경제

[재미있는 ICT] 5G와 위성통신 연결한 6G, 오지서도 안끊기네

입력 2022/04/29 08:01
380376 기사의 0번째 이미지 이미지 크게 보기

[사진 출처 = 게티이미지뱅크]

통신 기술의 발달은 이제 전 지구를 하나로 묶는 역할을 하고 있다. 5G 이동통신 기술은 1만여 ㎞ 떨어진 유럽의 핀란드까지 연결해 스마트공장을 원격으로 제어하고 있다. 바야흐로 원격 제조의 시대가 활짝 열렸다. 통신 기술의 발달은 초실감 세상, 초연결 세상을 만들어가고 있다. 이번 호에서는 최신 통신 기술의 발달에 대해 알아보자.

Q. 한국·핀란드 간 스마트공장을 원격 연결했다는데요.

A. 국내 연구진이 국제 공동 연구를 통해 개발한 5G 이동통신 기술과 대륙 간 유선 네트워크 통신을 이용해 국내외에서 동시에 공장을 원격으로 제어할 수 있는 기술을 개발해냈다. 이 기술은 실시간 스마트공장의 설비와 로봇을 제어하고 감시하는 산업용 사물인터넷(IIoT) 서비스다. 핵심 내용은 통신의 지연이 거의 없는 초저지연 통신 기술이다.


물론 이 같은 기술은 향후 원격의료나 원격수술 시에도 유용하게 쓰일 전망이다.

연구진의 기술은 1만㎞가 넘는 거리의 통신 지연을 0.3초 이내에 처리한다. 핀란드 오울루대에서 경북 경산시의 스마트공장 설비를 실시간으로 끊김 없이 작동할 수 있음을 보여줬다. 스마트공장은 제조의 전 과정에서 정보통신기술(ICT)을 적용해 생산성을 크게 높이고 불량률은 줄여 산업 경쟁력을 높이는 지능형 공장을 뜻한다. 로봇을 이용해 작업을 자동화하면서도 원격으로 다양한 공정을 제어하는 것이 핵심이다.

통신 오류로 인한 피해를 줄이기 위해서는 데이터 이동 속도도 중요하지만 통신 지연과 데이터 손실이 최소화돼야 한다. 통신 거리가 멀고 통신망이 복잡할수록 지연과 손실이 높아지는데 이때 필요한 기술이 저지연·고신뢰 통신 기술이다.

국내 연구진은 지난 3월 말 핀란드 오울루대의 5G 시험망과 국내 시험망인 코렌(KOREN)을 이용해 경북 경산시 하양읍에 위치한 스마트공장과 연결했다. 이번 시연에서는 하나의 공장을 국내외 각국에서 독립적으로 관제하는 새로운 원격제조 다원화 서비스를 선보였다. 스마트공장 서비스 범위와 활용도를 높이려는 세계 최초의 시도다.


특히 1만㎞가 넘는 유선 네트워크를 연결하면서도 국내에서는 0.01초 이내, 해외에서는 0.3초 이내의 왕복 지연으로 실시간 원격제어 시연에 성공했다는 점이 의미가 크다.

이번 시연으로 안정적인 통신 품질을 기반으로 원격 스마트제조 서비스의 가능성이 높아지면서 제조·생산 분야의 국가 간 공유·협력이 활성화될 전망이다. 현지에 직접적인 방문이 없어도 지구 반대편에서 통제하기가 쉬워지기 때문이다. 이로써 자원 관리 및 기업의 산업 경쟁력에도 탄력이 붙을 것으로 기대된다. 향후 연구진은 6G 통신 기술의 핵심으로 손꼽히는 저궤도 위성통신 연구를 통해 연결성과 이동성을 보장하며 초공간 서비스를 구현하기 위한 후속 연구를 할 계획이다.

