[뉴스토마토 이지은 기자]
LG유플러스(032640)가 포항공과대학교와 함께 6G 이동통신 서비스 구현의 핵심인 주파수 커버리지 확장 기술 개발에 성공했습니다. 재구성 가능한 지능형 표면(RIS) 기술입니다. 지난해부터 연구에 착수한 LG유플러스와 포항공과대학교 홍원빈 교수 연구팀은 주파수를 반사·투과·흡수하는 기술을 개발하고 실제 사용 환경과 유사한 100㎓ 이상의 테라헤르츠 대역에서 전력 소모 없이 작동함을 확인했습니다.
LG유플러스를 포함해 국내 통신3사는 RIS를 포함한 차세대 네트워크 기술 개발에 매진하고 있습니다. 6G의 상용화 일정이나 표준이 정해지지 않은 상황이지만, 전파 특성 연구를 통해 고주파 한계를 어떻게 극복해야 되는지 선행연구를 진행하는 차원입니다.
LG유플러스와 포항공과대학교가 착수한 6G RIS 기술 연구. LG유플러스는 24일 실제 사용 환경과 유사한 100㎓ 이상의 테라헤르츠 대역에서 전력 소모 없이 작동함을 확인했다고 밝혔다. (사진=뉴스토마토)
LGU+ "테라헤르츠 대역 주파수 손실 줄여 커버리지 확장"
RIS는 6G 후보 주파수 대역인 테라헤르츠 대역에서 주파수 커버리지를 확장하는 기술입니다. 6G 이동통신에서는 홀로그램, 확장현실(XR) 등 특화서비스를 위해 수백 메가헤르츠(㎒)에서 수십 기가헤르츠(㎓)에 이르는 초광대역폭 주파수가 필요할 것으로 전망되고 있습니다.
테라헤르츠 주파수는 가용 대역폭이 넓어 초고속·대용량 데이터 서비스에 적합한 전송속도를 낼 수 있지만, 파장이 매우 짧아 전파가 도달하는 거리에 장애물이 있는 환경 혹은 실외 기지국에서 실내로 들어오는 상황에서는 손실이 발생합니다. 이에 LG유플러스와 홍원빈 교수팀, 계측기 제조업체인 키사이트테크놀로지스는 협업해 테라헤르츠 대역의 전파를 인위적인 방향으로 반사·흡수·투과할 수 있는 신개념 전파 표면을 개발했습니다.
새롭게 개발한 3종의 전파표면은 각각 주파수를 반사, 투과, 흡수합니다. 반사 타입은 전파의 경로를 다른 방향으로 새롭게 형성해 일반적으로 전파가 도달할 수 없는 지역으로 전파를 전달, 전파 도달거리를 넓히는 역할을 합니다. 투과 타입은 전파의 경로 중 유리를 투과할 때 발생하는 반사 손실을 감쇄해 전파가 도달할 수 있도록 지원하고, 흡수 타입은 전자파의 에너지를 열에너지로 변환해 소실시켜 보안 시설 등에 전파가 도달하지 못하도록 막습니다. 이 기술은 테라헤르츠 대역 전파의 손실을 최대한 줄여 전파 도달거리를 확장하는 데 활용할 수 있습니다.
홍원빈 교수는 "새롭게 개발한 6G RIS 기술은 세계 최초로 무선 통신 전파 환경을 제어해 효율적인 통신 시스템 구성을 가능케 한다는 점에서 의미가 있다"고 설명했습니다.
홍원빈 교수가 RIS 기술 개발의 의미에 대해 설명하고 있다. (사진=뉴스토마토)
5G 28㎓ 주파수는 취소됐지만…미래 기술 준비에 방점
현재 상용화된 주파수 가운데 고주파로 꼽히는 영역은 5G 28㎓ 대역입니다. 해당 주파수는 사람 몸을 투과하기도 힘들어 기지국 수를 전국망으로 사용화된 3.5㎓ 대역 대비 산술적으로 8배 이상 깔아야 합니다. 비즈니스모델이 명확하지 않는 상황에서 투자비 부담은 커 사실상 통신3사 모두 포기를 한 대역입니다. LG유플러스와 KT는 5G 28㎓ 대역의 주파수를 반납했고, SK텔레콤은 다음달 말까지 할당조건을 채우지 못하면 할당이 취소됩니다.
5G 28㎓ 대역에서 상용 서비스 출시에 실패했다고도 볼 수 있는데, 이보다 더 고주파로 꼽히는 대역에 대한 선행 연구가 진행된다는 점에서 의구심이 나올 수밖에 없습니다. 이에 대해 24일 조제훈 LG유플러스 네트워크부문 엑세스선행기술개발팀장은 "(5G 28㎓의) 기술적 한계 극복이 기술적으로는 가능하다고 본다"며 "다만 현재 기술은 시제품 단계이기 때문에 실제 상용 단계에서 100% 해결된다고 말하기는 적합하지 않다"고 설명했습니다.
5G 28㎓ 상용화 실패를 반복하지 않기 위해 LG유플러스는 RIS 외에도 다양한 네트워크 기술 연구에 나섰습니다. 서비스 지역 확장 연구 차원에서 위성을 활용한 기술을 연구 중입니다. 지난해 6월 양자컴퓨터를 활용한 네트워크 기술로 저궤도 위성 네트워크를 최적화하는 연구 결과를 발표하는 등 관련 기술 개발을 지속하고 있습니다. 네트워크 확장을 위해 오픈랜 기술력 확보에도 주력하고 있습니다.
조제훈 LG유플러스 네트워크부문 엑세스선행기술개발팀장이 RIS 기술에 대해 설명하고 있다. (사진=뉴스토마토)
SKT·KT도 6G 시대 기반될 기술 개발에 매진
선행 네트워크 연구는 SK텔레콤과 KT도 진행하고 있습니다. 연초 SK텔레콤은 화학소재 기업인 동우화인켐과 기가헤르츠와 테라헤르츠 대역에서 RIS 기술 시연에 성공했습니다. 건물 외장재로 많이 쓰이는 Low-E유리에 RIS를 적용, 6G 후보 주파수를 통과시키는 기술을 보여줬습니다.
KT는 서울대학교와 초저전력으로 안테나의 물질 특성을 제어해 전파의 투과 및 반사 방향을 조정하는 초소형 안테나 기술 RIS을 공동 개발해 검증에 성공했습니다. 장애물에 막혀 수신 신호세기가 약한 음영지역에 RIS를 설치한 결과 신호 세기가 약 100배 향상된 것으로 알려졌습니다.
통신업계 관계자는 "상용전 기술개발 단계이지만, 전파 특성 연구를 통해 해당 대역의 활용도를 연구하는데 의의가 있다"며 "미래를 준비하는 핵심 네트워크 기술 개발을 통해 고객들이 향상된 서비스 품질을 체감할 수 있도록 노력하고 있다"고 말했습니다.
이지은 기자 jieunee@etomato.com
이 기사는 뉴스토마토 보도준칙 및 윤리강령에 따라 김나볏 중기IT부장이 최종 확인·수정했습니다.
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