5G 대비 50배 빨라 꿈의 기술로도 불리는 6세대(6G) 이동통신은 통신의 공간 제약을 극복하고, 개방형 표준을 바탕으로 인공지능(AI) 등 혁신기술을 접목해 스스로 진단·진화하는 미래 네트워크 기술이다.

장정미 기자 haiyap@

6세대 이동통신은 초정밀·초공간·초대역 등 특성을 바탕으로 확장현실(XR), 자율주행, 도심항공모빌리티(UAM)와 같은 미래 먹거리를 비롯해 원격근로, 원격수술 등 일상의 혁신을 가속화할 수 있는 핵심 키로 떠오르고 있다.

XR 등 실시간 서비스 구현 위해 필요한 6G 기술
통신은 ICT 발전과 함께 꾸준히 진화를 거듭해 왔다. 기존 4G는 음성 외 데이터, 영상 서비스 수요에 대응하기 위한 목적으로 탄생했다면, 5G는 다양한 산업군과 융합 서비스 실현 가능성을 확인할 수 있었다. 초고속, 초저지연, 초연결의 개념이 등장한 것도 이때부터다. 그러나 실제로 차세대 영역이라 평가받는 확장현실, 홀로그램 등의 실시간 서비스 구현을 위해선 영상 해상도, 지연시간을 획기적으로 개선할 수 있는 6G 기술이 절대적으로 필요하다. 또한 메타버스가 전 산업군에서 높은 인기를 끌면서 공간을 초월한 6G 이동통신 기술 도입이 필수적으로 요구되고 있다. 현재 5G 상용화가 완벽한 단계가 아님에도 불구하고 미국, 중국을 비롯한 거대 국가들이 6G 관련 기술 확보에 주력하고 있는 것도 이 때문이다.  주요국 연구에 따르면, 6G가 상용화될 경우 최고 전송속도 1Tbps, 체감전송속도 1Gbps 지연시간이 0.1밀리초(㎳)대 등 통신의 기본 성능이 크게 향상될 것으로 전망된다. 위성통신도 6G 중요한 구성요소가 될 전망이다. 6G는 위성통신과 지상 이통을 통합표준 형태로 개발한다. 저궤도 통신위성 등을 활용해 통신의 공간 제약을 극복해서 해상, 공중, 산간오지 등에서도 자유롭게 통신할 수 있도록 개발된다. 주파수의 경우 5G 최대 대역폭인 800㎒를 넘어 수십 ㎓ 폭 주파수를 바탕으로 초대용량 서비스를 실현할 것으로 기대를 모으고 있다. 100㎓ 이상급에서 ㎔ 주파수대역을 사용할 수 있게 될 것으로 전망된다.

6G 네트워크에는 양자암호통신을 적용해 해킹이 사실상 불가능하고, AI가 스스로 네트워크 오류를 진단·개선할 수 있을 것으로 보인다. 개방형무선접속망(오픈랜) 기술도 본격 적용될 것으로 전망된다. 네트워크 하드웨어(HW)와 소프트웨어(SW)를 분리, 개방형 표준을 기반으로 네트워크 운영자가 필요한 기술을 자유롭게 활용하도록 선택권을 높여 네트워크 성능을 향상할 것으로 기대를 모으고 있다. 그렇다면 6G 통신의 상용화 시기는 언제일까. 일반적으로 통신 세대의 교체 주기는 10년이 걸린다. 이를 감안하면 향후 6G의 상용화 시기도 가늠해볼 수 있다. 내년에는 국제 기구인 국제전기통신연합의 전파통신섹터(ITU-R) 비전 공표가 진행된다. 업계에선 비전이 공표되면 6G에 대한 표준기술 규격 제정을 시작으로 2030년 6G 서비스가 상용화될 것으로 예상하고 있다. 6G 주파수 활용 범위와 관련된 논의도 다음해 이뤄진다. 내년 열리는 ITU 세계전파통신회의(WRC)에서는 6G에서 이용할 주파수를 놓고 각국이 원하는 범위를 제안하게 된다. 이번 논의를 시작으로 차기 회의인 2027년 6G 주파수 이용 범위가 확정될 전망이다. 5G까지는 지상에서만 서비스가 가능했지만, 6G는 저궤도위성을 활용해 지상 10km 높이까지 이동통신 서비스가 확대되는 것이 차이점으로 꼽힌다. 특히 지연 없는 초고용량 데이터 전송이 가능한 6G는 새로운 융합 서비스를 탄생시킬 것으로 기대를 모으고 있다.

