VOL. 179 July 2021
TDMA와 CDMA에서 5G까지,
그리고 그 너머를 보다
이동통신연구본부 김일규 본부장
1초에 20Gb(기가바이트)의 데이터를 쏟아내는 5세대 이동통신 5G.
5G를 세계최초로 상용화했다는 영광을 뒤로하고,
다음 세대의 이동통신 기술인 6G 이동통신 기술을 연구하고 있는 사람들이 있다.
5G 전송속도의 50배, 1초에 1Tb(테라바이트, 1기가바이트의 1,000배)의 데이터를 전송하는 6G.
글로벌 이동통신 시장을 선도하겠다는 목표로 R&D를 지속하고 있는 이동통신연구본부 김일규 본부장을 만나 이야기를 나눠보았다.
박사님과 이동통신연구본부를
소개해주세요.
introduction
안녕하세요, ETRI 통신미디어 연구소, 이동통신연구본부의 김일규 본부장입니다. 현재 저희 이동통신연구본부는 크게 5G 플러스 R&D, 6G R&D 두 가지 연구를 동시에 진행하고 있습니다. 2019년 정부가 5G+ 전략을 제시했습니다. 저희는 5G+와 6G 연구를 2025년까지 같이 진행할 계획입니다.
5G+는 표준화가 완료되었기에 실용화를 목표로 R&D를 진행하고, 6G는 원천기술 확보를 목표로 R&D를 진행하고 있습니다. 2025년 이후에는 6G 원천기술을 확보해 5G+처럼 6G+ 형태로 연구 및 상용화를 진행되지 않을까 싶어요. 6G는 올해 4월부터 연구를 시작해서 실용화까지 생각하면 대략 8년 동안 진행할 것으로 생각하고 있습니다.
현재 5G가 한국에서 최초로 상용화되고 지금은 전 세계에서 상용화되고 있는데, 사실 5G R&D는 2010년도에 시작됐습니다. 2010년이면 4G가 막 상용화될 시기였죠. 이처럼 이동통신은 한 세대 서비스가 실용화되면서 다음 세대 이동통신 기술 R&D가 시작됩니다. 이런 흐름이라면 6G는 2030년 정도에 상용화되겠죠. 당연하게도 지금 우리가 R&D를 시작하지 않으면 6G 이동통신 분야에서 뒤처지게 됩니다. 중국이나 유럽은 이미 개발을 시작한 상황입니다. 한국도 지금부터 R&D를 시작해서 핵심 원천기술을 확보해야 경쟁력을 가질 수 있습니다.
5G, 6G란 무엇인가요?
5G 6G
보통 1세대 이동통신, 즉 1G를 아날로그 이동통신이라고 말하고. 2G부터는 디지털 통신으로 분류합니다. 2G는 가장 기본적인 짧은 메세지를 전달할 수 있었고, 3G는 좀 더 발전해서 기본적인 저화질 영상을 볼 수 있었죠.
지금 가장 많이 쓰이고 있는 4G부터는 더 고용량, 고화질의 동영상을 보는 것도 가능해졌습니다. 이어 2019년 한국에서 최초로 상용화된 5G는 4세대보다 훨씬 더 고용량 데이터를 전송하지만, 5G도 한계가 있습니다. 앞으로는 홀로그램이라던지 6DOF(Depth of Field)등 지금까지와는 차원이 다른 크기의 고용량을 요구하는 콘텐츠가 서비스될 것인데, 5G로는 이런 콘텐츠를 서비스하기에는 무리가 있죠. 그때부터는 6G가 필요한 겁니다.
6G는 5G 대비 50배의 전송속도(1Tbps, 5G는 20Gbps)를 가지고 있습니다. 이렇게 초고속 통신이 가능하게 되면 앞에서 말씀드린 홀로그램, 6DOF, 자율주행차 서비스 등이 가능해집니다. 또 오지, 바다, 산처럼 통신 음영지역에서 통신을 원활하게 할 수 있는 초공간 3D 통신서비스를 제공하려면 그만큼 더 빠른 전송속도가 필요한데, 6G가 상용화되면 충분히 가능하죠.
