현재 5G통신의 전송속도와 관련된 서비스 품질 문제와 요금제에 관해 많은 소비자들이 불만을 느끼고 있습니다. 따라서 6G통신의 개념과 4G, 5G통신과의 차이점, 특징 그리고 6G에 이용될 지상기반 이동통신기술과 저궤도 위성통신서비스의 준비현황에 대해 살표보고자 합니다.

국내용 6G통신은 2,030년에 상용화 될 것인가?

6G의 개념

6G통신이란 6세대 이동통신기술(6th Generation of Mobile Communication Technology)을 의미하는데, 이미 서비스중인 4G,5G 이동통신기술보다 더 혁신적인 다음 세대 이동통신기술입니다. 최소 초당 100 기가비트(Gbps), 최대 초당 1 테라비트(Tbps) 의 속도를 목표로 합니다. 이 속도는 5G통신의 이론적인 최대 속도 20Gbps 보다 최소 5배는 빠르며, 대용량의 정보를 짧은 시간안에 전달할 수 있습니다. 주파수 대역은 7~24GHz 및 100GHz~10THz 사이의 영역으로 예상되며, 국내이동통신사는 현실적으로 7GHz ~ 15GHz 대역의 서비스를 표준 주파수 대역으로 준비하고 있습니다.

6G 이동통신기술은 지상용 모바일통신뿐만 아니라 특징적으로 저궤도 위성(LEO Satellite)을 비롯한 지상 외 공간에 존재하는 비행물체로 구성된 비지상형 네트워크(NTN: Non-Terrestrial Networks)를 이용하여 공중 10Km 영역까지의 3차원 공간으로 이동통신서비스를 확장하게 됨에 따라, 섬과 재난지역 그리고 비행기와 배에서도 통신이 가능하게 됩니다. 이러한 3차원 공간에서 도심항공교통(UAM), 실시간 원격수술, 완전 자율주행차(Autonomous Driving), 가상현실(VR), 증강현실(XR), 인공지능(AI) 등이 가능할 전망입니다.

기존의 4G, 5G 통신업계는 6G를 위해 무엇을 준비하고 있는가?

국내 이동통신 3사가 6G통신의 기술개발에 분주한 이유는 2,023년 11월 20일 UAE에서 열리는 ‘세계전파통신회의 WRC-23’에서 6G 주파수 대역 논의가 처음으로 열리기 때문입니다. 세계전파통신회의(WRC: World Radiocommunication Conference)는 국제전기통신연합(ITU: International Telecommunication Union)이 주체하여 전세계 주파수 배분과 전파통신 분야의 중요한 안건을 결정하며, 4년마다 열리는 이유로 전파올림픽으로 불립니다.

한국이 소속된 아시아 태평양 전기통신협의체(APT: Asia Pacific Telecommunity)는 6G 유력 주파수로 4.4GHz ~ 15.35GHz 대역을 제안하고 있는데, 우리나라의 경우 현재 유력한 6G 주파수 대역으로 거론되고 있는 어퍼미드밴드(7~24GHz)중에서 망구축의 효율과 성능을 감안해서 7GHz~15GHz로 범위를 줄여서 준비할 예정입니다.

망구축을 위한 준비현황을 살펴보면, 기존의 4G와 5G통신의 부족한 성능과 문제점을 보완하는 기술이 대부분으로 아래와 같습니다.

• 오픈랜(Open RAN: 개방형 무선접속망) 과 가상화 기지국: 소모전력과 처리용량을 개선하고 소프트웨어를 국제 표준화해서 제조사별 다른 통신장비간에 호환이 가능하도록 합니다.
• 양자암호통신(Quantum Cryptography Communication): 지상보다 보안이 취약한 위성통신의 보안 향상을 위해 사용합니다.
• 양자컴퓨팅을 활용한 저궤도위성망 최적화: 지상과 위성 구간의 초고속, 초저지연 서비스를 제공합니다.
• 지능형 반사표면(IRS)기술과 재구성 가능한 지능형 표면(RIS)기술: 단열효과가 좋아 창문유리로 많이 사용하지만 전파를 차단하는 LOW-e 유리에 RIS 기술을 적용하여 실내안쪽까지 고주파가 전달되도록 합니다.
• PTFE(폴리테트라플루오르에틸렌) 절연체를 FCCL(연성동박적층필름)용으로 사용한 FPCB 안테나 개발성공: 5G 28GHz 주파수 할당이 취소의 원인이 된 망구축의 기술적 어려움(고주파 신호감쇄와 속도저하)을 해소해 줄 것으로 기대됩니다.
• 400Gbps급의 상용 유선망 도입: 6G의 데이터 트래픽 용량을 커버하기 위해 기존의 5G의 기간망(Backbone)대비 전송속도를 4배가량 늘릴 예정입니다.

4G,5G통신과의 가장 큰 차이점은 저궤도 위성(LEO Satellite) 서비스

6G가 기존의 4G, 5G와 구별되는 큰 차이점은 저궤도 위성(LEO Satellite)을 이용한다는 점입니다. 바로 비지상형 네트워크(NTN: Non-Terrestrial Networks)를 구성해서 공중 10Km 영역에 있는 이동체에 우주 통신서비스를 제공할 예정입니다. 지상과 멀리 떨어진 정지궤도 위성(GEO: Geosynchronous Earth Orbit)과는 달리 저궤도 위성(LEO Satellite)은 지상과 가까워 통신지연시간이 짧아 빠른 서비스가 가능합니다.