정부 ‘대한민국 디지털 전략’ 발표
우리 정부가 2027년 한국을 세계에서 3번째로 디지털 경쟁력이 강한 나라로 만들겠다는 청사진을 제시했다. 2026년에 세계 최초로 6G 시대를 열고, 인재 양성에도 힘줘 디지털 인프라 1위 국가로 도약하겠다는 전략이다. 윤석열 대통령이 지난 9월 21일 미국 뉴욕에서 발표한 이른바 ‘뉴욕 구상’을 구체적으로 실현하기 위한 정책 로드맵이다. 과학기술정보통신부는 9월 28일 광주 김대중컨벤션센터에서 윤 대통령 주재로 열린 제8차 비상경제 민생회의에서 ‘대한민국 디지털 전략’을 발표했다. 윤 대통령은 뉴욕 구상의 구체화를 강조했다. 윤 대통령은 “정부는 뉴욕에서 발표한 디지털 구상, 또 오늘 발표하는 디지털 전략을 토대로 우리나라를 디지털 강국으로 도약시킬 체계적인 준비를 할 것”이라며 “글로벌 인공지능(AI) 경쟁력을 세계 3위 수준으로 끌어올리고, 데이터 시장 규모를 2배 이상 키우겠다. 반도체, 양자 컴퓨팅, 메타버스와 같은 다양한 전략 분야에 집중적으로 투자해서 초일류·초격차 기술을 확보해 나가겠다”고 강조했다. 과기정통부는 기획재정부·산업통상자원부·중소벤처기업부와 범정부 합동 전략을 세우고 5대 추진전략, 19개 세부과제를 마련했다. 5년 후인 2027년 기준으로 ‘IMD 디지털 경쟁력 지수’ 12위→3위 도약, ‘OECD 디지털 인프라 및 디지털 정부 지수’ 세계 1위 유지, ‘글로벌혁신지수(WIPO)’ 5위→1위 도약 등의 목표치를 내세웠다. 이를 달성하기 위해 정부는 2026년까지 5년간 차세대 원천기술 개발에 3018억원, AI 반도체 핵심기술에 1조200억원을 투자할 계획이다.

현재 23조원 규모인 데이터 시장 규모를 50조원으로 배 이상 키운다. 인재 확보에도 총력을 기울인다. 정보·컴퓨터 교육 수업시수를 배로 늘려 초·중등 단계부터 소프트웨어(SW)·AI 교육을 전면화한다. SW 중심대학, 디지털 6대 분야 대학원 확대를 통해 100만 디지털 인재 양성에도 나선다. 글로벌 플랫폼 기업도 현재 3개에서 10개로 3배 이상 확대한다. 또한 6G 이동통신 분야를 선도한다. 정부는 2024년까지 5G 전국망을 완성한다. 이후 차세대 이동통신 기술인 6G 표준특허를 선점할 방침이다. 2026년에는 세계 최초로 프리-6G 서비스 시연을 추진한다. 정부는 ‘디지털 대표부’를 신설해 국내 기업의 해외 진출 지원역량도 결집할 예정이다. 이종호 과기정통부 장관은 “정부 역량을 총 결집해 추진해 국민들이 체감할 수 있는 성과를 만들겠다”고 말했다. 한편 6G 통신의 가치를 높게 평가한 중국은 관련 기술 확보를 위해 가장 발 빠른 움직임을 보이고 있다. 이외에 국가로는 미국, 일본 등이 6G 청사진을 그리고 시장 선점에 나서고 있다. 중국은 이미 2019년부터 6G 도입을 위한 R&D 프로젝트를 가동 중이다.

지난해 11월에는 THz 대역 통신을 실험할 인공위성을 세계 최초로 쏘아 올렸고 글로벌 특허 출원에도 공을 들이고 있다. 중국 국가지식재산권국이 발표한 '6G 통신기술특허발전상황보고서'에 따르면 글로벌 특허가 출원된 6G 기술은 약 3만8000건이다. 이 중 중국의 특허 비중은 35%로 2위 미국(18%)과 두 배 가까이 차이가 난다. 미국도 이에 질세라 적극적인 행보를 보이고 있다. 미 국방성 산하 핵심 연구개발 조직인 고등연구계획국(DARPA)은 퀄퀌과 함께 6G 장기선행 연구를 진행 중이다. 2020년 10월에는 미국 통신사업자연합(ATIS)의 주도하에 통신사업자, 제조사 연합체(NextG) 얼라이언스를 결성하고 6G 기술 표준화와 생태계 확산 협력을 도모하고 있다. 일본은 5G의 다음 세대를 의미하는 'Beyond 5G' 일환으로 2030년 6G 도입을 위한 밑그림을 그리고 있다. 그 첫 단추로 민관연구회를 발족했으며 소니, NTT 도코모가 미국 인텔과 파트너십을 체결하는 등 미국과의 공조 체계를 굳건히 하고 있다. 인도 역시 2030년 6G 상용화를 목표로 한다. 나렌드라 모디 인도 총리는 인도통신규제청(TRAI) 행사에서 6G 상용화를 위해 태스크포스(TF)를 이미 가동하고 있으며 관련 작업도 진행 중이라고 언급한 바 있다.

