[기고] 중국의 6G(6세대 이동 통신) 기술 개발의 논의(上)
[기고] 중국의 6G(6세대 이동 통신) 기술 개발의 논의(上)
  • 파이낸셜신문
  • 승인 2021.08.23 09:36
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5G로 대표되는 정보기술은 이미 산업계 전반에 걸쳐서 광범위하게 응용되고 있는데, 이동통신 네트워크의 부단한 발전을 가져왔다. 자율주행차, 혈압과 심전도 측정 등 건강 기능이 장착된 웨어러블 기기가 보편화되었으며, 안구 및 지문인식의 범주를 초월한 원거리 감지센서를 통해 보다 철저한 보안이 실시되고 있다.

여기에 디지털화폐, 인공지능이 장착된 가정용 로봇의 등장이 스마트도시의 구축을 앞당기고 있다. 스마트도시의 구축이 이른 시일 내에 완성되려면 온라인과 오프라인의 사물을 연결한다는 사물인터넷(IoT)을 뛰어넘어, 3차원적인 관점에서 모든 물체를 이동통신으로 연결한다는 만물인터넷(IoE)이 보편화되어야 한다. 이것이 6G 시대를 구현하는 요소 가운데 하나가 된다.

김종우 강남대학교 글로벌문화학부 교수
김종우 강남대학교 글로벌문화학부 교수

6G에 대한 사용자들의 서비스 수요에 대응하기 위해서는 이동통신 네트워크가 지금보다 훨씬 더 스마트해져야 하고 탄력적으로 업무를 처리해야 하며 보안도 완벽하게 강화되어야 한다.

6G 네트워크는 인공지능을 활용하여 자체적인 학습능력을 갖춰야 하고, 실제 상황에 근거하여 정보를 판단하고 업무를 체험하는 딥러닝을 통해 스마트한 결정을 내려야 하며, 네트워크 시스템에 자체적으로 적응하도록 해야 한다.

이를 위해 6G는 센서 관리, 통신네트워크 관리, 융합과정 관리, 기능통제 및 서비스응용 영역에까지 클라우드컴퓨팅과 딥러닝을 통해 스마트화한 자체 진화 능력을 갖춰야 한다. 6G 통신망이 본격화하면 중국에서 생활의 혁신은 어떠한 모습으로 나타날까? 6G 이동 통신 개발에 대한 논의가 다른 나라보다 앞서 있는 중국의 현황을 상, 중, 하 세 편에 걸쳐서 소개하기로 한다.

◇ 6G 시대 개막에 따라 달라지는 중국의 미래

지금으로부터 10년이 경과한 2030년의 스마트정보화 사회는 사물의 반응에 거의 즉각적으로, 또 제한없는 완벽한 무선 통신 시스템을 구축하여 디지털화, 스마트화 및 전지구적 차원의 데이터베이스를 구축하게 되는데, 6G는 이것을 실현하기 위한 핵심 요건이 된다.

6세대 이동 통신은 24시간 실시간으로 거대한 데이터를 처리해야 한다. 즉 거대한 전송 용량 처리 능력과 초저지연 통신능력, 고접속 밀도가 요구된다. 초당 100기가비트에서 120기가비트의 거대한 데이터 전송 능력, 인터넷 신호가 끊기는 지연 현상이 없는 완벽한 통신 상태 및 이를 위한 고도의 통신 접속이 필수적이라는 의미이다. 여기에 센서, 통신, 컴퓨팅, 통제, 캐시, 레이다, 위치추적과 같은 위성항법, 영상 등이 총망라되어 내재되어 있어야 한다.

6세대 이동 통신이 가져오는 기술 발전의 특징은 주로 아래와 같다. 각 산업별 인터넷에 보다 확고부동한 네트워크 통신을 제공하게 된다. 또한 5G의 수직계열 산업에 대한 응용력이 강화되는데 대규모의 사물인터넷과 자율주행차의 보편화 등이 그것이다.

