[미래기술 25]①세계 최초 5G 엊그제인데 '플라잉카' 6G 준비 박차

[이데일리 김현아 기자]

[이데일리 김정훈 기자]

우리나라가 2019년 4월 3일 23시 세계 최초로 스마트폰 기반의 5G(5th Generation) 이동통신 상용화를 이룬 지 1년 4개월 만인 2020년 8월 6일 정부는 ‘6G R&D 전략’을 발표했습니다. 5G 통신망이 전국에 깔린 것도 아니고 눈에 띄는 5G 서비스가 나온 것도 아닌데 6G라니 실감이 나지 않죠.

그런데 미국·중국 등도 6G 선점 경쟁에 돌입한 상황입니다. 전문가들은 “5G 때 광고했던 초시대, 초능력 서비스들은 아마 6G에서 나올 것”이라고 합니다. 실시간 원격수술이나 하늘을 나는 자동차 플라잉카(flying car), 사람 없는 초지능 건물처럼 공상 과학 영화에 나올법한 일들이 6G에서 가능해질 것이라고 하죠. 원하는 모든 곳에서 사람과 사물 구분 없이 통신할 수 있는 미래 초현실 시대 말입니다.

지금은 LTE와 함께 쓰는 반쪽 5G..내년 5G 단독 서비스

UN 산하기구인 국제전기통신연합 (ITU)이 제시한 5G의 특성은 △초광대역 서비스 (eMBB) △고신뢰·초저지연 통신 (URLLC)△대량연결 (mMTC)입니다.

구체적으로 말하면 5G의 가장 이상적인 모습은 △LTE보다 최대 20배 빠르고(20Gbps)△실시간 반응속도가 LTE의 10분의1(1ms=1/1000초)에 불과하며 △1㎢ 면적당 연결하는 단말기 수가 LTE보다 10배나 많은(100만 개)모습이지요.

하지만 현재 대부분의 나라에서 상용화된 5G는 LTE 통신망과 연동한 5G(NonStandAlone)이라서 진짜 5G를 체감하긴 어렵습니다. 지금은 5G 서비스에 가입해도 음성은 LTE를 쓰고 데이터 역시 LTE 통신망과 5G 통신망을 함께 쓰기에 5G를 체감하기 어렵습니다.

국내 통신사들은 내년 중 SA(Standalone, 5G 단독 규격)를 선보일 예정이어서 지금보다 응답속도가 빠른 5G가 가능할 것으로 보입니다.

특히 정부부처나 산하기관에 깔기 시작한 ‘5G 업무망’은 SA 적용의 물꼬를 틔울 것으로 보입니다. 김동구 연세대 전기전자공학부 교수(5G포럼 집행위원장)는 “소비자들에게 적용되는 건 다소 늦어질 수 있지만 5G 업무망은 SA로 하지 않으면 네트워크 슬라이싱이 불가능해 정부망과 인터넷망을 분리할 수 없다”고 설명했습니다.

‘실시간 원격수술’, ‘플라잉카’ 상상이 현실이 되는 6G

6G는 뭐가 다를까요? 국제전기통신연합(ITU)에서 아직 6G 요구사항이 정해지지 않았지만, 학계를 중심으로 6G 비전 수립이 한창입니다.

학계에서는 6G에서는 최대 전송속도 1000Gbps, 무선 지연시간 100μsec로, 5G 대비 속도는 50배 빨라지고 무선 지연시간은 10분의 1로 줄어드는 등 다양한 면에서 획기적 성능 개선을 예상합니다. 서울의 의사가 지방의 환자에게 원격수술을 거의 실시간으로 할 수 있게 된다고들 하죠.

여기에 6G가 되면 플라잉카를 지원하는 것도 가능해진다고 합니다. 하늘을 나는 자동차를 지원하려면 통신서비스의 도달 범위가 지상 10km까지 확대돼야 하기에 저궤도 위성통신을 활용하는 방안이 논의되고 있습니다.

사람 없이 건물이 운영되려면 전 구간에 인공지능(AI)이 적용되고 보안도 통신에 내재화돼야 합니다. 일부만 AI가 적용되고 보안도 얹힌 상태인 5G와는 다르죠.

정부가 2020년 8월 6일 과학기술관계장관회의(위원장 : 국무총리 정세균)에서 발표한 ‘6G R&D 전략’에 따르면 6G의 상용화 시기를 2028~2030년으로 보고 있습니다. 이르면 2028년부터 상용화에 들어가 2030년 본격 서비스될 것이라는 얘기죠.