국내 이통사 6G 사용화 앞서 R&D 투자 지속
업계에 따르면 현재 국내 이동통신사 3사는 6G 상용화 시대에 앞서 경쟁력을 확보하기 위해 R&D 투자를 지속하고 있다. SK텔레콤은 글로벌 이동통신장비 제조사 에릭슨과의 연합을 강화해 6G 망 구축을 위한 기반을 다지고 있다. ‘베어메탈 기반 클라우드 네이티브’ 방식을 이용한 새로운 코어망 기술로 트래픽 처리 효율을 최대 50% 개선하면서 현재의 5G 서비스를 강화함은 물론 6G 진화로의 발판을 마련했다. 향후 10년간 SK텔레콤의 핵심 사업이 될 AI(인공지능)와 무선망의 접목도 이뤄진다. 5G 기지국을 기반으로 AI 기술 완성도를 높이고 6G망을 위한 AI 기술 개발도 추진될 예정이다. LG유플러스 또한 글로벌 제조업체인 노키아와 업무협약을 체결하고 6G R&D 협력을 강화한다. 오픈랜(개방형 무선 접속망) 등 6G 망에 필요한 표준기술을 공동 연구하고, 6G 선행기술 검증을 위한 필드 시험, 주파수·공간 확장 기술도 함께 진행한다. SK텔레콤과 같이 AI를 통신기술에 접목하는 ‘AI 기반 네트워크 자동화 기술’ 실증에 성공하기도 했다.

특히 SK텔레콤과 LG유플러스는 6G 상용화 이후 끊김없이 원활한 통신이 이뤄질 수 있도록 하는 기술에도 집중하고 있다. SK텔레콤은 건물 내부와 대중교통 등의 창문에 부착할 수 있는 ‘투명 안테나’, LG유플러스는 바다·섬·상공 등에서도 지상과 같은 품질의 망을 제공할 수 있도록 하는 ‘비지상네트워크(NTN)’ 등을 연구하고 있다. 이들 양사는 공통적으로 ‘지능형 표면(RIS)’ 기술에 대한 연구도 진행 중이다. RIS는 전파 특성에 맞게 전달력을 조절해 줘 6G 전파 커버리지를 개선해주고 기지국에서 나온 전파를 이용자에게 보다 확실하게 전달해줄 수 있다. 디지코를 기치로 내걸고 가장 앞장서서 탈통신을 표방하고 있는 KT는 6G를 활용한 융합산업에 보다 무게를 기울이고 있는 모습이다. 현대차그룹과 7500억원 규모의 지분을 교환하며 '혈맹'을 맺은 것이 대표적이다. KT와 현대차는 자율주행과 UAM 시장 활성화에 초점을 두고 6G와 위성 등 미래 모빌리티 사업을 위한 기술 제휴에 힘을 모으기로 했다. 아울러 KT는 한화시스템과도 손을 잡고 6G 망에 활용할 항공·우주용 양자암호통신 기술개발도 추진 중이다. 6G 시대에는 위성통신이 기본적인 통신 수단으로 자리잡을 것으로 전망되는 만큼 세계 어느 곳에서든 안정적인 보안통신을 제공한다는 목표다. 이 같은 위성통신 기술과 미래모빌리티와의 접목도 기대되고 있는 상황이다. 우리나라의 글로벌 제조업체인 삼성전자와 LG전자도 6G 핵심 기술 선점을 위해 전사적인 노력을 기울이고 있다.

삼성전자의 경우 이재용 부회장이 직접 차세대 통신기술을 미래 먹거리로 낙점한 만큼 6G 기술 분야에서 ‘초격차’를 만들어낸다는 목표다. 지난 2019년 삼성리서치에 차세대통신연구센터를 설립해 6G 글로벌 표준화 및 기술 주도권 확보에 나선 데 이어 이듬해에는 자체 발간한 6G 백서를 통해 6G 비전을 제시하기도 헀다. 올해에도 삼성전자는 계속해서 6G에 대한 관심을 이어가고 있다. 올해 1월에는 고려대학교와 함께 6G를 비롯한 차세대 통신 기술을 다루는 ‘차세대통신학과’를 계약학과로 신설키로 했고, 5월에는 ‘삼성 6G 포럼’을 첫 개최하며 테라헤르츠 밴드 통신(sub-㎔), RIS 등 6G 관련 기술에 대한 성과를 공개했다. LG전자도 최근 6G 테라헤르츠 대역(155∼175㎓)에서 실외 320m 무선 데이터 송수신에 성공하며 6G 시대를 선도할 수 있다는 자신감을 내비쳤다. LG전자는 속도가 빠른 대신 주파수 도달거리가 짧은 고주파 대역의 단점을 개선하기 위해 ‘다채널 전력 증폭기’ 등 세계 최고 성능의 송수신 핵심 소자를 신규 개발했다. 또 LG전자는 글로벌 산·학·연 6G 전문가들과 함께 ‘6G 그랜드 서밋’을 개최하고 6G 기술 현황 및 방향성에 대한 이야기를 나누기도 했다. LG전자는 독일 프라운호퍼 연구소, 한국과학기술원(KAIST), 한국표준과학연구원(KRISS), 키사이트 등과 6G 핵심기술 R&D 협력 벨트를 구축해 원천기술 확보에도 힘을 쏟고 있다. NM