Q. 5G와 위성으로 사막에서도 통신이 가능한 원리는 뭔가요.

A. 국내 연구진이 유럽연합(EU)과 국제 공동 연구를 통해 5G 서비스 영역을 확장할 수 있는 인프라스트럭처 기술을 개발했다. 5G 서비스 영역이 기존 지상 통신에서 위성 분야로까지 확대된 셈이다. 향후 기술이 상용화되면 통신 인프라가 부족한 오지나 사막, 망망대해에서도, 재난 상황에서도 끊김 없는 통신 서비스가 가능해질 전망이다.

연구진은 지난 1월 초 세계 최초로 5G·위성 다중연결망을 만들어 한국전자통신연구원(ETRI)과 프랑스 전자정보기술연구소(CEA-Leti) 간 5G 서비스 연결에 성공했다. 5G·위성 다중연결망은 5G 통신망과 위성통신망을 함께 활용하는 네트워크 기술이다. 5G와 위성통신을 동시에 연결하면 5G 통신 서비스를 이용하다가 기지국이 없거나 부족한 지역에서는 위성을 통해 서비스를 받는 원리다.


위성은 매우 높은 고도에서 지상의 허브와 사용자를 연결하므로 5G 통신망에 비해 매우 넓은 서비스 영역을 갖는 장점이 있다. 이로써 통신 사각지대인 음영지역 해소는 물론 서비스 연속성 유지에도 효과적이다. 화재, 지진 등 재난·재해 상황과 사막이나 바다 한가운데서도 이용이 가능하다.

연구진은 대륙 간 연결된 다중망을 기반으로 4K보다 네 배나 더 선명한 8K 비디오 스트리밍, 가상현실(VR) 게임, 360도 실시간 웹캠 등 서비스를 시연해 보임으로써 기술을 증명했다. 이처럼 다중연결망을 기반으로 대륙 간 상호 접속을 시도한 건 세계 최초 사례다.

특히 우리나라 다중연결망은 5G 셀룰러망과 함께 케이티샛(KTSat)의 무궁화 6호 위성을 이용함으로써 향후 서비스에 대한 가능성도 확인했다.

Q. 5G 광통신 부품 기술 독립 어디까지 왔나요.

A. 우리나라는 이동통신 강국이다. 그럼에도 불구하고 5G 이동통신 네트워크에 쓰이는 핵심 부품은 여전히 외국산이 많다. 따라서 기술 자립을 이뤄야 할 분야가 아직도 존재한다.

국내 연구진은 광통신에 들어가는 핵심 부품 31종을 국산화했다. 중소기업과 협력을 통해 국산화를 이뤄내면서 5G 이동통신 분야 소재·부품·장비 산업의 경쟁력을 확보하는 데 큰 도움이 될 전망이다. 이번에 개발에 성공한 기술은 화합물 반도체 공정을 기반으로 하는 25Gbps급 고속 광원 및 수광소자 등 대외 기술 의존도가 높은 부품과 광 트랜시버 등 완제품에 이르기까지 다양하다. 주로 원활한 5G 통신을 위한 안테나와 광중계기 등에 사용되는 부품이다.

기존 10Gbps급 4G LTE용 제품 대비 채널당 25Gbps급 고속 데이터 전송 속도를 낼 수 있다. 저전력화를 위해 55도 고온에서도 동작할 수 있는 특성 등 기존 제품 대비 차별화된 성능을 확보했다. 그동안 외국산 의존도가 높았던 25Gbps급 광소자는 국내 광통신부품 소재 중소기업의 노력으로 국내 자급은 물론 중국 진출도 조만간 가시화될 전망이다.

1996년 디지털이동통신(CDMA)으로 휴대폰을 세계 최초로 상용화하며 우리나라가 이동통신 강국의 신화를 썼다면, 2019년 4월 5G 세계 최초 상용화는 전 세계에 우리나라가 이동통신 최강국임을 인식시켜줬다. 이제 5G를 기반으로 위성으로 연결되는 6G 또한 선도자 전략을 통해 세계를 견인해야 할 것이다.

380376 기사의 1번째 이미지 이미지 크게 보기
[정길호 ETRI 홍보실장]
[ⓒ 매일경제 & mk.co.kr, 무단전재 및 재배포 금지]