그리고 인공지능에 기반을 둔 각종 시스템이 클라우드컴퓨팅 플랫폼에 구축되고 수치상으로도 방대한 응용이 현실화된다. 이와 함께 인공지능과 신소재, 첨단 안테나기술의 구동 하에 6G의 장기적인 기술 향상은 신기원을 열게 될 것이다. 마지막으로 각각의 산업별로 역량이 강화되어 현실 세계 속에 가상의 디지털세계가 대량으로 공존하게 된다.

상기 내용을 보면 기존의 5G와 별다른 차이가 없는 것처럼 인식된다. 그러나 5G와 구별되는 6G의 차이점은 단순히 데이터 전송능력에만 있는 것이 아니라, 하늘이 아닌 우주 공간까지 네트워크 공간 확대된 결과 네트워크가 더욱 더 지능화되고 보안이 강화되어 통신이 완벽성을 기할 수 있다는 점에 있다.

인류를 위해 지구와 우주를 망라한 모든 곳에, 또 24시간 내내 데이터가 오가는 정보기초시설을 제공하게 되는데, 6G 시대에는 가정의 ATM 통신시설, 위성전화를 이용한 직접통화, 바다에서 우주로의 통신 제공이 가능할 것으로 전망된다.

미래 디지털세계의 혁신은 스마트시스템의 보편화, 시각, 후각, 촉각, 미각, 청각 등 오감의 역량이 극대화되며, 네트워크의 수요 변동 및 양극화가 본격화할 것으로 전망된다. 신소재 및 양자물리역학 등이 클라우드 컴퓨팅에 적용되면 6G 디지털 세계가 발전하게 되는데, 관건은 첨단기술의 융합 발전이 지금보다도 훨씬 더 큰 비즈니스 가치 창출로 이어져야 한다.

이 시점에서 더 나은 미래를 건설하기 위한 6G 네트워크의 확립이 필요한데, 구체적인 시스템 설계는 아래 내용을 주목해야 한다.

◇ 6G 네트워크 기준 체계 설계

미래 6G 시대 통신업무의 응용은 모든 정보의 통신 분야로의 활용, 오프라인 및 가상현실 증강, 데이터 속도의 비율, 통신 두절이 거의 없어 지연되는 경우가 없는 초저지연 통신과 링크수 등으로 나타난다. 네트워크 핵심성과지표의 수요 및 5G와 비교하면 그 수치가 양적으로 급격히 증대되는 것이 확인된다.

기존의 5G에 대한 지속성 능력 지표는 가속도, 스펙트럼 효율, 데이터 유동량 밀도, 접속 밀도, 초저지연 및 신뢰성, 이동성(운동성), 시스템 대역폭 및 시스템에너지 효율 등이 있다. 이를 기반으로 6G는 새로운 청사진과 수요를 결합하여 5G를 구성하는 기준을 말 그대로 극대화해야 한다. 6세대 이동 통신 지표 체계는 아래 내용이 포함되어야 한다.

첫째, 가속도 지표가 있다. 전형적인 가속도 평가지표는 일정 구역 내 상향 최대치 가속도, 하향 최대치 가속도 및 사용자 체험 가속도 지표를 포함하는데 6G 네트워크는 밀리미터파, 테라헤르츠파 주파수 대역 통신을 지원한다. 가속도 지표는 5G 네트워크의 수십배 이상까지 올라갈 수 있다. 상술한 100기가비트 또는 120기가비트에 대한 논의가 허황된 것이 아니라는 것이다.

둘째, 스펙트럼(주파수) 효율 지표가 있다. 전형적인 평가지표는 일정 구역 내 상향 최대치 가속도, 하향 최대치 가속도 및 사용자 체험 가속도 지표를 포함하는데 단일 스트림 업무를 수행하는 6G 네트워크 주파수 스펙트럼 지표는 현재 역량을 압도하는 몇 배 진화된 성능으로 업그레이드되어야 한다.

