6G 탐구: 초고속 연결의 미래

• 6G는 디지털 셀룰러 네트워크를 위한 6세대 무선 기술입니다.
• 6G는 무선 스펙트럼의 상한을 활용하고 1Tbps(초당 테라바이트) 속도를 지원합니다.
• 통신 지연을 1마이크로초로 낮출 것입니다 — 5G 지연보다 1,000배 빠릅니다.

5G 서비스 구현이 전 세계적으로 경쟁 물결을 일으켰지만, 더 중요한 것은 모바일 연결 세계의 다음 단계인 6G 개발 경쟁을 촉발시켰다는 점입니다.

6G를 논하기엔 너무 이르다고 느껴질 수 있지만, 여러 기업과 대학이 이미 이 아이디어에 착수했습니다. 이는 기술이 얼마나 빠르게 발전하는지 보여줍니다: 1G에서 5G까지 단 40년 만에 도달했으니, 6G는 향상된 디지털 통신을 향한 또 다른 자연스러운 진화입니다.

6G란 무엇인가?

6G는 디지털 셀룰러 네트워크를 위한 6세대 무선 기술입니다. 5G 네트워크의 후속으로서, 개인화된 통신을 넘어 사물인터넷 패러다임의 완전한 실현으로 나아갈 것입니다. 사람뿐만 아니라 자율주행차, 로봇 에이전트, 컴퓨팅 리소스까지 연결합니다.

6G 네트워크는 5G보다 더 높은 주파수를 사용하므로 훨씬 더 높은 용량과 더 낮은 지연을 제공합니다. 6G 인터넷의 주요 목표 중 하나는 통신 지연을 1마이크로초로 낮추는 것입니다 — 5G 지연보다 1,000배 빠릅니다.

현재 6G(또는 최종적으로 어떤 이름으로 불리든)는 작동하는 기술이 아닙니다. 사실 현실과는 거리가 멉니다. 초기 단계에 있으므로 6G가 정확히 무엇일지, 어떤 기술을 향상시킬지 말하기엔 너무 이릅니다.

6G는 얼마나 빠를까?

중국 과학기술부에 따르면 6G는 1Tbps(초당 테라바이트) 속도를 지원할 수 있으며, 기존 5G 속도보다 약 8,000배 높습니다.

훨씬 더 높은 처리량을 제공하는 것 외에도, 6G의 더 높은 주파수는 훨씬 더 빠른 샘플링 속도를 가능하게 합니다. 이는 5G 애플리케이션의 성능을 더욱 향상시키고 무선 이미징 및 센싱 분야에서 점점 더 데이터 집약적인 애플리케이션의 잠재력을 열어줄 것입니다.

6G 네트워크는 저전력 소모로 극한의 커버리지 확장(해저, 고고도, 우주 포함)도 제공할 것으로 예상됩니다. 하지만 이는 코어 네트워크의 완전한 재설계를 요구할 것입니다.

언제쯤 기대할 수 있을까?

10년마다 새로운 모바일 네트워크 표준이 주목을 받습니다. 이는 6G가 2030년대 초반에 도입될 수 있음을 의미합니다. 적어도 그때쯤 대부분의 스마트폰 제조사가 6G 지원 모바일을 선보이고, 통신사들이 6G 시험을 진행할 것입니다.

중국 과학기술부는 6G 기술 구축을 위한 기초를 다지는 데 전념하고 있습니다. 과학기술부 차관에 따르면 6G는 국가 발전을 위한 우선순위로 고려되어야 합니다. 부처는 곧 6G 개발 로드맵을 만들고 가능한 응용을 탐구할 예정입니다.

일본 NTT 도코모(NTT DoCoMo)는 6G의 사용 사례와 기술적 진화, 2030년대 6G 배치 시 세계관을 설명하는 백서를 발표했습니다. 이 논문은 3G(2000년대 초), 4G(2010년), 5G(2020년) 등 과거 수십 년간 모바일 네트워크 기술이 어떻게 진화했는지도 조명합니다.

참고: 인터넷을 통제하는 10개 조직

6G의 이점

5G와 6G의 가장 분명한 차이는 속도와 지연입니다. 같은 매개변수가 4G와 5G의 성능을 가르는 것처럼, 미래 6G 서비스가 2030년대의 엄격한 네트워크 수요를 충족할 것으로 기대할 수 있습니다.

각 세대별 대표 애플리케이션과 함께 진화하는 셀룰러 네트워크

6G 무선 센싱 솔루션은 서로 다른 주파수를 이용해 흡수를 측정하고 주파수를 그에 맞게 구성할 수 있습니다. 5G 기술이 24GHz~72GHz의 고주파 무선 주파수를 사용하는 반면, 6G는 무선 스펙트럼의 상한(300GHz)을 사용하고 테라헤르츠 대역에 근접할 수도 있습니다. 무선 스펙트럼이 높을수록 더 많은 데이터를 전송할 수 있습니다.

6G는 다음과 같은 다양한 분야에 큰 영향을 미칠 것입니다.

