[온라인 대담] “6G 기술 선점 준비… 연구 개발도 ‘속도’ 낸다”

모바일 기기에 펼쳐진 홀로그램으로 지구 반대편에 있는 이와 실시간 대화를 나누고, 1Tbps(1초에 1조 비트의 데이터를 전송)에 이르는 빠른 통신 네트워크로 차량, 로봇, 가전제품이 연결된 ‘초실감’ 시대. 6G 통신이 가져올 미래의 장면들이다. 전세계적인 6G 기술 선점 경쟁이 본격화된 가운데, 삼성전자는 5월 13일 세계적 석학과 전문가가 모여 차세대 통신 기술의 미래를 논의하고 공유하는 제1회 ‘삼성 6G 포럼’을 연다. ‘새로운 차원의 초연결 경험 시대 구현’을 모토로 개최될 6G 포럼에 앞서 뉴스룸은 삼성전자가 준비 중인 6G 시대의 면면을 온라인 대담을 통해 소개한다.

삼성전자 DX(Device eXperience) 부문의 선행 기술 연구를 전담하는 삼성리서치에서 6G 기술 연구를 이끌고 있는 최성현 차세대통신연구센터장(부사장)과 지난해 업계를 놀라게 한 6G용 테라헤르츠 대역 통신 개발·시연을 선보인 찰리 장(Charlie Zhang) 삼성리서치아메리카 모빌리티 혁신팀장이 대담에 참여했다. 진행은 차세대통신연구센터 6G연구팀 박재범 연구원이 맡았다.

박재범 연구원 온라인으로 진행된 대담에 참여해 주셔서 감사드린다. 6G 기술 선점 경쟁이 거세지고 있다. 삼성전자는 세계 최초로 5G 상용화를 이끌어낸 만큼 6G 연구개발에도 전력을 다하고 있는데, 6G 연구 개발이 왜 중요한지 설명 부탁드린다.

최성현 부사장 6G는 우리의 삶 곳곳, 그리고 다양한 산업군에 큰 변화를 일으킬 차세대 이동통신 기술이다. 삼성전자는 고객들에게 ‘새로운 차원의 초연결 경험’을 제공하고자 일찌감치 투자와 노력을 쏟기 시작해 6G 연구개발과 표준화를 선도적으로 이끌어가고 있다.

박재범 연구원 삼성전자는 2020년 7월 ‘6G 백서’를 공개하며 ‘새로운 차원의 초연결 경험(The Next Hyper-Connected Experience for All.)’이란 비전을 제시했다. 이런 비전을 실현하기 위해 삼성전자는 어떤 기술을 준비하고 있는지 소개 부탁드린다.

최성현 부사장 6G는 초광대역, 초저지연, 초지능, 초공간화 특성을 가질 것으로 기대한다. 과거 세대 통신 기술과 달리 6G에는 인공지능(AI) 기술이 내재화될 예정이다. 이를 목표로 다양한 기술 개발을 추진하고 있다. 최근에는 AI를 통해 기지국의 전력 소모를 줄이는 기술을 개발했고, 통신 단말기 속의 전력증폭기의 비선형성으로 인해 왜곡된 신호를 기지국이 스스로 보상해 성능을 높이는 수신기 기술도 개발했다.

또한, 초광대역과 초저지연을 위해 가능한 모든 주파수 대역을 검토하는 게 필요하다고 보고, 1 GHz 이하의 낮은 대역, 1-24 GHz의 중간 대역, 24-300 GHz의 높은 대역까지 여러 가능성을 검토하고 있다. 다만, 주파수가 높아질수록 전송 거리는 줄어드는데 이 단점을 보완하기 위한 기술도 개발 중이다. 삼성전자에서 개발해 표준화 작업중인 XDD(Cross Division Duplex) 기술과 무선 신호를 원하는 방향으로 투과 혹은 반사시켜 전송 성능을 개선하는 RIS(Reconfigurable Intelligent Surface) 기술이 그 예다.

6G를 준비하기 위한 기술의 고도화는 물론, 이를 실현하기 위한 주파수 논의도 속히 필요한 상황이다. 삼성리서치 차세대통신연구센터는 6G에 활용할 주파수에 대한 내용을 담은 ‘6G 주파수 백서’를 공개하면서 산업계와 학계, 그리고 연구기관과 협업하는 등 관련 연구에 박차를 가하고 있다.

