이동통신 3사 및 삼성·LG전자 등 장비 제조사들이 5G를 이을 차세계 통신 표준으로 꼽히는 6G에서도 세계 최초라는 타이틀을 거머쥐기 위해 6G 기술 개발에 돌입했다.

삼성전자는 가장 빨리 6G 이동통신 기술 선점에 나섰으며, 빠르면 내년 경 6G 비전을 제시하고 6G 표준화 경쟁에 뛰어들 계획이며, LG전자는 12월 개최된 '2021 대한민국 과학기술대전'에서 6G 무선 송수신에 대한 대표 R&D 성과를 시연했다.

또 SK텔레콤은 주요 장비업체들과 업무 협약을 맺고 6G 기술 검증에 나서고 있으며, KT는 정부 주도의 6G 연구과제에 참여해 기술 개발에 나섰고, LG유플러스는 6G 네트워크에 필요한 기술 실증을 진행하고 있다.

미국·중국 등 주요 국가들이 2030년경을 목표로 6G 시대 진입을 준비하고 있는데. 정부는 한국이 5G에 이어 세계 최초로 6G 서비스를 시작하기 위해 2028~2013년 상용화를 목표로 6G 서비스 준비에 나서고 있다. 6G는 이미 중국이 한발 앞서 서비스를 준비하는 상황에서 빠르게 6G 원천기술 개발에 돌입해야 세계 통신 주도권을 거머쥘 수 있을 것으로 예상하고 있다. 6G는 최대 전송속도 1000Gbps, 무선 지연시간 100마이크로초(μsec)로 5G 대비 속도는 50배나 빨라지고 무선 지연시간은 10분의 1로 줄어드는 획기적인 변화가 가져올 것으로 기대된다.

전문가들은 6G는 위성과 해상통신까지 연계될 통신 표준으로, IT 분야는 물론 국가 안보 차원에서라도 이 기술을 선도하는 것이 중요하다고 보고 있다.

삼성전자는 최근 개최된 한국과기단체총연합회·한국통신학회가 주최한 '6G 기술 및 산업 육성을 위한 정책포럼'에서 국제전기통신연합 전파통신부문(ITU-R)에 6G를 정의하는 비전그룹이 구성돼 있으며, 삼성전자 연구원이 국가대표 자격으로 의장을 담당하고 있다고 밝혔다. 또 내년 경 비전 완성본이 나오면 이를 기반으로 6G 표준화에 나설 계획이다.

삼성전자는 삼성리서치 산하에 차세대통신연구센터를 통해 6G 선행 기술 연구에 나서고 있으며, 이동통신의 표준 개발을 맡고 있는 세계 최대 기술표준 단체 3GPP 의장사로도 활약하고 있다.

최성현 삼성리서치 차세대통신연구센터장(부사장)은 정책포럼에서 "전 세계에서 많은 회사들이 6G 기술을 선점해 국가 경쟁력을 확보하려고 하고 있는데, 삼성전자도 3년 전부터 6G R&D에 나섰다"며 "2030 6G가 사용되는 해가 되면 5000억개의 기기가 연결되는데 6G의 주요 이용자는 사람 만이 아니라 기계가 될 것"으로 내다봤다.

삼성전자는 또 지난해 6월 미국 샌타바버라 캘리포니아 주립대(UCSB)와 공동으로 6G 테라헤르츠(㎔) 대역에서 통신 시스템을 시연해 성공한 바 있다.

LG전자는 지난해 12월 개최된 '2021 대한민국 과학기술대전'에서 '첨단전략기술 특별존'에 전시 공간을 마련하고 6G 무선 송수신에 대한 대표 R&D 성과를 시연했다. LG전자는 이 자리에서독일 프라운호퍼 연구소와 공동 개발한 전력 증폭기 소자를 처음 공개했는 데, 이 전력 증폭기는 지난해 8월 독일 베를린에서 6G 테라헤르츠(THz) 대역 실외 100미터(m) 무선 데이터 송수신에 성공했다.

LG전자는 또 '2021 대한민국 과학기술대전'에서 키사이트코리아와 6G 무선주파수 프론트엔드(RFFE) 모듈을 이용한 6G 송수신 기술을 공동 시연했다.

LG전자는 키사이트와 2021년 초부터 차세대 6G 네트워크 핵심기술 개발 및 테스트 협력을 목표로 업무협약(MOU)을 맺고 키사이트 6G 서브 테라헤르츠 R&D 테스트베드를 사용해 고주파, 광대역폭 RFFE 모듈을 포함한 송수신 기술 개발에 나서고 있다.