증강/가상현실(AR/VR): 비디오 애플리케이션이 4G 네트워크를 포화시킨 것처럼, AR과 VR 앱의 확산은 5G 스펙트럼을 고갈시키고 20Gbps 목표가 아닌 1Tbps 이상의 용량을 가진 네트워크를 요구할 것입니다. 6G의 낮은(마이크로 수준) 지연은 몰입형 환경에서 실시간 사용자 상호작용을 가능하게 합니다.

홀로그래픽 텔레프레즌스(Holographic Telepresence): 완전한 시차, 색상, 30fps를 가진 3D 홀로그래픽 디스플레이는 4Tbps 이상의 데이터율과 서브밀리초 지연을 요구합니다. 6G는 그런 요구를 충족할 수 있습니다: 네트워크는 인간의 오감을 디지털 형태로 전송해 몰입형 원격 경험을 제공할 충분한 대역폭을 가질 것입니다.

노키아 벨 연구소장 마커스 웰던(Marcus Weldon)에 따르면 6G는 생물학이 인공지능을 만나는 인간과 기계를 위한 '여섯 번째 감각 경험'이 될 것입니다.

e헬스(eHealth): 실시간 촉각 피드백 부족과 높은 비용은 e헬스 서비스의 두 가지 주요 한계입니다. 6G는 원격 수술과 개선된 의료 워크플로 최적화를 통해 이 장벽을 제거할 것으로 기대됩니다. 6G 기술의 초저지연, 고신뢰성, 정교한 지능은 스펙트럼 효율을 10배 높여줄 것입니다.

만물 연결(Pervasive Connectivity): 모바일 기기 수가 2030년까지 1,250억 개를 넘을 것으로 예상됩니다. 6G는 이 모든 기기와 자율주행차, 센서를 연결할 것입니다. 하지만 5G보다 10~100배 더 에너지 효율적이어야 저렴하고 확장 가능한 배포, 더 나은 커버리지, 낮은 환경 영향을 가능하게 할 수 있습니다.

로봇공학 및 무인 이동성(Robotics and Unmanned Mobility): 대형 자율 운송 시스템 연결에는 극도로 높은 이동성 시나리오(시속 600마일)에서도 승객 안전을 보장하기 위한 낮은 지연과 전례 없는 신뢰성이 필요합니다. 또한 차량과 드론의 센서 수가 증가하면 더 많은 데이터가 필요합니다. 6G 기술은 소프트웨어, 하드웨어, 새로운 연결 솔루션의 발전을 통해 이런 연결 시스템의 길을 열 수 있습니다.

참고: arXiv:1903.12216

누가 6G를 연구하고 있는가?

6G 기술은 10년 뒤의 일이지만, 몇몇 국가와 통신사들이 이미 연구를 시작했습니다.

핀란드 울루 대학교(University of Oulu)가 6G 연구에 집중한 최초의 기관이었습니다. 신뢰할 수 있는 무제한 무선 연결, 분산 컴퓨팅과 지능, 미래 네트워크에 활용될 소재 등 다양한 도전적 연구 분야를 탐구하는 6G 플래그십 프로그램을 만들었습니다.

2019년 미국 연방통신위원회(FCC)는 95GHz 이상의 스펙트럼에서 새로운 서비스 배치를 가속화하는 새 규칙을 채택했습니다.

위원회의 첫 번째 보고서와 명령인 "스펙트럼 호라이즌(Spectrum Horizon)"은 95GHz~3THz 주파수 범위에서 사용하기 위한 새로운 실험 라이선스 구간을 개발합니다. 이는 기업가와 혁신가들이 이 스펙트럼에 쉽게 접근해 새로운 통신 기술을 개발/테스트할 수 있게 합니다.

버지니아 공대 연구자들과 LG, 삼성 같은 기업들이 6G 기술 연구를 시작했습니다. 게다가 일본은 2030년까지 6G 네트워크 출시를 위한 종합 전략을 계획 중인 것으로 알려졌습니다.

6G가 필요할까?

5G가 의료부터 엔터테인먼트까지 모든 것을 개선하고 인터넷을 더 접근 가능하게 만들도록 설계되었지만, 그런 영역들이 5G를 넘어 개선의 여지가 있다면 6G는 의미가 있을 것입니다.

아마 2030년이면 대용량 데이터 전송을 위한 더 나은 기술이 개발되거나, 6G 셀 타워를 세울 필요 없을 만큼 충분히 강한 신호 증폭 기술이 나올지도 모릅니다.

참고: 양자 인터넷 구축에 몇 개의 위성이 필요할까?

결국 5G, 6G, 또는 또 다른 'G'가 무엇이든, 오늘날의 기준으로는 어떤 상당한 양의 데이터에도 대기 시간이나 진행 막대 없이 즉시 접근할 수 있는 놀라운 속도와 초저지연을 갖게 될 것입니다. 우리가 필요한 모든 것이 즉시 그곳에 있을 것이고, 그것을 설명하기 위해 새로운 용어를 만들어낼 필요가 없을 것입니다.