박정한 기자
평창 동계올림픽으로 시작된 5G시장이 코로나 기간 동안 제대로 된 투자도 없는 가운데 6G 경쟁이 벌써 시작되고 있다.5G가 아직 배치의 초기 단계인데도, 기술의 선두에 서기를 열망하는 국가들은 디지털과 물리적 세계를 더 가깝게 하려고 고안된 차세대 통신 시스템인 6G에 투자하고 있다. 전문가들은 완전히 개발된 6G 네트워크가 2030년까지 이용 가능할 것으로 예상하지 않는다.
벌써 여러 국가의 6G 개발 소식이 퍼지고 있다. 삼성은 미국에서 6G 실험을 했고, 미국은 중국을 고립시키기 위해 ‘6G 동맹’을 맺는 데 앞장서고 있다고 신화통신이 보도했다. 5G가 아직 대중화되지 않았는데 6G 경쟁이 급증하고 있다.
아직 6G 공식화 표준은 확정되지 않았다. 주요 국가들이 6G 개발의 기회를 포착하고 있다. 현재 대부분 국가는 아직 초기 전략 목표 수립 및 과학 연구 기관의 초기 탐색 단계에 있다. 글로벌 주요 국가들은 6G 기회를 포착하고 6G에서 주도적 위치를 차지하기를 바란다.
◇5G와 6G의 차이
4G는 모바일 인터넷 시대를 주도했고 5G는 사물 인터넷 시대를 주도하는 통신이다. 5G는 이제 널리 알려졌으며 고속, 대용량 연결 특성을 가지고 있다.
5G는 점차 원격 의료, 자율 주행, 스마트 홈, 로봇 등 모든 종류의 네트워크에서 모바일 데이터와 인간의 삶을 더 높은 수준으로 연결해 주었다. 일과 삶의 방식에서 혁신을 이끌 것으로 기대되었다.
하지만 아직 5G 기술은 전반적으로 확산된 상황에 도달하지 못했다. 그런데 6G가 나오고 있다. 6G는 무엇인가?
6G는 만물의 진정한 상호 연결과 하늘과 땅의 통합 시대를 이끌 통신 네트워크로 불린다. 6G 네트워크는 지상 무선 및 위성 통신을 통합해 완전히 연결된 세상으로 전개된다.
위성 통신을 6G 이동 통신에 통합해 원활한 글로벌 커버리지를 달성하고, 네트워크 신호는 어느 누구에게나 닿을 수 있다. 오지 마을에서, 깊은 산간 지역까지 환자들이 원격 진료를 받을 수 있고 원격 교육을 받을 수도 있다.
또한, 글로벌 위성 측위 시스템, 통신 위성 시스템, 지구 영상 위성 시스템 및 6G 지상 네트워크의 공동 지원으로 지상에서 공중 전체 커버리지 네트워크가 형성되어 날씨를 예측하고 자연 재해에 신속하게 대응하는 데 도움이 될 수 있다.
6G 데이터 전송 속도는 5G의 100배에 달할 수 있으며 지연은 5G의 10분의 1로 줄어든다. 피크 속도, 지연, 트래픽 밀도, 연결 밀도, 이동성, 스펙트럼 효율성 및 포지셔닝 등 모든 면에서 5G를 능가한다.
영국의 브리티시 텔레콤(BT) 수석 네트워크 설계자인 닉 멕레이(Neil McRae)는 “6G가 5G를 기반으로 위성 네트워크를 통합하여 글로벌 커버리지를 달성하는 ‘5G+위성 네트워크’가 될 것”이라고 정리한다. 현재 6G에 대한 표준 정의는 없지만 6G는 지상 통신과 위성 통신의 통합이 될 것이다.
◇6G와 우주 상업시대의 기술 변화
위성 통신 기술의 개발은 6G 비즈니스에 매우 중요하다. 6G는 우주 상업시대와 연동되는 통신 네트워크로 그 만큼 저궤도의 인공위성이 현재보다 엄청남 속도로 많아진다는 전제아래 진행된다.
이미 저궤도에 7500여개의 위성이 활동 중에 있고 향후 아마존과 스페이스X가 주도하는 인공위성 기반 고속광대역 통신 위성 사업만으로도 10만대 이상의 인공위성 발사가 계획되어 있다.
