'5G 발전과 6G 개발은 별개 아닌 함께 추진해야 할 과제'
미국·중국·일본 등 통신강국들 6G 개발에 박차 가해
김동구 5G포럼 위원장 “6G개발에 국운 달려” 밝혀

우리나라가 세계 최초로 5G 전파를 쏘아 올리며 역사적인 순간을 기록한 지도 햇수로 3년째다.

올해에는 갤럭시 S20을 비롯해 갤럭시 Z플립 등 5G를 호환하는 폼팩터의 종류가 늘어나고 가상현실(VR; Virtual Reality)과 증강현실(AR; Augmented Reality)을 넘어 확장현실(XR; eXtended Reality) 같은 5G 서비스들이 거론되는 등 본격적인 5G 시대에 접어든 모양새다.

5G 가입자 또한 지난해 약 500만명에 그치는 수준이지만 전자통신 업계에서는 벌써 6G를 개발해야 한다는 목소리가 점점 높아지고 있다. 이에 5G와 6G의 차이점과 왜 지금 시점에서 개발이 이뤄져야 하는지 짚어보는 자리를 마련했다.

◆6G, 테라바이트(TB)의 시대

현재 5G는 4세대 이동통신인 LTE보다 20배 빠른 기가바이트 단위의 전송이 가능하다고 알려져 있다. 다가올 6G는 초당 테라바이트 단위의 데이터를 주고받아 LTE보다 100배 빠를 것으로 예상된다.

100만분의 1초 이하의 지연시간, 100기가헤르츠(GHz) 대역 이상의 초고주파수 대역을 지원하는 이동통신이 될 것이라는 게 전문가들이 내리는 6G의 정의다.

현재 5G의 지연시간은 1000분의 1초이며, 과학기술정보통신부는 오는 2026년까지 5G통신 주파수 대역폭을 최대 5320MHz(메가헤르츠)로 확대할 것이라고 밝힌 바 있다.

5G의 특징이 ▲초연결 ▲초저지연 ▲초고속으로 정의됐다면 6G의 특성은 ▲최대전송률 초당 1테라바이트(TB)의 '초성능' ▲100기가헤르츠(GHz) 주파수 대역을 활용하는 ‘초대역’ ▲6DoF(좌우 회전) 이머시브 미디어의 ‘초경험’ ▲연결지능의 ‘초지능’ ▲무선구간지연 0.1msec 이하의 ‘초정밀’ ▲고도 지상 10km 에서의 ‘초공간’이 꼽힌다.

◆6G 소비자=사람<기계

5G는 스마트팩토리를 구성하는 필수 요소로 꼽힌다. 6G는 보다 더 본격적으로 기계가 통신을 소비하는 시대가 될 것으로 전망된다.

이주호 삼성 리서치 펠로우는 지난달 2월 11일 서울 양재 엘타워에서 열린 ‘6G 오픈 심포지엄 2020’에서 “사람 위주로 서비스되던 과거와 달리 6G 시대에서는 소비자 중 하나로 기계가 대두될 것”이라며 “사람의 경우 해상도, 화면의 속도 등을 인지하는 데 오감의 제한을 받지만 기계는 이런 인지의 제한이 없다”고 말했다.

6G 상용화 시점으로 예상되는 향후 2080년, 인구는 85억 명으로 늘어나는 반면 기계의 숫자는 5000억 개로 인류의 약 59배에 달할 것이라는 게 이주호 펠로우의 예상이다.

6G 시대에서 주요 소비자가 기계로 넘어갈 것이라는 예상에는 다양한 폼팩터의 증가와 함께 오감의 제한을 받지 않는 기계의 특성이 이유로 꼽힌다. 사람의 경우 해상도, 화면의 속도 등을 인지하는 데 오감에 의존해야 하지만 기계는 센서를 통해 순간적으로 인간보다 훨씬 많은 정보를 동시에 인지하고 처리할 수 있다는 의미다.

물론 폼팩터를 다양화하기 위해 PC용의 1/40 수준인 모바일 GPU(graphic processing unit; 그래픽 처리장)의 한계와 휴대성의 이유로 제한된 배터리를 이용해야 하는 현실은 뛰어넘어야 하는 과제다.

◆세계는 이미 6G 경쟁 예고

전기통신업무의 국제적 관리기구인 국제전기통신연합(ITU; International Telecommunication Union)은 오는 2030년 6G 네트워크 실현을 목표로 기술연구그룹인 ‘FG NET-2030; Focus Group on Technologies for Network 2030’ 구축에 나섰다.

이밖에 해외 주요 통신강국들은 정부 차원에서 6G 기술 선점을 위해 박차를 가하고 있다.

미국은 국방부 산하 연구기관인 방위고등연구계획국(DARPA)이 2018년 7월부터 6G 개발에 나선 상황이다. 해당 프로젝트인 ‘JUMP(Joint University Microelectronics Program)’에는 5년간 2억달러(약 2430억원)가 투자된다.

