일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2023.3.9

MWC 2023
MWC를 통해 본 6G의 현재
밀리미터파에서 센티미터파로 후퇴?

2023년 2월 27일부터 3월 2일까지 스페인 바르셀로나에서 개최된 모바일 업계 최대 전시회 'MWC 바르셀로나 2023'에서는 5G의 다음 세대인 '6G'를 향한 전시들을 볼 수 있었다.

6G는 2030년 전후의 실현을 목표로 하는 새로운 통신 시스템이다. 국내외 연구기관과 대형 통신기기 벤더, 통신 사업자 등이 2020년 전후부터 잇따라 6G에 관한 백서를 공표. 벌써부터 전세계적으로 주도권 경쟁이 진행되고 있다.

6G에 대한 초기 논의에서는 100기가비트/초라고 하는 초고속 통신을 목표로 100GHz 폭 이상의 대역폭을 활용할 가능성이 있는 서브테라헤르츠파(100G~300GHz대)에 주목하는 단체들이 많았다.

하지만 최근 서브테라헤르츠파를 보완할 6G용 주파수대 후보로 센티미터파(7G~20GHz)에 대한 관심이 높아지고 있다. 빛에 가까운 특성을 가지고 있어 그늘에 들어가면 통신이 불가능해지는 서브테라헤르츠파에 비해 센티미터파는 현재 5G에서 사용되는 서브 6GHz대(2.5G~6GHz대)에 가까워 영역 확대와 용량 향상에 적합하기 때문이다.

어느 주파수대가 6G용의 주역이 되느냐에 따라 사용되는 반도체와 회로의 구현 방법도 달라진다. 6G에서 사용되는 주파수대의 향방은 설비를 투자하는 통신사업자의 비즈니스 모델부터 통신기기 벤더 간의 경쟁, 더 나아가 디바이스 제조사의 개발까지도 좌우할 것이다.

-- 서브테라헤르츠파를 보완하는 센티미터파, 급부상 --
스웨덴의 통신기기 대기업 에릭슨(Ericsson)은 MWC의 행사장 내에 센티미터파에 대응한 6G 기지국의 프로토타입을 전시했다. 센티미터파에 해당하는 7GHz~15GHz대 총 1.6GHz폭의 대역을 사용해 서브테라헤르츠파만으로는 어려운 영역의 커버가 가능한 시뮬레이션 결과 등을 소개했다.

에릭슨 재팬의 가시마(鹿島) CTO(최고기술경영자)는 “5G에 있어서의 밀리미터파와 서브 6GHz대의 관계처럼 6G에 있어서 센티미터파를 서브테라헤르츠파의 보완으로써 사용할 수 있도록 해나가고 싶다. 아직 6G의 표준화는 시작되지 않았지만, 우선 센티미터파가 사용될 수 있다는 것을 증명해 합의 형성을 도모해가고 싶다”라고 말했다.

핀란드의 통신기기 대기업 노키아(Nokia)도 6G용 주파수대로 센티미터파를 언급했다. 노키아의 모바일네트워크부문 글로벌제품세일즈 담당의 하존 바이스프레지던트는 닛케이크로스텍과의 인터뷰에서 6G의 주파수대는 기존 전파의 재이용을 포함해 낮은 주파수대에서 높은 주파수대를 겹친 웨딩케이크형이 된다고 지적.

6G용으로 추가하는 새로운 주파수대로 7GHz~20GHz의 센티미터파를 서브테라헤르츠파와 같은 수준의 중요한 후보 대역으로 꼽았다.

센티미터파를 사용한 기지국과 단말기는 서브테라헤르츠파와 비교해 회로를 개발하기 쉽다는 이점도 있다. 센티미터파는 현재 5G에서 용량 확대와 영역 확대의 주역이 되고 있는 서브 6GHz대보다 조금 위의 주파수대이다. 서브 6GHz대와 마찬가지로 통상적인 회로로 구현할 수 있다.

한편, 서브테라헤르츠파는 고주파를 취급하기 때문에 회로 내 전파 손실이 크고, 안테나와 RFIC를 일체화한 칩을 만들 필요가 있다. 고주파를 증폭하는 반도체 앰프도 기존 실리콘계 전기 전도체가 아닌 인화인듐(InP)과 같은 화합물 반도체가 새로운 후보가 된다. 미개척인 부분도 많아 서브테라헤르츠파에 대응한 디바이스 개발에는 과제가 남아 있다.

최근 급부상하고 있는 센티미터파는 기존 회로 구성으로 구현될 수 있으며, 서브테라헤르츠파와 비교해 영역 확대도 쉽다. 이 때문에 6G용 주파수대의 유력한 후보 중 하나가 될 가능성도 나오고 있다.

-- 5G 밀리미터파에 대한 반성인가? --
6G의 표준화가 시작되지 않은 지금 단계에서 센티미터파가 부상한 배경에는 5G에 있어서의 밀리미터파에 대한 반성이 깔려 있다. 5G는 당초, 고속·대용량을 가능하게 하는 주파수대로서 밀리미터파에 대한 기대가 컸다. 하지만 실제로 추진해본 결과, 상상 이상으로 영역을 구축하기 어려웠다.

실제로 일본내에서는 영역이 한정되어 있기 때문에 밀리미터파대로 처리되는 트래픽량이 거의 없다. 한국의 대형 통신사업자인 KT와 LGU+도 할당 시의 기지국 설치 요건을 충족하지 못해 2022년 12월, 밀리미터파 전파 할당이 취소되었다.

'밀리미터파는 스타디움 내부 등 단발적인 활용에 적합하고, 로우밴드(1GHz대 이하)와 미드밴드(서브 6GHz대)를 통한 5G 전개가 현실적 해답이다'. 이것이 5G 상용화로부터 만 4년 간 세계 통신업계가 배운 모범 사례라고 할 수 있다.

에릭슨이나 노키아가 6G용 주파수대로 센티미터파의 가능성을 어필하는 배경에는 5G 밀리미터파에 대한 반성을 바탕으로 6G의 초기 단계부터 영역 확대를 위한 주파수대를 확보. 개시 초기부터 6G를 원할하게 전개하고 싶다는 의도가 있을 것이다.

에릭슨과 노키아 등의 주장이 주효했는지 미국 연방통신위원회(FCC)도 차기 휴대전화용 주파수대로 12.7G~13.25GHz대의 센티미터파를 언급하기 시작했다.

6G용 주파수대의 향방이 디바이스 개발을 포함한 전세계의 에코시스템을 크게 좌우한다. 일본 기업들도 세계 동향을 내다보고 6G를 향한 개발 방향을 결정할 필요가 있을 것이다.

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