이런 가운데 머스크는 자신이 개발하는 인공위성에 AI를 탑재해 지금까지 지상과 위성간 단일 정보교환만 이루어지던 것을 지상-위성에 더해 위성과 위성간 정보교환까지 가능하도록 하겠다는 구상을 밝혔다.
마치 두뇌의 신경망처럼 실시간으로 정보교환이 이뤄지도록 관련 기술 개발을 진행하고 있어 실현이 될 경우 정보의 전달속도와 양은 현재 통신 전달 속도와 양으로는 감당할 수 없다.
우주에서 보내는 정보가 부정확하거나 중간에 지체되거나 전달 속도가 느려질 경우 그 피해는 막심할 것이다. 예를 들면 자율주행 차량에 보내는 위치정보나 충돌 예방 정보가 잘못 처리될 경우 인명 피해가 발생한다.
남은 기간 동안 이런 문제를 해결하려면 그래픽 기술, 반도체 칩, 센서, 렌즈 등의 다양한 연관부분 기술이 더욱 고도화될 것이다.
우주 상업시대가 열리면서 통신의 발달은 가속화한다. 한 기술이 다른 분야 기술 발달을 촉진시키는 것이다. 이는 상업적 수요가 있기에 가능하다. 천문학적 비용이 투입되는 투자가 향후 충분한 이익을 가져다 주기에 이런 선순환 투자와 기술 발달이 가능해지는 것이다.
한편, 위성에 AI가 탑재되고 정보전달 속도와 양이 많아질 경우 현재 반도체 성능만으로는 이를 감당할 수 없다. 반도체의 성능은 더 전력사용이 적어야 하고 더 많은 정보를 저장해야 하며 더 작아져야 한다. 가볍고 전력 사용량도 적어야 할 위성 수요에 맞춰야 한다.
6G는 6세대 이동통신 기술이라고도 한다. 6G는 5G보다 1000배 bps 높은 테라헤르츠 주파수 대역 전송 용량을 사용하며 네트워크 지연도 밀리 초에서 마이크로 초로 줄어든다.
그러나 6G 기술 표준을 공식화하려는 현재의 국제적 이니셔티브는 아직 시작되지 않았으며 2024년경에 시작될 것으로 예상된다.
통신 표준의 맞춤화 권한은 경제 발전에 큰 이점을 준다. 예를 들어, 2G는 유럽 국가에서 우선적으로 채택했고, 3G는 일본에서, 4G는 2011년에는 미국이 시장을 장악했다. 5G 시장에서는 중국이 선두를 차지했다.
◇6G 누가 앞서가나?
차세대 이동통신 기술인 6G가 가져온 변화는 상상할 수 없을 정도로 크다. 따라서 많은 국가들이 이미 6G 기술 연구에 투자하고 있다.
우선 삼성전자다. 최근 미국에서 6G 테스트를 시작했다. 미국 연방 통신위원회(FCC)에 133~145GHz 테스트 주파수 라이선스를 신청했다. 올해 6월 세계 최초로 6G 시제품 시스템 테스트를 통과했다.
한국은 이미 6G를 효과적으로 정리하고 배치하는 일을 시작했다고 할 수 있다. 5G 관점에서 보면 현재 한국에서 5G 상용 서비스가 시작되면서 5G 보급률을 20% 이상으로 끌어올리는 데 2년이 걸렸다.
루트메트릭스 발표 보고서에 따르면 서울의 5G 가용성은 95.2%로 뉴욕(74.1%), 런던(43.7%), 취리히(45.6%)를 훨씬 능가한다. 한국이 5G 네트워크 배치에서 선두를 달리고 있음을 알 수 있다.
6G와 관련해서도 한국은 주도권을 잡으려고 한다. 한국은 6G 시대를 선도하는 미래 이동통신 연구개발 전략을 제시하고, 2026년 6G 시범사업을 추진하고, 2028년 6G 상용화를 실현할 계획이다. 세계 최초의 6G 상용화 국가가 되고자 한다.
한국이 제시한 일정은 2030년 미국과 일본의 상업화 계획보다 2년 더 빠르다. 이에 한국은 향후 5년간 6G 연구개발에 2200억 원을 투자할 계획이다.
