2019년 우리나라는 세계 최초로 5G 이동통신 서비스를 시작했다. 통신망이 모두 깔려있지 않아 논란도 있었지만. 기존 4G LTE보다 최대 20배 빠른 5G의 상용화는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 서비스나 AI(Artificial Intelligence) 등을 본격적으로 연구, 개발할 수 있는 환경을 마련했다. 정부와 기업 등은 2029~2030년을 6G 상용화 시점으로 전망한다. 이동통신 기술 세대가 통상 10년 주기로 바뀌기 때문이다.

6G의 이론상 최고 속도는 초당 1테라비트(1Tbps)다. 초당 기가비트(Gbps)로 환산하면 1000Gbps. 5G 통신 최고 속도인 20Gbps보다 50배나 빠른 것이다. 네트워크 반응 속도를 뜻하는 지연도는 0.1밀리초로 1만분의 1초라는 얘기다. 이는 5G 지연도의 10분의 1 수준이다. 6G는 100GHz 이상 초고주파수 대역을 활용하여 5G보다 50배 빠른 전송속도와 10배 빠른 반응속도, 10배 많은 기기를 연결할 수 있는 차세대 이동통신을 말한다. 6G는 5G 성능 고도화, 인공지능 기반 네트워크 최적화, 해상･공중･우주 등 커버리지 확대를 통해 가상과 현실을 시공간 제약 없이 연결하는 지능형 통신 인프라로 발전할 전망이다.

-(5G 성능 고도화)
자율주행, 오감 홀로그램 통신, 원격 수술 등 5G 서비스의 본격 확산에 따른 초고속, 초저지연, 초연결의 고도화

-(네트워크 완전 지능화)
지능형 유무선 통신 인프라 기반의 인공지능 에이전트간 대규모협업을 통한 다양한 융합 서비스가 일상에 보편화 될 전망

-(통신 커버리지 초월)
기존 육상 중심의 통신 서비스에서 해상, 공중, 우주 등 보편적 무선통신 서비스 제공이 가능한 인프라 가시화 예상

6G는 초신뢰·초정밀, 5감 홀로그램 통신과 같은 초성능, Gbps급 실감 영상이나 공중·해상 통신과 같은 초공간, 10cm 오차 위치 측위와 같은 초정밀, 인간 또는 기계와 기계간 초연결 등의 서비스를 제공함으로써 새로운 디지털 세계의 핵심 인프라가 될 것으로 전망한다.

글로벌 각국에서는 6G 시장 선점을 위해 Tbps 무선통신, 3차원 이동통신 등 9개 기술분야에 대한 연구를 활발히 진행 중이다. Tbps 무선통신은 6G 트래픽 처리를 위해, 모뎀, 프로토콜, 전송링크 등 테라헤르츠 대역의 기초적인 무선통신기술 개발이 진행 중이며, 제한된 상황에서 시연 결과를 발표하고 있다.

3차원 이동통신은 UAM/UAV 등 다양한 공간이동체를 활용한 무선통신기술을 개발 중이며, 6G 요구사항 중 하나로 ”Extreme Coverage(고도 10km)”를 고려하고 있다. 지능형 무선액세스는 3GPP, ORAN 등에서 RAN 지능화, 기계학습기반 무선전송 등에 대한 표준화 연구가 진행 중이며, 글로벌 각국에서 기계학습 기반의 채널추정, 자원할당, 빔포밍 등 지능형 무선 액세스 분야에서 연구가 진행 중이다.

Thz RF부품은 고정 통신용 광소자 기반 단일채널 송수신 RF 부품이 시제품 수준으로 개발되었고, 최근 CMOS 기반 AESA 구조 다채널 위상배열 칩이 미국 대학 중심으로 개발 중이다. THz 주파수는 Thz 대역 전파 특성, 채널 모델링, 인체 영향성 연구는 일부 대학 중심으로 기초 연구를 진행 중에 있으며, 최근 40Ghz 이하 전자파에 대한 기기 안정성 기준이 마련되었다.

Tbps 광통신은 전송용량 극대화를 위한 직접수신기술 고도화 및 코히어런트 기술에 대한 연구와 인도어 환경에서의 대용량 데이터 수용을 위한 DAS 기술 연구가 진행 중이다. 3차원 위성통신은 최근 위성통신산업 성장환경 조성에 따라 위성사업자 중심으로 우주 인터넷 경쟁이 시작되었으며, 송수신 주요 도구인 단말 안테나에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 종단간 초정밀 네트워크는 소규모 근거리망용 TSN 지원 칩셋과 시스템이 출시되었고, 시간 확정형 네트워킹(DetNet) 등 초저지연･고정밀 서비스 제공 범위 확장을 위한 기술 및 국제 표준 개발 중이다. 마지막으로 지능형 모바일 코어 네트워크는 지능형 코어의 경우 기초적인 단계로, 주요 개념, 유즈케이스, 가능한 구도 등이 제시되고 있는 수준이다.