다음은 초저지연입니다. 5G는 4G LTE와 비교했을 때 무선 구간에서만 최적화가 되어있습니다. 문제는 현재 이동통신 시스템은 장거리 통신을 할 때 무선-유선-무선의 순서로 통신하게 됩니다. 서울에서 부산으로 전화를 걸면 발신자의 신호를 서울의 통신기지에서 받아 유선으로 부산까지 연결하고, 다시 부산의 통신기지에서 무선으로 수신자에게 신호를 전달하는 방식이죠. 이동통신 신호가 전달되는 경로의 대부분이 유선으로 연결되는 것입니다.
그런데 말씀드린 것처럼 유선 구간에서는 4G나 5G나 큰 차이가 없기 때문에, 장거리 통신을 하는 경우에는 4G와 5G의 속도가 크게 다르지 않습니다. 그러나 6G는 5G와 다르게 유선 구간에서의 전송속도도 개선되어 딜레이(지연) 없이 실시간으로 통신하는 것이 가능합니다. 예를 들어 제주도에 있는 드론을 서울의 집에서 조종해 제주도의 경치를 보는 것도 가능하죠.
더불어 위치와 속도, 경로를 추적하는 측위 분야에서의 정확도도 m단위에서 cm단위로 줄일 수 있고,전력 소모량을 줄여 에너지 소비를 절감하는 것도 가능합니다.
앞으로의 연구 방향은?
Research Direction
올해 4월부터 연구를 진행해서, 지금은 연구를 시작한지 3개월 정도 됐습니다. 아직은 방향을 잡아가는 단계인데, 6G 과제의 첫 번째 목표로 원천기술을 확보하는 것을, 다음으로 국제표준화를 선점하는 것을 잡았습니다. ETRI가 37개 공동연구기관과 같이 6G 원천기술을 개발, 확보하고 표준과정을 진행하면, 국내 중소, 중견기업과 실험제품을 만드는 것으로 넘어가는 단계도 계획하고 있습니다.
이동통신 분야는 아무래도 한 곳에서만 사용하면 의미가 없습니다. 그래서 외부 단체, 해외의 연구 등 여러 부분을 고려해야 합니다. 물론 저희도 계속 R&D를 진행해야 하고요. 이런 것들을 고려하지 않고 독자적으로 나가게 되면 나중에 외톨이가 될 수도 있습니다. 일본이 지금 이동통신에서 맥을 못추는 이유가 2G 이동통신 개발 과정에서 독자적으로 연구개발을 진행해서 외톨이가 되었기 때문입니다. 이처럼 여러 기관, 나라, 연구소들과 공조하는 것이 중요합니다. 저희가 37개 기관과 같이 연구를 진행하는 것도 국내에서 먼저 표준화를 진행하고 글로벌 표준화를 진행하려는 이유도 있는 거죠.
저희 내부에서도 통신연구소 밑에 저희 이동통신연구본부뿐만 아니라 네트워크연구본부, 전파위성연구본부가 모두 같이 연구를 진행합니다. 6G에 관한 8가지 과제를 이동통신연구본부가 3개, 전파위성연구본부가 3개, 네트워크연구본부가 2개를 진행하고 있죠.말 그대로 화합이 중요한 분야죠.
본부장님과 이동통신본부의
최종적인 목표는 무엇인가요?The final goal
지금 다양한 분야에서 여러가지 아이템이 많이 나오고 있지만, 이동통신은 5G, 6G, 7G 등등 계속 중요한 이슈일 것이라고 생각합니다. TDMA나 CDMA부터 5G까지 이동통신 분야에 많은 기여를 해온 ETRI가 앞으로도 계속 큰 역할을 할 수 있도록, 6G에서 남들이 인정할만한 획기적인 기술, ETRI가 내세울만한 기술을 다수 확보하는 것을 목표로 삼고 있습니다.
Editor epilogue
최종목표가 무엇이냐고 묻는 질문에 ‘무엇보다도 ETRI가 자랑스러워할만 한 기술을 남기는 것’이라고 대답하며 미소를 띈 김일규 본부장의 얼굴에는 사뭇 자신감과 함께 ETRI에 대한 자부심이 느껴졌다. 지금까지 그래왔던 것처럼, 대한민국을 세계 최고의 이동통신 강국으로 만들겠다는 그의 말에 진심이 느껴졌다.