현재 한국의 R&D는 꽤 효과적이다. 올해 8월 LG도 100m 이상의 테스트 거리에서 데이터 전송을 위해 테라헤르츠 주파수 대역에서 6G 전송을 성공적으로 사용했다.
한국 정부는 2031년까지 통신위성 14기를 우주로 보낸다는 계획이다.
미국도 6G에 투자를 아끼지 않고 있다. 중국의 5G에서 급속한 발전으로 인해 미국은 6G 시대에서 주도적인 위치를 확립하려는 의지가 강하다. 선도적 입지를 구축하고자 미국은 먼저 2018년 미국 이동통신 산업 전시회(MWC)에서 6G 기술 발전을 기대했다.
2020년까지 미국은 동맹국들과 6G 연구동맹을 위해 ‘넥스트 G 동맹’ 형성을 주도했다. 동맹의 전략적 과제는 6G 전략 로드맵 수립, 6G 관련 정책 및 예산 추진, 6G 기술 및 서비스의 글로벌 진흥 등이다. 미국은 애플, 인텔, 퀄컴, 삼성, LG 등 수십 개의 정보통신 대기업을 회원으로 참여를 유도했지만 중국 기업은 제외했다.
현재 미국은 6G 배치 속도에 더욱 시급히 움직이고 있으며 거대 기업 간의 동맹을 구축했을 뿐만 아니라 다른 국가와의 협력도 모색하기 시작했다. 올해 4월 미국과 일본은 6G 기술 연구개발을 위해 45억 달러의 공동 투자를 발표했다.
그리고 한국과 함께 양국이 6G 통신의 핵심 기술을 선도하는 위치를 차지하기를 기대하고 있다. 한국정보통신기획평가원은 미국 국립과학재단(National Science Foundation)과 6G 공동연구를 위한 양해각서(MOU)도 체결했다.
일본도 6G 기술 개발에 나서고 있다. 일본은 세계 최초로 6G 국가전략을 도입한 국가다. 일본의 6G 비전은 2025년에 6G 주요 기술의 연구 개발을 완료하고, 2027년까지 6G 시험을 시작하고, 2030년에 6G 기술을 공식적으로 사용하는 것이다. 글로벌 특허의 비율도 5.5%에서 10%로 증가했다. 인프라 및 소프트웨어는 2%에서 향후 30%로 증가할 수 있다.
일본 총무성, 대학, NTT 주도로 “Beyond 5G Promotion Alliance”가 설립되었다. 이 동맹의 주요 회원에는 일본 통신회사, 소프트뱅크가 포함되었다. 미국과의 45억 달러 협력 외에도 핀란드와 6G 통신 기술 협약(20억 달러 투자)을 체결했다. 핀란드 통신 대기업 노키아도 참여할 예정이다.
일본 통신 대기업 NTT는 5G 경쟁에서 뒤처진 것을 6G에서 만회하려고 차세대 통신기술의 패권경쟁에 뛰어들었다.
반도체 네트워크 전송을 기존 전자에서 포토닉으로 변경하자는 제안을 처음으로 제안했다. 광전송 국제 표준확보를 위해 자체 개발한 광전송 기술을 적용한 통신 플랫폼 ‘IOWN’(Innovative Optical and Wireless Network) 상용화도 추진 중이다.
NTT는 통신과 IT 분야뿐만 아니라 차세대 통신 플랫폼이 대중화될 수 있다면 온실가스 배출량 감소율 측면에서 일본 전체의 4%를 줄일 수 있다고 본다.
NTT의 아이디어로 인텔은 포토닉 기술을 사용한 반도체 연구 협력을 제공하고 소니는 자체 센싱 기술과 IOWN의 초저지연 통신 기술을 결합하여 엔터테인먼트 경험을 공동으로 연구하고 있다.
중국도 6G 시대 준비에서 경쟁력을 갖고 있다. 5G 시대 주도권을 6G에서도 반드시 고수하려는 의지가 강하다.
미국이 동맹을 결합하고 6G 개발에서 중국을 밀어내고자 하는 동안, 중국은 6G를 향해 끊임없이 노력하고 있다. 중국은 2020년 세계 최초로 우주에서 테라헤르츠 통신 적용을 검증한 국가다. 6G 시험위성 발사에 성공한 최초의 국가가 되었다.