중국은 2017년 말부터 6G 연구를 시작한 것으로 알려졌다. 이 가운데 지난해 11월 중국 과학기술부 등 6개 부처는 공동으로 6G 기술 연구개발 추진 업무팀과 전문가팀을 꾸렸으며, 중국 칭화유니그룹 산하 통신칩 계열사인 유니SOC(UNISOC)도 6G 관련 기술 예비 연구와 기술 축적을 시작했다고 밝혔다.

일본은 2030년까지 민관 합동 연구회를 발족하고 오는 6월까지 6G의 성능목표와 정책지원 등이 포함된 종합전략을 마련할 것이라고 지난 1월 밝혔다. 또 세계 최초로 OAM 멀티플렉싱 기술을 활용해 100기가급(Gbps) 무선전송 시연에 성공한 NTT도코모는 6G에 대한 도전을 공개적으로 밝혔다.

핀란드는 우리나라와 공동으로 6G 이동통신 기술을 개발한다. 과학기술정보통신부, 한국전자통신연구원, 핀란드 오울루대는 6G 이동통신 기술협력 및 공동연구를 위한 양해각서(MOU)를 체결했다. ‘비욘드 5G(beyond 5G·b5G)’라는 이름으로 5G 이후의 신기술 개발을 추진하는 것이 목표다.

◆우리나라, 통신사·제조사·정부참여…예비타당성 곧 발표

우리나라는 지난해 5월부터 6G 개발에 대한 통신사와 제조사의 업무 협약과 국가 차원의 6G R&D를 위한 핵심기술개발사업이 기획돼 예비타당성조사가 진행 중으로, 조만간 그 결과가 발표될 계획이다.

조사를 마치면 오는 2021년부터 본격적으로 국가차원의 6G R&D가 시작된다. .

기업별로는 삼성전자가 차세대이동통신연구센터를 신설하고 6G 연구팀을 꾸렸으며 LG전자는 KAIST 연구원과 협력을 맺고 LG전자-KAIST 6G 연구센터를 세웠다.

이동통신사별로 SK텔레콤은 삼성전자와 함께 ‘5G 고도화 및 6G 진화기술 공동연구 추진을 위한 업무협약’을 체결했다. 이를 통해 삼성전자, 노키아, 에릭슨 장비 3사와 5G 고도화 및 6G 진화 기술 공동 연구를 진행 중이다.

KT는 서울대학교 뉴미디어통신공동연구소와 ‘6G 통신 공동연구 및 자율주행 사업 협력을 위한 업무협약’을 체결했다. 6G 원천기술 개발과 표준화 기술 공동연구 활동으로 미래 6G 통신에서도 글로벌 표준기술을 주도해 나가기 위해서다.

◆6G 연구, “지금 아니면 늦어”

이동통신업계와 제조업계는 5G 발전과 6G 개발은 별개의 문제가 아니라 함께 추진해야 할 과제라고 입을 모은다.

이주호 삼성전자 펠로우는 “통신업계는 현재 세대의 기술 발전과 동시에 다음 세대 기술에 대한 사전 연구를 하는 특성이 있어 현재 시점에서 6G를 준비해야 한다”며 “공감대 형성, 자원투입, 국가정책수립, 사전연구, 표준, 제품 개발까지 10년도 길지 않다”고 말했다.

5G 최초 상용화를 통해 얻은 경험을 6G까지 이어가야 한다고 강조하는 목소리도 높다.

정재훈 LG전자 CTO 부문 미래기술센터 C&M 표준 연구소 책임은 “세대를 전환하는 기술의 출연에 대한 사전연구를 통해 어떻게 주도권을 갖고 선점해 나갈 것인지에 대한 고민이 필요하다”며 “과거의 세대 전환에서 어떠한 이니셔티브를 갖고 지금 기술들이 출현했는지를 봤을 때 모든 꼭짓점과 변곡점들을 잘 커버해 나가기 위해서는 지금이 상당히 맞는 타이밍으로 보인다”고 말했다.

5G 상용화와 융합서비스를 촉진하는 민·관 합동 포럼은 5G가 최근 새로운 먹거리로 자리 잡은 것처럼 6G의 개발이 우리나라의 미래에 큰 영향을 끼칠 것이라고 조언했다.

김동구(연세대학교 전기전자공학부 교수) 5G 포럼 집행위원장은 “6G는 5G에 투자된 기술과 서비스를 충분히 발전시키면서 한국을 4차 산업혁명의 글로벌 융합 테스트로 선도하는 것이 중요하다”고 말했다.

이어 “중국, 일본, EU는 6G R&D 예산과 융합생태계의 규모면에서 출발부터 한국을 압도하고 있는 상황”이라며 “6G에서는 특히 기술 R&D뿐만 아니라, 생태계 R&D에도 처음부터 산·학·연·관이 모두 전략적인 힘을 모아야 한다. 5G+와 6G의 성공에 대한민국의 국운이 달려 있다”고 강조했다.