미국, 중국, 한국 등 글로벌 통신 선도국 정부에서도 6G 산업 선도 및 표준화 주도를 위해 관련 정책들을 적극 마련 중이다. 미국은 DARPA에서 6G 연구 프로젝트를 본격 착수하였으며(’17.5), FCC는 spectrum horizons(’18.2) 등 정책을 수립하고 선제적으로 mm파 및 Thz 주파수 대역 개척을 추진하고 있다. 중국은 과학기술부･공업정보화부･교육부 등과 함께 국가 6G 기술연구업무 개시 선포식을 개최(’19.11)하였고, 과학기술부 주도로 6G 국책연구를 추진 중이다. EU는 회원국들의 관심을 환기시키고, 제조교통 분야에서 6G 활용전망 및 선결과제를 제안(’20)하였으며, 핀란드 오울루 대학 주도로 매년 6G 국제회의를 개최하고 있다. 일본은 6G 종합전략인 ‘Beyond 5G 추진전략’을 마련(’20.4) 하였으며, ’19년 말 발표한 새로운 종합경제대책에서도 포스트 5G 지원방안을 포함했다. 마지막으로 우리나라는 핀란드와 6G 공동개발을 위한 MOU를 체결하고(’19), “6G 시대를 선도하기 위한 미래 이동통신 R&D 추진전략”을 수립(’20)하는 등 6G 시장 선점을 위해 국가 차원에서 노력하고 있으며, 최근 “6G 핵심기술개발사업(’21-’25, 1,438억)”을 통해 대규모 R&D 사업을 추진 중이다.

<6G 총괄>
기술 및 미래 산업 선점, 표준화 주도 등 6G 통신의 주도국으로 도약하기 위해서 전략적인 6G R&D 투자가 필요하다. 6G 통신이 대중화되기 위해서는 관련 서비스와의 연계 개발이 중요할 것으로 판단되는바, 6G 핵심기술 개발 외에도 6G 기반 새로운 지능형 서비스 기술 개발이 병행돼야 한다. 또한 초기는 정부견인, 중기 이후 민간 투자를 연계한 선순환적 생태계 구성을 위해 정부 R&D 초기부터 민간기업 참여로 기술을 공동 개발하고, 표준화 착수 이후는 민간기업 주도로 상용 기술을 확보하기 위해 전략적으로 접근을 해야한다. 뿐만 아니라 국내 우위 기술 기반의 표준화 주도권 확보가 6G 시장 선점의 첫 단추이므로, 기술개발이 표준 및 특허로 이어질 수 있도록 연계성을 강화하고 저변 확대를 위한 노력이 요구된다.

<3차원 공간 이동통신>
UAM/UAV의 경우 공공산업에 선제적 활용이 가능한 신산업 분야로 공공조달 등을 통해 테스트베드 역할을 수행할 수 있도록 정부 주도의 포괄적 노력이 필요하다. 통신 고립지역 재난상황 안내, 드론 순찰 등 공공분야 적용 확대를 통한 선제적 시장 창출 전략이 요구되며, 안전･보안･개인정보 등의 이유로 법･제도적으로 규제되는 분야이므로 산업이 본격 확산되기 전 비용과 편익을 균형감 있게 고려한 법적 근거를 마련해야 한다.

<Thz 주파수>
Tbps급 초성능 통신기술 개발 외에도 연구목적의 시험용 주파수 허가, 주파수 분배 및 할당, 안전성 연구 등에도 정부의 정책적 지원이 필요하다. 고가의 측정장비 구축, 시험 주파수 허가 등의 어려움으로 새로운 전파자원에 대한 산업체 투자가 저조할 수 있으므로 장기간/지속적인 정부차원의 R&D 지원을 해야한다. 또 THz 대역의 인체 영향에 대한 연구가 미흡하므로 국민 안전 확보를 위한 유관기관 협조 및 관련 연구개발 촉진이 요구된다.

<네트워크>
국내 산업체의 경쟁력 확보를 위해 차별화된 IPR 확보가 가능하도록 산학연 협력 R&D에 대한 정부 지원이 요구된다. R&D 투자 여력이 부족하여 가용 칩셋 기반의 제품화를 추진하는 국내 네트워크 장비기업이 차별화된 기술 경쟁력을 확보하기 위해 학·연의 혁신/도전형 기초연구를 통한 기술지원이 필요하다. 또한 코어 네트워크에 대한 방향성은 도출되어 있으나, 세부 구조는 추후 표준화 본격화시기에 제시될 것으로 판단되므로, 다양한 구조에 대한 연구를 통한 선제적 IPR 확보가 필요하다.