차세대 무선 통신 시대가 벌써 시작된 이유

로데슈바르즈의 Wireless Communications Market Segment 사업부를 담당하는 Alexander Pabst 부사장은 "5G 도입이 한창 진행 중인 가운데, 이미 6G 상용화를 목전에 두고 있습니다."라고 확신에 찬 목소리로 이야기합니다. 그의 말대로 5G 도입이 전 세계적으로 한창 진행 중입니다. 로데슈바르즈는 T&M 솔루션의 선도적 공급업체로서 전체 무선 통신 생태계에서 주요 기술 파트너로 활동하는 동시에 6G 무선 통신 도입 활동에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 무선 통신의 미래를 간략히 소개합니다.

누군가는 처음으로 받은 문자 메시지를 아직도 기억할 것입니다. 1990년대였던 그때는 휴대전화에 물리적인 버튼이 존재했는데, 그 점을 제외하고는 오늘날의 스마트폰과 같은 점이 아무것도 없었습니다. 30년이 지난 지금 모든 것이 달라졌습니다. 우리는 이제 이동 중에도 스트리밍 서비스를 이용하고, 실시간으로 택배를 추적하며, 다른 대륙에 사는 친구에게 생일 축하 인사를 전하기 위해 영상 통화를 합니다.

아바타와 나

현재의 관점에서 보면, 6G 사용이 많은 사람들에게 판타지처럼 생각될지도 모릅니다. 일례로, 가상 현실과 증강 현실은 확장 현실로 전환되어 현실과 가상 세계의 경계를 모호하게 만드는 공간을 창조할 것입니다.

온라인 쇼핑몰에서는 실제 사람 대신 디지털 아바타가 제품을 살펴볼 것입니다. 여러 대륙에 거주하는 사람들이 화상 전화 대신 가상의 공간에 모여 생일 파티를 하는 것은 어떨까요? 글로벌 가상 현실의 일종인 메타버스는 1991년에 발표된 공상과학소설에 처음 등장했습니다. 이제 이 용어는 실리콘밸리뿐만 아니라 디지털화의 차세대 주요 트렌드로 거론되고 있습니다. 이들이 제시하는 6G 시나리오가 현실화된다면, 우리는 2030년대에 동화 같은 통신 세계를 만날 수 있게 될 것입니다.

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표준화된 성능 특성이 아직 부족하긴 하지만, 기술 논의에서 가장 중요한 주제입니다. 오늘날 발표되는 기술 문서는 feUMBB(further enhanced Ultra Mobile Broadband), uLLRS(ultra Low Latency Reliability & Security), uHSLLC(ultra High Sensing Low Latency Communications)와 같은 용어들로 가득 차 있습니다.

이 모든 용어에서 공통적으로 추구하는 요소는 지연 시간이 거의 없거나 전혀 없이 빠른 속도로 데이터를 전송하고 환경 민감도를 높이는 것입니다. 그리고 이는 알려진 애플리케이션 프로필을 이상적인 사용 사례의 요건에 적합하도록 고주파 대역에서 결합하는 과정을 포함합니다.

식스센스가 결합된 네트워크

새로운 조합인 JCAS(Joint Communication & Sensing)에서는 센서 기능이 미래의 6G 통신 네트워크에 필수적인 부분을 차지합니다. 로데슈바르즈는 무선 통신, 레이더 테스트 및 측정 분야에서 축적한 전문성을 바탕으로 센서 기능 개발에 적극적으로 참여하고 있습니다.

기술적인 측면에서 보면, 이는 JCAS에서 기본적으로 요구하는 디자인 요건을 충족하기 위해 다중 신호 설계 또는 하드웨어 공유를 사용하는 것을 의미합니다. 즉, 통신 네트워크 내 정보 교환을 바탕으로 환경 매개변수를 기록하는 것입니다. 네트워크 내에서 전송되는 신호 외에도 신호의 반사가 수신 및 처리됩니다. 기본 원리는 의사들이 사용하는 초음파 기술과 같습니다. 조직별로 강도가 다른 초음파를 반사하는 것입니다. 이렇게 발생한 에코를 기반으로 컴퓨터가 내부 장기의 위치, 모양, 구조를 보여주는 이미지를 생성합니다.

가상 현실 세계로

무선 통신에서는 반사된 신호가 제공하는 추가 정보를 활용하여 네트워크 성능을 최적화할 수 있습니다. 예를 들면, 일시적으로 신호 전파를 차단하는 특정 물질이 있다면 네트워크가 신호에 응답하기 위해 거의 실시간으로 신호 방향을 변경할 수 있습니다.

