윤석열 정부에서 2026년까지 세계 최초의 6G 기술 시연에 대한 추진계획을 밝히는 등 6G 기술개발을 위한 호흡이 빨라질 것으로 전망된다. 이와 함께 최근 글로벌 무선 통신 기업들은 2030년께 6G 상용화를 위한 주파수 발굴에 대한 비전 공유 및 관련 기술개발에 박차를 가하고 있다. 삼성은 올해 6G 주파수 백서를 발표하기도 했다.
초기에는 6G 연구를 위한 주파수가 100㎓ 이상의 서브테라헤르츠 대역에 관심이 쏠린 반면에 이제는 1㎓ 이하, 7~24㎓ 대역 등 100배가 넘는 광범위한 주파수 대역에 걸친 리파밍(Refarming)이 논의되고 있다.
이 같은 노력은 서브테라헤르츠에서 기대되는 100Gbps 이상의 초고성능 데이터 전송 기술 실현과 함께 현재 서브 6㎓ 대역 5G와 밀리미터파 5G 28㎓의 낮은 대역에서 겪고 있는 기술적 어려움 및 한계 등에 비춰볼 때 미리 대비할 수 있는 출발점이라고 생각한다. 1㎓ 이하, 24㎓ 이하 대역은 서브테라헤르츠 대역에 비해 전파 커버리지 관점에서 유리할 수밖에 없기 때문이다.
안테나 기술은 6G 이동통신을 가능하게 할 핵심기술이다. 안테나는 스마트폰의 무선 부품 가운데 최전방에서 전파 환경을 접하는 부품으로, 통신 신호의 도달 가능한 거리를 결정하는 중요한 부품이다. 이런 이유로 새로운 세대의 통신 기술 연구가 착수될 때마다 항상 먼저 구현돼 통신시스템 성능의 한계와 가능성을 규명하고 이를 개선하기 위한 역할을 수행한다.
우리나라의 세계 최초 5G 상용화 발표 이전에 필자는 기업체에서 초기 밀리미터파 5G 빔포밍 안테나 기술을 연구개발했다. 당시 해당 분야 최고 전문가들이 그 분야에 가장 부정적이라는 속설처럼 기술의 실현 가능성에 냉담했던 상황 속에서 수많은 스마트폰이 원하는 방향으로 전파에너지를 보낼 수 있도록 구현하는 빔포밍 기술에 도전하며 경이로움을 느꼈다. 이를 실현한 많은 개발자의 인내와 노력을 기억하고 있다.
빔포밍 안테나 기술의 중요성은 6G에서는 최근 글로벌 기업들이 연구개발에 착수한 6G 메타표면 및 재구성이 가능한 지능형표면(RIS) 기술에 쏠린 관심으로 더욱 부각하고 있다. 5G 시대에서의 안테나 기술이 스마트폰과 기지국단에서 강하게 신호를 전달할 수 있는 방향으로 제어하는 기술에 주력했던 반면에 RIS 기술은 무선 채널 환경에서 공간적으로 전파가 진행하는 경로마저도 제어할 수 있는 기술이다. 수학 문제에서 정확한 답을 도출하듯 전파경로에 대해서도 결정론적인 답을 구해주는 안테나 기술을 통신업계에서 적용하려고 하는 새로운 도전이다. 이를 통해 기존의 통신 용량 한계를 극복할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
5G 시대에서 우리가 얻은 교훈은 6G 시대에서 다양한 도전이 성공할 수 있을 것이라는 믿음을 주는 반면에 실현 가능성에만 치중한 기술개발은 소비자의 관심을 끌기에 한계가 있다는 점도 알려줬다. 최근 5G 망 구축이 겪고 있는 어려움에 비춰 보면 기술개발은 서비스 발굴과 긴밀하게 연계해서 세부 방향을 수정 및 추가하며 발전해야 한다. 이를 위해 기술개발 초기부터 서비스 업계와 지속적으로 논의하고 핵심 부품을 연구개발할 중소기업, 대학과 이전보다 더 긴밀한 대화를 진행해야 한다. 6G의 넓은 주파수에 걸친 기술 모색은 다양한 업계에서 우수한 기술을 보유한 중소기업에 새로운 기회를 줄 수 있다. 정부, 대기업, 학계는 6G 연구개발 진행 상황을 알리고 공생 방안을 모색할 수 있어야 한다.
“더 쇼 머스트 고 온”(The Show Must Go On), 영국 록그룹 퀸의 노래 제목이기도 하지만 CES 2022 등 최근 국제 행사에서 코로나로 어려운 상황에도 지속적인 기술 발굴 및 교류에 대한 의지와 염원을 표현하기 위해 사용된 문구다. 새로운 이동통신 세대의 주기를 항상 10년으로 준비하는지에 대해 많은 사람이 의문을 품을 수 있다. 통신업계는 꾸준히 기한 있는 중간고사와 기말고사를 마치기 위해 늘 노력해 왔다. 6G라는 시험에서 대한민국이 내실 있는 준비로 좋은 성적표를 받을 수 있기를 고대한다.
오정석 서울대 전기정보공학부 교수·한국전자파학회 상임이사