셋째, 데이터 유동량 밀도이다. 더 높은 주파수 대역에서 더 큰 시스템 대역폭 지원을 통해 6G 네트워크 용량은 급격히 상승되며, 더 높은 주파수 대역 시스템 적용 면적은 낮아지게 된다. 이 때문에 6G 네트워크가 지원하는 데이터 유동량 밀도 역량은 5G 네트워크의 수십 배에서 백배 이상까지 업그레이드되어야 한다.

넷째, 링크 밀도가 있다. 6G 네트워크는 육지와 바다, 하늘 전 영역이 링크되고 연결되는 것을 지원하게 된다. 2차원 공간에서 3차원 공간으로의 링크 업그레이드 및 링크 터미널의 증강에는 5G 네트워크와 비교하여 한층 더 업그레이드된 6G 네트워크 링크 밀도의 실현을 필요로 한다.

다섯째, 초저지연성 및 신뢰성이 있다. 6G 네트워크는 더 미세한 크기의 시간 조정능력 및 격리능력을 지원해야 한다. 6G 네트워크 하드웨어는 한층 더 업그레이드된 처리능력을 필요로 하는데, 5G 네트워크를 기반으로 기존과 상응하는 업무 신뢰성을 보장하는 상황 하에서 6G 네트워크의 초저지연성은 더욱 더 낮아질 필요가 있다. 1회용 업무 패킷 전송의 최저 초지연성은 100마이크로초(100만분의 1초)급 이하로 낮아져야 한다.

여섯째, 이동성(운동성)이 있다. 6G 네트워크는 고속철도와 비행기 등 교통수단 운행 상황 하에서의 사용자 링크(접속)를 지원할 필요가 있다. 운송수단에 탑승한 사용자 이동 속도가 시간당 1천 킬로미터 이상이 되어도 사용 가능하도록 지원해야 한다는 의미이다.

일곱째, 초고주파 광대역 무선통신시스템이 있다. 6세대 이동 통신은 밀리미터파, 테라헤르츠파 주파수 대역 배치, 단일주파수, 단일 반송 주파수 분할 다중접속의 결합을 지원하는 상황 하에서의 초고주파 광대역 무선통신시스템은 1 기가헤르츠 이상에 도달하도록 해야만 한다.

여덟째, 시스템 에너지 효율이 있다. 6G 네트워크 에너지 효율은 부하가 있는 상황에서의 고도의 데이터 전송을 지원해야 하고, 부하가 없는 상황에서의 저에너지 활용 또한 지원해야 한다. 이 때문에 5G 네트워크와 비교하면 시스템 휴면(절전에 해당) 지원 상태에서 더욱 더 탄력적인 시스템 휴면 및 조정 활성화, 또 더 낮은 초저지연성을 지원하는 것은 6G 네트워크 시스템 에너지 효율을 평가하는 핵심지표의 하나가 된다.

6G 네트워크는 시스템 구조 설계단계에서 인공지능 관련 수요와 그에 대한 표준화를 고려해야 한다. 그러한 과정을 통해 지금과는 비교할 수 없을 정도로 모든 면에서 전면적인 스마트화를 완성시킬 수 있다. 스마트화한 능력의 요건은 자체학습능력, 자체적응능력, 자체생성능력, 자체회복능력 및 자체성장능력 외에 그러한 스마트 능력에 대해 계량화를 통한 대조분석 진행이 필요하다는 것이 차이가 있다.

계량화를 통한 대조분석은 반드시 필요하다. 대조분석을 하지 않을 경우 관련기술의 표준화 및 설계를 협의할 때, 어떤 기술이 강력한 스마트 기능을 구비했는지 아니면 일반 능력인지 계량화를 진행할 수 없기 때문이다.[파이낸셜신문]

 

<이 기고는 상중하에 걸쳐 게재됨을 알려드립니다=편집자주>



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