또한, 무선 네트워크 내부에 배치되는 추가 공간 획득은 모든 사용자 장비에서 가장 혁신적인 애플리케이션을 보장합니다. 소위 말하는 디지털 트윈은 물리적 세계를 가상 환경의 모델로 나타냅니다. 6G 시나리오에서는 디지털 트윈이 사용자가 완전히 몰입할 수 있는 경험을 제공하는 데 그 목적이 있습니다. 엔터테인먼트 산업의 오락 및 게임부터 비장애인이나 장애인을 위한 보조 시스템 및 산업용 로봇 애플리케이션에 이르기까지 이와 관련된 시장의 관심이 매우 뜨겁습니다.

독일에서 탄생한 무선 통신

1세대 아날로그(1G) 이후, 1990년대에는 문자 메시지를 전송하는 것이 비약적인 발전처럼 느껴졌습니다. 1세대 디지털 무선 통신(2G)은 로밍, 디지털 음성 전송 등 추가 기능을 제공했습니다. 로데슈바르즈의 GSM(Global System for Mobile Communications) 시뮬레이터처럼, 유럽의 GSM 표준이 주요 기준이 되었습니다.

Make it human

인터넷이 성장하면서 무선 장치를 통해 인터넷에 액세스하려는 욕구도 증가했습니다. 따라서 이후 등장한 3G 및 4G(4G는 Long Term Evolution, LTE로 부르기도 함)는 데이터 애플리케이션에 중점을 두었습니다. 두 가지 모두 무선 통신 생태계에서 전 세계적으로 가장 널리 쓰이는 표준이 되었습니다. 그리고 이들의 사용 사례는 주로 사람들간의 통신에 최적화되어 있습니다. 무선 장치로 전송되는 데이터 전송 속도를 최적화하여 애플리케이션을 쉽고 빠르게 사용할 수 있게 하는 것이 목표였습니다.

최신 무선 통신 표준인 5G는 속도를 급격하게 향상시켰지만, 이러한 발전은 개인 사용자에게는 큰 차이를 만들어주지는 못했습니다. 추가 발전의 추진력은 다른 방향으로부터 시작되었습니다.

인간과 기계의 상호 작용

인더스트리 4.0은 5세대 무선 통신의 키워드입니다. 산업용 사물 인터넷(Industrial Internet of Things, IIoT)은 미래의 공장에서 주도적인 역할을 수행할 것이며, 생산 라인의 로봇과 무인 물류 시스템이 공장 직원과 함께 협력하게 될 것입니다.

이와 같은 5G 사용 사례는 커버리지, 지연 및 신뢰도에 대한 요구 조건이 훨씬 까다롭기 때문에, 통신 사업자가 이를 이행하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 자체적인 5G 캠퍼스 네트워크를 생산 현장에 보유하고 있는 로데슈바르즈는 2020년부터 회사 및 고객을 위해 실제 인더스트리 4.0 시나리오와 관련된 경험을 밀도 있게 축적해왔습니다.

모든 것이 스마트해질 때

우리에게 친숙한 일상생활의 물건들이 더욱 스마트해질 것입니다. 스마트 홈에서는 아무도 전등 스위치를 켤 필요가 없습니다. 미래의 스마트 시티에서 커넥티드카는 스마트 인프라와 소통합니다. 지난 수십 년간 그려온 비전은 5G가 널리 배포되면서 현실에 조금 더 가까워지게 될 것입니다.

하지만 애플리케이션의 다양화는 개별 시스템의 센서 기술 및 전체 시스템의 통신에 더 까다로운 조건을 요구합니다. 이러한 이유로 로데슈바르즈는 연결성 및 다양한 기술에 전문성을 구축하였습니다. 비유적으로 말하자면, 글로벌 무대에서 활동하는 플레이어로서 로데슈바르즈는 전체 무선 통신 생태계에서 활발하게 연결되고 있습니다.

더 높게, 더 빠르게, 더 멀리

프라운호퍼 연구소(Fraunhofer Institutes) HHI 및 IAF와 함께 로데슈바르즈는2019년부터 100 ~ 320 GHz의 서브 테라헤르츠 주파수 대역에서 연구를 수행해오고 있습니다. 하지만 가상 쇼핑 센터나 아바타들이 참석하는 파티를 위해서는 5G를 훨씬 능가하는 데이터 전송률이 필요하며, 이는 매우 높은 주파수에서만 구현될 수 있습니다. 따라서 6G는 단순히 전송 측면이 아닌 모든 영역에서 새로운 기술 차원에 진입하게 될 것입니다.