최근 닛케이에서 6G 핵심 특허 출원 건수를 분석한 결과 중국 기업이 40.3%, 미국 기업이 35.2%, 일본 9.9%, 유럽 8.9%, 한국 4.2%를 차지한 것으로 나타났다. 이 핵심 특허 출원에는 통신 기술, 기지국 기술, 인공 지능을 포함한 6G 관련 분야의 2만개 특허가 포함되어 있다. 특허 출원 건수 면에서 중국이 1위다.
실제로 2018년 중국 통신 표준협회는 6G에 대한 비전과 요구 사항을 제시하고 6G의 핵심 기술에 대한 연구를 시작했다. 2019년 중국 과학기술부는 국가 6G 기술 연구 개발 촉진 실무 그룹과 전체 전문가 그룹의 설립을 발표했다. 올해 6월에는 중국 6G 추진단에서 ‘6G 전체 비전과 잠재적 핵심 기술 백서’를 발표했다.
화웨이에서 6G를 필사적으로 연구하고 있다. 화웨이는 특허권을 확보하기 위해 6G를 연구한다. 특허 확보가 6G 승패를 좌우한다고 본다.
현재 화웨이는 캐나다 오타와에 6G R&D 연구소를 설립하고 6G 기술 개발에 착수해 5G와 나란히 연구개발 중이다.
칭화대와 차이나모바일은 2020년에 6G 지향 미래 이동통신망, 차세대 인터넷 및 모바일 인터넷, 산업용 인터넷, 인공지능 등 핵심 분야에서 공동 연구를 수행할 것이라고 밝힌 바 있다.
독일 등 유럽에서도 다가오는 6G 시대 경쟁에 동참하고 있다. 하지만 유럽은 미국과 중국의 경쟁에서 어느 한 쪽을 지지하는 것을 우려하는 입장을 보이고 있다.
EU는 6세대 플래그십 프로그램과 유럽위원회의 호라이즌(Horizon) 2020 금융상품에 해당하는 이니셔티브인 Hexa-X를 통해 6G 연구에 자금을 지원하고 있다.
독일은 미래 기술 주권이라는 이름으로 자체 6G 플랫폼을 개발하기 위해 7억 유로를 연구 자금으로 지원하고 있지만 자체 6G 프로그램에 막대한 투자를 하는 대신 이 분야에서 표준을 개발하려는 EU 노력을 지원함으로써 자국의 이익을 확보하려 한다.
오늘날의 통신 산업에서 국제 표준은 서로 다른 지리적 지역과 시장에 걸쳐 상호 운용성을 위한 기술 규격을 설정하는 것을 담당하는 조직인 이동통신 표준화 기술협력 기구(3GPP)에 의해 규제된다.
업계 리더들은 3GPP가 전 세계 6G 표준을 감독하기를 희망하지만, 현재 세계 경제를 지탱하고 있는 통신 네트워크와 장비에 대한 공통의 접근 방식을 유지할 보증 국가는 없다.
현재 유럽은 비용과 네트워크 보안의 균형을 유지하는 데 까다로운 문제에 직면해 있으며, 통신 수요를 단일 공급업체 또는 공급망에 의존하는 것을 피하고자 한다.
6G에서 유럽연합은 중국이나 미국 중 어느 한쪽과 호환성을 가질지를 선택하느냐에 따라 어느 한 쪽이 표준이 될 가능성이 높다고 본다.
지정학적 경쟁 구도가 6G로 확대되면서 중국과 미국 모두 EU와 전 세계가 중간에 낀 채 개별 규격을 선택할 수도 있다. EU는 한 나라를 따르기 보다는 두 나라 사이의 중립을 유지하려고 노력할 수도 있다.
그러나 이 접근법은 막대한 경제적 손실을 초래할 수 있다. 글로벌 스탠더드의 차이로 유럽의 중소기업들은 중국, 미국 또는 두 곳의 중요한 시장에 접근할 수 없게 될 것이다.
유럽이나 독일은 베이징과 워싱턴 사이의 긴장을 감안할 때 EU와 나머지 세계가 증가하는 지정학적 경쟁에서 희생되지 않는 자세로 이 문제에 접근해야 한다는 입장이 강해지고 있다. / 박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com
