[기획] 6G 위성통신, 혁신적 변화 가져올까?

스타링크의 등장과 함께 위성통신이 차세대 네트워크 시스템으로 떠오르면서 이를 활용한 6G 통신망 연구가 활발히 진행되고 있다.

그러나 5G 구축 당시 광고상의 성능과 실제 속도가 다른 등 여러 문제점이 제기됐던 것처럼 6G로의 전환에 우려를 표하는 목소리도 존재한다.

이에 현재 6G 기술 개발 현황과 극복 과제, 산업 전망을 정리했다.

▲ 위성 네트워크 개발 현황

지난 2022년 미국의 우주항공 기업 ‘스페이스X’가 글로벌 위성통신 서비스 ‘스타링크’를 출시하면서 긴급상황에나 사용되는 수단으로 인식되던 위성 네트워크의 상용화 가능서잉 열렸다.

이는 5G를 뛰어넘는 6G의 연구와 결합되면서 초고속 인터넷 통신을 모든 장소에서 끊김 없이 제공한다는 이점으로 인해 다양한 연구들이 진행되고 있다.

국내에서는 대표적으로 지난 3일 KT와 KT SAT, KAI(한국항공우주산업)이 함께 체결한 저궤도 위성 시스템 개발 협약이 존재한다.

해당 시스템은 통신용 위성을 지구에서 비교적 가까운 고도 500㎞에서 1200㎞ 사이에 위치시켜 데이터 전송 지연을 줄이고 끊김 없는 서비스를 제공할 수 있다는 것이 특징이다.

이는 기존 무선통신 시스템이 결국 최종적으로는 유선 기지국에 의존할 수밖에 없다는 한계점을 극복한 것으로 평가받는다.

향후 3사는 통신위성 시스템 기술을 공동 개발하고 6G 저궤도 통신위성 사업에도 협력할 방침이다.

한편 KAI는 민간 기업과의 연대 외에도 우리 군이 주도하는 사업에 참여해 저궤도 위성 시스템과 연동되는 유·무인 복합 전투체계를 개발하고 있는 것으로 알려졌다.

아울러 정부는 군사적으로 북한과 맞대고 있는 상황인 만큼 전략적 가치가 있는 6G 위성통신 사업을 적극적으로 지원하고 있다.

KT SAT의 위성이 발사되는 스페이스X 로켓 [스페이스X 제공]

▲ 6G 위성통신의 가능성

지난 11일 KT SAT가 관제 위성 ‘무궁화위성 6A호’ 발사에 성공하면서 내년 1분기부터는 본격적인 서비스가 진행될 전망이다.

첨단 위성관제시스템 ‘KOSMOS’가 탑재된 무궁화위성 6A는 주로 정부와 군대, 방송사 등에 서비스를 제공할 것으로 알려졌다.

기존에는 재난 상황에도 24시간 끊김 없이 서비스를 제공할 수 있기에 위성통신 속도가 느려도 이를 사용했는데, 앞으로는 서비스 범위가 증가할 것으로 기대받는 분위기다.

특히 차세대 항공기 개발사업에서는 고성능 위성통신 시스템이 전제되는 경우가 많은데, 이는 기존 GPS 기술이 약 10m 내외의 오차 범위를 가지기 때문이다.

지상에서는 이러한 오차가 크지 않지만, UAM과 같은 차세대 항공 모빌리티의 경우 공중에서 운용되는 만큼 작은 오차가 큰 사고로 이어질 수 있어 더욱 정밀한 시스템이 요구된다.

이에 미국과 같은 선진국에서는 이미 항공산업에 통신위성을 도입해 오차 범위를 크게 줄인 SBAS 시스템을 운용 중이다.

아울러 우리나라도 무궁화위성 6A가 정상적으로 서비스를 시작할 경우, 자체개발한 위성항법시스템 ‘KASS’를 상용화할 수 있을 것으로 기대받고 있다.

KT SAT 관계자는 “코스모스는 KT SAT이 최초로 자체 소프트웨어 역량 및 관제 기술력을 바탕으로 개발한 위성 관제 시스템”이라며

한편 위성통신 이외에도 지상에 구축되는 6G 인프라 연구도 지속되고 있는데, 일례로 최근 LG유플러스에서는 AI와 데이터센터 사업 확장으로 인해 급증할 트래픽 처리를 위해 저전력 통신기술 ‘전광형 트랜스포트’를 개발한 바 있다.

해당 기술은 전기신호와 광신호를 서로 변환할 때 발생하는 전력 손실을 방지하기 위해 이러한 변환 과정을 최소화한 것이 특징이다.

6G 네트워크는 이론상 초당 1Tbps(테라비트)의 속도를 가지는데, 이는 데이터로 환산하면 초당 125GB(기가바이트)를 전송할 수 있다.

데이터 전송량이 많아질수록 전력 사용량과 발열이 함께 강해지기에, 저전력 통신기술은 단순히 전력 절감을 넘어서 발열 제어에도 큰 도움이 될 것으로 기대받고 있다.

한국항공우주연구원이 개발한 한국형 UAM '오파브' [한국항공우주연구원 제공]

▲ 6G 네트워크의 우려와 전망

6G 네트워크 기술이 바르게 개발되면서 UAM 등 차세대 기술 상용화를 기대하는 목소리도 높아지고 있지만, 한편으로는 우려의 목소리도 나온다.

이는 주로 5G 도입 당시부터 제기됐던 문제점으로, 기업이 주장했던 성능이나 광고상의 속도와 실제 속도 사이에 괴리가 존재한다는 것이다.

지난 2019년 우리나라가 세계 최대 규모의 5G 네트워크 상용화에 나서면서 LTE의 20배에 달하는 속도 향상을 약속했지만, 실제로는 4배에서 5배 속도에 그쳤다.

실제로 20배의 속도를 체험할 수 있는 장소는 대형 스포츠 경기장이나 공항, 스마트 팩토리 등 한정된 공간에서만 사용되는 것으로 알려졌다.

당시 초고속 네트워크 구현에 실패한 원인은 5G 중계기 설치 비용으로, 5G 서비스가 출시된 후에도 중계기 설치가 완료되지 않아 서울 내 일부 구역에서는 LTE로 전환되는 사례가 존재했다.

6G 역시 같은 문제를 공유하는데, 데이터를 빠르게 전송할수록 벽에 가로막히는 등 안정성이 약해진다.

현재는 저궤도 위성통신을 활용해 6G를 구현한다는 계획이나, 이 역시 다수의 위성을 발사하기 위한 비용 부담이 클 것이라는 시선도 있다.

한편 정부는 오는 2030년까지 6G 기반 통신위성 2기를 발사하고, 저궤도 위성통신 시범망을 구축한다는 계획이다.

이를 위해 과학기술정보통신부는 지난 5월 총 3199억 9000만 원 규모의 6년 계획 저궤도 위성통신 사업의 예비타당성조사를 통과한 바 있다.

현재 정부의 목표는 통신탑재체, 지상국, 단말국 등 핵심기술 11종을 개발하는 것으로, 특히 위성 간 연동을 통한 오차 보정과 트래픽 분산 시스템 등을 국책과제로 선정하고 지원을 강화한다고 밝혔다.