늦어지는 이동통신 세대 전환

그런데 살펴볼 문제가 있습니다. 왜 갈수록 이동통신의 세대(Generation) 전환은 늦어질까 하는 점입니다.

2G에서 3G로 오는 데는 6년, 3G에서 4G(LTE)로 오는 데는 9년 걸렸는데, 2019년 5G 첫 상용화때 상상했던 서비스들은 2030년 6G가 돼야 체감할 수 있을 것이라고 하죠. 5G가 상용화한 지 1년 반이 다 돼 가지만 초기 단계의 AR·VR 같은 실감미디어 외에 별다른 변화가 감지되지 않습니다.

차세대 통신은 통신기술과 컴퓨팅 기술 융합

왜 5G부터는 기술이나 서비스 진화에 과거보다 어려움을 겪는 걸까요? 통신기술과 컴퓨팅 기술이 융합되고 있기 때문이라는 게 전문가 설명입니다. 그저 주파수 대역 활용이나 안테나 기술 혁신만으로는 한계가 있다는 이야기죠. 오히려 뒷 단에 연산기술이나 인터넷 연결 기술이 더 중요해진다는 의미입니다. 이는 기존의 이동통신 표준화 범위를 넘어서는 일입니다.

인텔의 베어풋 인수, VM웨어 니시라 인수, 엔비디아의 멜라녹스 인수도 같은 차원에서 이루어지고 있다는 것입니다.

이경한 서울대 전기정보공학부 교수는 “지금도 통신 네트워크가 충분히 쓸만하지 않나 하는 의견도 있지만 현재의 통신 네트워크 인프라 기준에서 그렇다는 것이다. 차세대 인프라가 갖추어지면 새롭게 등장하게 될 혁신적인 서비스들은 많이 있다. 특히, 6G부터는 통신과 컴퓨팅이 밀결합돼 네트워크 안에서 컴퓨팅이 이뤄지고, 서비스가 이뤄지는 개념으로 바뀌어 가게 될 것이다”면서 “그래서 기술적으로는 기존 통신 영역뿐 아니라 코어 네트워크를 통한 종단간 성능 보장 기술 및 네트워크 내 (AI를 포함하는) 연산 기술이 중요해지고 있다”고 설명했습니다.

또한, 지난해 인텔이 베어풋 네트워크를 인수하고 올해 엔비디아가 70억 달러(한화 8조 5000억원 규모)에 멜라녹스 테크놀로지스를 인수한 것을 이러한 차원에서 이해해야 한다고 설명했습니다.

그는 “6G가 성공하려면 R&D 초기 단계부터 게임 업체들, 미디어 콘텐츠 업체들, 원격의료 업체들, 삼성의 차세대 단말 부분, 현대기아차처럼 서비스를 발굴하고 제공해야 하는 회사들과 머리를 맞대는 것이 필요하다”고 부연했습니다.

6G 연구소 만든 삼성과 LG

우리나라가 차세대 이동통신 기술을 선도하는 일은 미래 먹거리를 선점하는 일과 다르지 않습니다. 내년부터 국제전기통신연합(ITU)의 6G 국제 표준화 착수가 예상되는 만큼, 정부 역시단계별 선제 연구와 국제 공조 강화를 통해 우리 기술의 최종 국제표준 선점을 견인한다는 목표입니다.

삼성전자와 LG전자도 연구소를 만들고 글로벌 표준화와 기술개발 생태계 주도에 뛰어들었습니다.

삼성전자는 2019년 5월 삼성리서치 산하에 미래 통신 기술을 연구하는 선행연구 조직인 차세대통신연구센터를 설립하고 5G 경쟁력 강화와 6G 선행 기술 연구를 진행하고 있습니다. 세계 최초로 5G 스마트폰을 만든 삼성은 2012년부터 5G 국제 표준화 작업에 본격적으로 참여한 바 있죠.

LG전자도 2019년 1월 KAIST와 LG-KAIST 6G 연구센터를 설립한 데 이어 한국표준과학연구원, KAIST와 3자 업무 협약(MOU)을 맺고, 6G 기술에 대한 원천기술 개발부터 기술 검증까지 6G 연구개발 프로세스를 구축하기로 했습니다.