해 모바일 디바이스가 3D 홀로그램을 출력할 수 있게 되면서 엔터테인먼트, 의료 등 다양한 분야에 활용될 것으로 관측된다. 사물인터넷(IoT)과 인공지능(AI)이 더 많은 기기와 분야에 적용하는 데에도 6G가 크게 기여할 것으로 전망된다.
선진국은 물론 국내에서도 6G 경쟁 돌입
해외에서는 5G가 상용화되기도 전인 2018년을 시작으로 주요 국가들이 6G 선점을 위해 노력하기 시작했다. 미국에서는 6G 주도권 선점을 목표로 민간 통신사, IT기업을 위주로 '넥스트G 연합(NextG Alliance)'이 결성되었다. 중국은 세계 최초의 6G 인공위성 발사에 성공했으며, EU에서는 민간 중심 6G 연구개발 그룹 '헥사-X(Hexa-X)'가 출범했다.
국내에서도 6G 시장 선점을 위해 연구개발에 나섰다. 과학기술정보통신부는 올해부터 6G 핵심기술개발사업을 본격적으로 추진하면서 향후 5년간 총 2,000억원을 투자하기로 했다고 발표했다. 이번 사업을 통해 저궤도 위성통신 기술 개발 등 민간에서 적극적으로 투자하기 어려운 도전적이고 선도적인 분야에서의 기술 개발을 중점 추진한다는 계획이다.
민간 분야에서는 삼성전자가 2019년에 차세대통신연구센터를 신설하고 6G 기술 개발에 힘쓰고 있으며, LG전자는 KAIST, 한국표준과학연구원과 함께 6G 기술 개발에 나섰다. SK텔레콤은 삼성전자·노키아·에릭슨 등과 함께 6G 기술을 개발 중이고, KT는 서울대와 6G 통신기술 개발 협력을 체결했다.
벌써 6G 준비에 나서는 이유는?
지난 2019년, 우리나라에서 최초로 5G 상용화가 이뤄졌지만, 전국 방방곡곡에서 5G의 속도를 누리기에는 아직 많은 시간이 필요한 상황이다. 그렇다면 6G 상용화는 언제 이뤄질까? 삼성전자는 2028년 6G 상용화가 시작되고, 2030년에 본격적인 서비스가 이뤄질 것으로 관측했다. 상용화까지는 아직도 많은 시간이 필요한 셈이다.
그럼에도 많은 기업과 정부가 6G 시장 선점에 나서는 이유는 무엇일까? 증강현실, 자율주행차와 같은 최첨단 기술이 대중화되려면 보다 나은 이동통신 기술이 요구된다. 이동통신 기술은 10년 주기로 급변하는 경향이 있는데, 이러한 흐름 속에서 살아남기 위해서는 선도적인 기술 개발과 긴 호흡의 연구, 리더십 확보가 요구된다.
최성현 삼성전자 삼성리서치 차세대통신연구센터장은 지난 2020년 7월 삼성 뉴스룸에 올린 기고문에서 "통신은 사람과 사물이 상호작용할 수 있는 인프라를 제공하는 기술로, 통신기술이 밑받침돼야 미래에 등장할 많은 기술이 우리 생활 속에서 실현될 수 있다"며 "통신기술 리더십은 머지않아 펼쳐질 첨예한 미래 신기술 경쟁에서 승리할 첫 번째 필수 조건"이라고 말했다.
테라헤르츠 대역 활용, 새로운 안테나 기술 등 요구돼
그렇다면 6G 상용화를 위해서는 어떤 과제가 남아 있을까? 먼저 테라헤르츠(THz) 주파수 대역 활용을 위한 기술이 요구된다. 전파는 주파수가 증가할수록 더 많은 데이터 대역폭을 사용할 수 있지만, 전송거리가 짧아지는데, 6G는 더 빠른 전송속도를 위해 THz 주파수를 사용할 것으로 보인다. 테라헤르츠 주파수는 아직 관련 기술이 부족한 만큼 연구가 더 필요하다.
고주파 대역 커버리지 개선을 위한 새로운 안테나 기술도 필요하다. 지금도 5G는 커버리지 부족으로 인해 말이 많은 상황인데, 6G는 전송거리가 짧은 테라헤르츠 주파수를 사용할 예정이기 때문에 커버리지가 더 부족해질 수 있다. 이를 극복하기 위해서는 안테나 기술의 발전이 필요하다.
이외에 유연한 네트워크 구성, 위성 활용 등을 통해 네트워크 연결에 혁신이 필요하며, 주파수 활용 효율을 높이기 위한 주파수 공유 기술과 AI적용 통신 기술 등도 요구된다. 따라서 6G 상용화를 위해서는 장기적 플랜 아래 다양한 분야에서 연구가 진행되어야 할 것이다.