박재범 연구원 이번에 공개한 ‘6G 주파수 백서’에는 여러 후보 주파수 대역이 담겨 있다. 여기에 포함된 테라헤르츠 대역을 이용한 통신기술에 대한 연구 성과 시연을 삼성리서치아메리카에서 진행했다고 들었다.

찰리 장 전무 테라헤르츠 대역이란 100GHz~10THz 사이의 고주파수 대역을 일컫는다. 통상 주파수 대역이 높아질수록 통신 대역폭도 넓어지기 때문에, 6G 시대가 지향하는 초광대역, 초고속 통신에 테라헤르츠 대역을 활용할 수 있는지, 이를 검증하는 연구를 진행하는 것이다.

삼성리서치아메리카는 삼성리서치, 산타바바라캘리포니아대(UCSB) 마크 로드웰(Mark Rodwell) 교수 연구팀과 2021년에 6G 테라헤르츠 무선 통신 시연을 성공적으로 마쳤다.

아직 성능 개선을 위해 갈 길이 멀지만, 이번 성과는 테라헤르츠 연구에 있어 큰 진전이다. 미래 이동 통신에 테라헤르츠 스펙트럼을 사용할 수 있는 가능성, 즉 기지국이 초고속 가변 빔포밍 기술로 먼 거리에 있는 사용자와 통신할 수 있음을 입증한 큰 수확이기 때문이다.

박재범 연구원 6G 상용화까지는 장거리 레이스이지만, 벌써부터 6G 기술 선점 경쟁이 뜨겁다. 삼성전자가 이 분야에서 어떤 경쟁력을 갖고 있는지 궁금하다.

최성현 부사장 삼성전자는 휴대폰, 기지국, 그리고 통신칩에 이르는 폭 넓은 제품군을 보유하고 있다. 이런 경우는 업계에서 흔치 않다. 삼성전자는 2019년 4월 삼성전자의 통신칩이 들어간 휴대폰과 기지국을 사용해 세계 최초로 5G를 상용화했고, 이동통신 기술 표준 단체인 3GPP에서도 오랜 기간 다양한 파트너사와 함께 기술 표준화를 주도적으로 진행해 온 탄탄한 경험을 보유하고 있다.

찰리 장 전무 새로운 세대의 통신 시스템이 상용화되려면 여러 기술이 개발, 활용되어야 한다. 다양한 제품군을 가지고 있는 삼성전자가 이를 잘 할 수 있고, 지금도 삼성전자의 차세대 기술 개발 여정에 많은 파트너사가 합류해 함께 연구하고 있다. 삼성리서치는 전 세계적으로 6G 비전 백서를 발표한 몇 안 되는 연구소로 탄탄한 네트워크를 보유하고 있다. 이런 네트워크를 바탕으로 여러 기관과 연구 협력을 이어가고 있고, 이를 통해 6G 기술의 상용화를 위한 주요 과제와 해결책을 지속적으로 모색하고 있다.

박재범 연구원 2025년부터 6G 기술의 표준화 작업이 진행될 것이라 들었다. 표준화 작업이란 무엇이며, 표준화가 성공하려면 어떤 것들이 필요한가?

최성현 부사장 다가올 미래는 모든 것이 연결된 사회다. 사람과 사람, 사람과 기계, 그리고 기계와 기계가 통신으로 연결된다. 서로 다른 기기와 사물이 연결되려면 같은 기준의 통신이 필요한데, 이 기준을 정하는 게 ‘표준화’ 작업이다. 통신 표준을 위해 UN 산하의 ITU-R는 기술 요구 조건을 정의하고, 3GPP와 같은 단체는 요구 조건에 따라 기술 규격을 제정한다. 그리고 여러 단체들의 제안, 합의를 거쳐 새로운 기술을 표준으로 만드는 것이다.

6G 표준을 위해서는 우수한 기술 개발이 우선이지만, 여러 업체 간 협력과 합의를 통한 표준화 과정이 필수적이다. 따라서, 6G 기술에 대한 공감대 형성이 무엇보다 중요하다. 이러한 노력의 일환으로, 삼성전자는 오는 5월 13일에 ‘제1회 삼성 6G 포럼’을 개최한다. 이번 포럼에서는 삼성리서치 연구원을 비롯해, 세계적인 석학, 이동통신 분야 국내외 최고의 전문가들이 한 자리에 모여 기술을 발표하고 패널 토의도 진행한다.

박재범 연구원 삼성에서 최초로 개최하는 6G 포럼에 대해 좀 더 자세히 설명 부탁드린다.

