LG전자가 최근 독일 베를린의 프라운호퍼 하인리히-헤르츠 연구소에서 6G(세대) 테라헤르츠 대역(155~175GHz)을 활용해 실외에서 통신 신호를 320m까지 전송하는 데 성공했다고 해요. 이번 테크따라잡기에선 LG전자의 '6G 시대에 한 걸음 더 다가섰다'는 평가를 받고 있는 이번 시연에 대해 알아보겠습니다.
6G가 목표하는 데이터 전송 속도는 1초에 1조 비트를 전송하는 1Tbps(테라비피에스)입니다. 1초에 20Gb(기가바이트)의 데이터 전송하는 5G보다 50배 빠른 속도죠. 초고속 통신인 6G 시대가 열리게 되면 자율운행차, 사물인터넷, 메타버스 등 서비스가 고도화될 것으로 예상됩니다.
6G에 적합할 주파수 대역으로 테라헤르츠가 꼽힙니다. 테라헤르츠는 100GHz~10THz 사이의 초광대역 주파수를 의미하죠. 초고속 통신을 위해선 높은 대역의 주파수가 필요하다고 해요. 주파수 대역이 올라갈수록 넓은 통신 대역폭을 사용할 수 있고 그만큼 한 번에 많은 정보를 실어 나를 수 있어서죠.
문제는 주파수 대역이 올라갈수록 전파 도달 거리는 짧아진다는 점입니다. 안테나 송수신 과정에서 전력 손실도 심하죠. 고층건물 등 장애물을 만나면 전파가 제대로 전달되지 않아 기지국을 촘촘하게 설치해야하는데, 비용이 많이 드는 기지국을 촘촘히 설치하긴 쉽지 않죠.
현재 6G를 준비하는 기업들이 높은 주파수 대역의 전파 도달 거리를 늘리는 데 투자하는 이유가 여기에 있습니다.
작년 6월 삼성전자는 미국 샌타바버라 캘리포니아 주립대와 공동으로 테라헤르츠 대역(140 GHz)을 활용해 송신기와 수신기가 15m 떨어진 거리에서 6.2Gbps(초당 기가비트)의 데이터 전송 속도를 내는데 성공했죠. 당시 삼성전자는 "6G 상용화 실현 가능성을 보여주는 중요한 이정표"라고 강조했다.
두 달 뒤인, 작년 8월 LG전자는 유럽 최대 응용과학연구소 그룹인 프라운호퍼와 함께 테라헤르츠 대역을 활용해 실외에서 통신 신호를 직선거리 100m 이상 전송하는 데 성공했습니다.
초광대역의 단점인 짧은 도달 거리와 전력 손실을 보완하기 위해 전력 증폭기를 개발한 덕분이죠. 이 전력 증폭기는 155~175GHz의 대역 범위에서 안정적인 송수신이 가능하도록 출력 신호를 세계 최고 수준(최대 15dBm)까지 끌어올렸습니다.
아울러 LG전자는 채널 변화와 수신기 위치에 따라 빔 방향을 변환하는 '가변 빔포밍(Adaptive beamforming)'과 복수의 출력 신호를 안테나로 전달하는 '고이득 안테나 스위칭(High-gain antenna switching)' 기술을 함께 개발했죠.
이번에 LG전자와 프라운호퍼는 6G 테라헤르츠 대역(155~175GHz)을 활용해 실외에서 통신 신호를 320m 거리까지 늘렸습니다. 전체 출력 20dBm 이상의 '다채널 전력 증폭기', 노이즈 발생을 최소화하는 '저잡음 수신 신호 증폭기' 등 송수신 핵심 기술 개발에 성공하면서죠.
통신 신호 전송 거리가 의미가 있는 것은 도심내 설치된 기지국의 셀 커버리지 250m때문입니다. 도심에서 6G를 상용화는 데 한 발 더 다가선 셈이란 얘기죠. 김병훈 LG전자 부사장(최고기술책임자)은 "이번 실외 320m 시연 성공으로 6G 기술 목표를 보다 현실화했다"고 평가했습니다.
[테크따라잡기]는 한 주간 산업계 뉴스 속에 숨어 있는 기술을 쉽게 풀어드리는 비즈워치 산업부의 주말 뉴스 코너입니다. 빠르게 변하는 기술, 빠르게 잡아 드리겠습니다. [편집자]