SKT는 6G 기술이 어떤 방향으로 구현될 지 정의가 내려지지 않았고 표준도 정해지지 않은 만큼, 관련 기업간의 협력이 무엇보다 중요하다고 판단하고. 주요 기업들과 업무 협약에 나서고 있다. 또 6G를 활용한 신규 사업 모델 공동 연구에도 나서고 있다.

SKT는 삼성전자, 노키아, 에릭슨 등 주요 장비업체와 5G 고도화 및 6G로의 진화를 위한 업무 협약을 맺고 긴밀한 협의를 통해 6G 기술 요구사항을 도출하고 주요 기술을 발굴·검증에 나섰다.

SKT는 현재 ▲초고신뢰·저지연 통신(Ultra Reliable and Low Latency, URLLC) ▲자율주행차량 및 드론용 V2X(Vehicle-to-Everything) 통신 ▲5G SA(Stand-Alone) 망 진화 ▲다중 안테나 기술 고도화(MIMO Enhancement) ▲5G 인빌딩 솔루션 연구 및 상용화에 대한 협력을 진행하고 있다.

SKT는 이어 앞서 MWC2022에서 5G보다 더 빠른 기술인 '5G 옵션4'를 공개한 바 있는 데, 기존의 5G에서 한발 더 나아간 기술로, 5G 옵션4는 코어·기지국 장비만 이용하는 SA 기술인 '옵션2'보다 진화한 기술로, 5G와 LTE를 결합하면 최고 속도로 높일 수 있게 된다.

'5G 옵션 4'는 5G 기술 진화를 선도할 수 있는 핵심 기술로, 6G로 나아가기 위한 전 단계로 볼 수 있어, 추가 검증 과정을 거쳐 내년에는 '5G 옵션4' 상용화를 목표로 하고 있다. 또 향후 도심항공교통(UAM), 자율주행, 원격 로봇 등 다양한 서비스에 진화된 5G 기술을 적용할 계획이다.

KT는 IITP(정보통신기획평가원) 주관의 6G 핵심기술개발 과제 공동 수행을 통해 6G 주파수, 무선채널모델, 무선접속 방식 등 다양한 6G 관련 기술 연구에 나섰다. 또 5G 포럼 및 국내 산학연 기관과 더불어 6G 글로벌 행사를 준비하는 등 다가올 6G 시대를 대비해 기술 및 제반환경을 마련 중이다.

세대별 통신규격으로 인정받기 위한 기술 요구사항 및 평가기준은 ITU가 제정하고 6G 관련 vision, requirements, evaluation 일정은 각각 2023~2028년 발표 예정으로, 이 시기에 맞춰 준비해간다는 전략이다.

LG유플러스는 6G 네트워크에 필요한 기술을 실증하고 있는 단계로, 6G 이동통신의 핵심 안테나 기술인 '재구성가능한 지능형 표면(RIS)' 기술 검증에 나섰다.

6G에서는 지금까지 이동통신에서 사용하지 않은 테라헤르츠(㎔)파 대역을 사용하게 될 것으로 전망되는 데, 테라헤르츠파는 가용 대역폭이 넓어 초당 테라비트(Tbps)의 데이터 전송속도를 낼 수 있지만, 파장의 길이가 매우 짧기 때문에 전파가 도달하는 거리에 장애물이 있는 환경이나 실외 기지국에서 실내로 들어오는 상황에서 손실이 발생한다.

이를 해결하기 위해 필요성이 부각되는 기술이 RIS다. RIS는 안테나 표면의 전자기적 특성을 이용해 기지국에서 나온 전파가 이용자에게 전달하는 6G의 요소기술 중 하나이다. 전파의 특성에 맞게 전달력을 조절하는 '지능형 거울'에 비유할 수 있다. 이를 이용하면 외부 신호를 건물 안으로 전달되는 기지국 신호의 '투과효과'를 제공할 수 있고, NLoS 환경의 '반사효과'를 제공함으로써 음영지역에 대한 커버리지를 개선할 수 있다.

LG유플러스는 노키아, 크리모, 동우화인켐과 6G RIS 기술 협력을 진행하며, 올해 초부터 실험실과 5G 필드 환경에서 RIS를 검증하고 있다. 우선 1단계로 3.5㎓ 대역과 28㎓ 대역에서 검증하고 있으며, 향후 RIS를 테라헤르츠 대역에 적용해 6G에서 RIS 적용 시 어느 정도 효과가 있는지 확인할 예정이다.

LG유플러스 관계자는 "RIS가 실제 이동통신 환경에서 사용 가능하다는 게 검증된다면 다가올 6G 시대는 물론 5G 품질개선에도 활용할 수 있을 것으로 기대한다"며, "네트워크 장비의 클라우드화 등 차세대 네트워크 기술을 실제 통신환경에서 검증하고, 고객의 체감품질을 개선할 수 있도록 노력하겠다"고 말했다.