최성현 부사장 삼성 6G 포럼은 최고의 전문가들과 함께 6G 기술의 미래를 예측해 보는 토론의 장이 될 것이다. 오전에는 6G 송수신 기술에 대한 발표와 패널 토의, 오후에는 AI 기반 네트워크 지능화에 대한 발표와 패널 토의가 진행된다. 6G 기술에 관심있는 누구나 온라인 사전 등록을 통해 참가할 수 있다.

찰리 장 전무 6G 포럼은 기술 개발을 위한 삼성전자의 노력과 비전을 소개하는 기회가 될 것이다. 대표적인 예로, 지난 3년간 개발해 온 6G 후보 기술 일부를 시연할 예정이다. 6G 시대를 열기 위해 아직 많은 과제들이 남아 있지만, 이번 포럼과 같은 산·학·연 협력의 장이 지속적으로 마련된다면 6G를 통해 삶의 모든 영역에서 초연결 경험을 할 수 있는 날이 머지 않았다고 본다.

박재범 연구원 6G란 용어가 많이 알려지고 있는 것 같다. 이제 사람들은 6G 시대가 도래하면 막연하게나마 통신 속도가 빨라지고, 가상 현실도 모바일에서 바로 경험하는 등 지금껏 경험해보지 못한 일상을 누릴 수 있다고 생각한다. 6G 연구 개발을 이끌고 계신 두 분이 전망하는 ‘6G 시대’ 모습도 궁금하다. 가장 큰 변화는 무엇인가?

최성현 부사장 6G 통신을 통하면 5,000억개에 이르는 기기가 사람과 연결될 수 있다. 상상해 보자. 우리 주변의 차량, 가전제품, 빌딩 등이 엄청 빠른 속도의 통신 네트워크에 연결된 모습을. 지금껏 제공하지 못하는 경험을 체감할 수 있을 것이다. 삼성리서치에선 이런 변화를 크게 3가지 측면으로 얘기하는데, 바로 초실감 확장 현실(Truly Immersive XR), 고정밀 모바일 홀로그램(High-Fidelity Mobile Hologram), 디지털 복제(Digital Replica)가 그것이다. 또한 통신 네트워크가 AI와 결합하면 그 자체로 성능이 크게 개선되고 개선 속도도 점점 더 빨라질 것이다. 이렇게 6G 시대가 도래하면 남극에서 북극까지, 지상에서 공중에 이르기까지, 또 소외되는 사람 없이 누구나 서로 연결된 ‘초실감’ 경험을 누릴 수 있을 것이다.

▲ 삼성리서치가 공개한 6G 비전 구현 모습, 오는 5월 13일 6G 비전의 연구 성과를 공개하는 ‘6G 포럼’이 개최된다.

찰리 장 전무 지금도 VR, AR 등 제한된 확장 현실 기기와 서비스가 존재한다. 산업용 IoT 등에 디지털 복제 기술도 활용되고 있다. 하지만 관련 하드웨어 기기와 통신 성능의 한계로 기술 활용도는 그다지 높지 않다. 6G 기술이 보편화된 세상에서는 공상과학 영화에서 보던 초실감 확장 현실과 홀로그램 기반 서비스가 가능할 것으로 기대한다. 또한, 현실과 가상 세계를 넘나들며 가상 세계에서 시뮬레이션으로 미래를 미리 예측하고 가장 안전하고 편리한 솔루션을 찾는 것이 가능할 것이라 예상한다.

박재범 연구원 6G 기술 연구가 앞으로 나아갈 방향과 목표에 대해 한마디 한다면?

찰리 장 전무 삼성리서치아메리카는 파트너들과 협업해 6G 기술 상용화를 위한 연구에 매진할 예정이다. 테라헤르츠 밴드 연구와 더불어 고용량 데이터 송수신, 저지연성 등을 개선하고 미래의 네트워크 구축을 단순화하기 위한 연구도 이어갈 계획이다. ‘삶의 모든 영역에 차세대 초연결 경험 제공’이라는 6G 비전 실현을 앞당기기 위해 협업 연구도 지속하겠다.

최성현 부사장 6G를 준비하는 여정은 많은 노력이 수반되는 길고도 험난한 과정이다. 결코 혼자의 힘으로 해낼 수 없고 산업계, 학계, 여러 유관 기관과의 공동 노력이 반드시 필요하다. 삼성전자는 이러한 여정에서 주도적인 역할을 수행하며 여러 파트너들과 함께 나아갈 것이다. 그 첫 발걸음이 될 6G 포럼에 많은 관심과 참여를 바란다.