인터넷 접속이 어려운 오지, 섬, 그리고 해상과 공중에서 위성통신용 안테나를 이용해 저궤도 위성(LEO Satellite)으로 부터 24시간 안정적인 우주 인터넷서비스를 받을 수 있습니다. 현재 애플의 아이폰14와 마찬가지로 화웨이, 삼성전자 등의 단말기 업체도 긴급 위성통신 기능을 탑재하기 시작했습니다.

저궤도 위성(LEO Satellite)을 통한 글로벌 위성인터넷서비스 현황

• 스타링크(Starlink): 미국의 일론 머스크(Elon Musk)가 세운 ‘스페이스X’에서 서비스하고 있는 2세대 저궤도 위성통신사업으로 고도 600Km 이내에 현재 4,000개 이상의 저궤도 위성(LEO Satellite)을 운영하고 있으며, 차후 20,000개 이상의 저궤도 위성(LEO Satellite)을 연계하여 글로벌 서비스 제공을 목표로 하고 있습니다. 국내에는 SK텔레콤의 자회사인 SK텔링크 그리고 KT SAT과 제휴를 통하여 2,023년말에 스타링크 서비스를 개시하려고 했지만, 2,024년으로 서비스가 연기될 것으로 보입니다. 참고로 SK텔링크에서는 SK테크서밋 2,023에서 국내용 스타링크 위성안테나를 선보인 바가 있습니다.
• 아마존(Amazon)의 ‘카이퍼 프로젝트'(Project Kuiper): 2,023년 10월 2대의 테스트용 저궤도 위성(LEO Satellite)의 발사를 시작으로 10년안에 최대 3,236개의 저궤도 위성(LEO Satellite)을 운영할 예정이입니다.
• 유텔샛 원웹(EUTELSAT ONEWEB): 2,023년 11월 24일 한화시스템은 영국의 위성인터넷 통신회사인 원웹과 ‘저궤도 위성통신 서비스’ 유통 계약을 맺고 원웹의 저궤도 위성망을 활용한 우주 인터넷서비스 사업에 참여한다고 발표를 했습니다. 원웹은 2,023년 9월 프랑스의 정지궤도 위성을 이용한 인터넷서비스 회사인 유텔샛과 ‘유텔샛 원웹'(EUTELSAT ONEWEB) 이란 이름으로 합병을 함에 따라 648개의 저궤도 위성과 와 35개의 정지궤도 위성을 활용하여 다중궤도 인터넷 서비스를 제공하는 합병회사가 탄생을 하게 되었습니다.
• 텔레샛(Telesat): 텔레샛은 1,969년 설립된 이래로 198개의 저궤도 위성을 통해 글로벌 인터넷서비스를 운영하고 있는 캐나다의 회사입니다.

국내 저궤도 위성(LEO Satellite) 일명 ‘한국판 스타링크’ 개발 현황

• 2,023년 8월 4,400억원 규모의 과기정통부가 추진하는 ‘차세대 네트워크(6G) 기술개발사업’ 이 예비타당성조사를 통과함으로써 2,024년 6G R&D 가 본격 추진될 예정입니다.
• 2,023년 11월 현재 4,800억원 규모의 과기정통부가 추진하는 ‘저궤도(LEO) 위성통신 산업경쟁력 확보를 위한 기술개발사업’ 이 예비타당성 조사대상으로 선정된 후 통과가 확실시 됨으로써 1,2세대 저궤도 위성서비스는 진입할 수 없었지만, 2,027년이후로 예상되는 3세대 글로벌 위성시장에 적기진입을 위한 기술개발을 지원할 예정입니다. 본 심사를 통과하게 되면 2,025년부터 2,030년까지 위성통신산업 경쟁력 강화를 위해 4,800억원이 투입될 예정입니다.
• 위성시스템을 구성하는 지상관제, 위성체, 관제 및 통신 링크 등 위성 보안기술 연구를 위해 한국인터넷진흥원(KISA)이 우주 보안 협의체를 구성하여 우주 보안 모델을 개발할 예정입니다.

6G통신의 핵심은 저궤도 위성(LEO Satellite)

현재 5G통신의 경우 망구축의 미비로 인한 통한 서비스의 품질이 처음에 목표했던 전송속도에 미치지 못하면서 활성화되질 못하였지만, 6G통신의 경우 저궤도 위성을 통한 인터넷서비스 제공이 핵심이자 새로운 동력원이 될 것으로 판단됩니다.

외국의 글로벌 저궤도 위성인터넷서비스에 비해 많이 늦었지만, 2,030년까지 국내용 저궤도 위성인터넷서비스의 시작을 발판으로 이후 글로벌 인터넷서비스로 확장이 되어야 합니다. 계획대로 잘 진행이 되어 대한민국이 6G 저궤도 위성통신에서도 글로벌 선도국가로 자리를 잡기를 기대해 봅니다.

클라우드의 빠른 연산을 이용하는 챗GPT 서비스도 6G의 빠른 데이터 전송속도를 이용하면 챗GPT의 보다 빠른 답변을 전달 받을 수 있을 것으로 예상됩니다.