6G 상용화의 충분조건…‘6가지 목표 수준, 15개 성능’

[애플경제 이윤순 기자] 6G 상용화를 앞두고 국제적인 기술 경쟁이 치열하다. 그런 가운데 최종 ‘승자’가 될 수 있는 목표 수준과, 이를 구현할 성능 표준 15가지가 주목받고 있다. 성능 표준은 이미 잘 알려져있지만, 국제적인 6G비전 권고안에 정의된 목표 수준은 새삼 눈길을 끈다.

정보통신기획평가원이나 과학기술정보통신부 등이 제시한 목표 수준은 대체로 6가지로 구분된다. 그 중 3가지는 ‘통신 기반 확장 서비스’ 3개 항목이며, 나머지 3가지는 ‘신규 결합 서비스’ 3항목이다.

그 중 ‘통신 기반 확장 서비스’는 △몰입형 통신 경험, △초저지연 진화 통신 시나리오, △초연결 진화 통신 서비스 시나리오로 구성되어 있다. 또한 ‘신규 결합 서비스’에는 △인공지능 결합 통신 서비스, △센싱 결합 통신 서비스, △유비쿼터스 연결 서비스 등 3가지로 구성되어 있다.

‘상용화' 위해 도달해야 할 '6G 목표 수준'

우선 ‘통신 기반 확장 서비스’의 경우 중 △몰입형 통신은 초고속(eMBB)을 확장, 사용자에게 몰입형 통신 성능을 제공하는 것이다. 이는 가상현실(XR)이나, 홀로그래픽 통신, 원격 다중감각 텔레프레즌스(telepresence), 비디오·오디오 혼합 트래픽 등이 대표적이다.

또한 △초저지연 진화 통신은 말 그대로 ‘초저지연(URLLC)’을 확장하는 것이다. 이를 통해 안정성, 지연시간 등 좀더 엄격한 요구사항 충족시키는 것이다. 만약 이런 요구사항을 충족하지 못할 경우, 치명적인 결과를 초래할 수 있다. 초저지연 진화 통신은 특히 스마트 산업, 자동화 공정, 에너지, 원격 치료 등에 중요하다.

‘초연결’을 기반으로 하는 △초연결 진화 통신도 중요한 목표다. 이는 ‘초연결’(mMTC)을 확장, 광범위한 환경에서 다양한 유형의 장치와 센서의 유비쿼터스 연결을 가능하게 한다. 스마트시티나, 이동수단, 물류센터, 헬스케어, 에너지, 농업 등에 필수적이다.

다음으로 ‘신규 결합 서비스’로 분류할 만한 3가지 목표가 있다. 그 중 먼저 △인공지능 결합 통신은 분산 컴퓨팅과 AI를 기반으로 한 것으로 애플리케이션을 지원하는 새로운 기법이기도 하다. 이는 다양한 지능형 노드에서 데이터를 수집하고, 로컬 또는 분산 컴퓨팅 오프로드나, AI 모델의 분산학습, 추론을 활용한 것이다. 자율주행이나, 디지털트윈, 의료 지원, 로봇 등에 유용하다.

△센싱 결합 통신은 감지 기능이 필요한 새로운 애플리케이션 등에 광역 다차원 감지 기능을 접목한 것이다. 이를 통해 연결되지 않은 물체와 연결된 장치와 움직임, 환경에 대한 공간 정보를 제공하는 통신 기술이다.

이는 6G 기반 네비게이션이나, 동작, 모션 감지, 환경 감시, AI·XR, 디지털트윈 애플리케이션을 위한 센싱 정보를 제공할 수 있다.

이와 함께 디지털 격차 해소를 위한 △유비쿼터스 연결도 목표 수준의 하나다. ‘유비쿼터스’가 시사하듯, 디지털 격차 해소를 위한 연결성 확대를 목적으로 한 것이다. 아직은 통신이 원활치 않은 교외 지역이나, 저인구밀도 지역 등을 대상으로 한다. IoT부터 기본 광대역 서비스 등을 망라한 기술이다.

목표 수준 위해 갖춰야 할 15가지 성능

이같은 목표 수준에 도달하기 위해선 필히 고도의 성능 수준을 갖춰야 한다. 속도나 보안, 효율성은 기본이며, 이동성이나 연결밀도, 상호운용 성능, 합당한 AI지표 등 광범위한 필요조건을 갖춰야 한다.

우선 전송속도를 최대로 끌어올려야 한다. 이를 위해 국제이동통신기구(IMT)가 제시한 이상적인 조건에서 달성 가능한 기기당 최대 전송속도에 도달해야 한다. 또한 사용자 체감속도가 중요하다. 이를 위해선 커버리지 영역 내 모바일 장치로 어디서나 사용할 수 있는 달성 가능한 데이터 속도에 도달해야 한다.

적정한 주파수 효율, 즉, 주파수 자원 단위당이나, 셀(Cell)당 평균 데이터 처리량에 도달해야 한다. 면적 당 트래픽 용량도 중요하다. 즉, 지역 범위당 수용 가능한 총 트래픽 처리량을 최대한 늘릴 필욕 있다.

보안이나, 개인정보보호, 그리고 데이터 침해 등을 당했을 때 신속하게 이를 복구할 수 있어야 한다. 사용자 데이터나 신호 전달과 같은 정보의 기밀성을 유지하고, 무결성이나 가용성을 보존하며, 사이버 공격으로부터 네트워크, 장치 및 시스템을 보호해야 한다.

특히 개인정보를 보호하기 위해 개인의 결정권이 십분 보장되어야 한다. 또 기본적인 전원 손실 등과 같은 자연적 또는 인위적 장애가 생기면, 이에 대비한 네트워크와 시스템이 올바르게 작동할 수 있어야 한다.

연결밀도 역시 중요하다. 단위 면적당 연결하거나, 접근 가능한 장비의 숫자를 늘려야 한다. 이동성을 크게 높일 필요도 있다. 이를 위해 서로 다른 계층이나, 무선 액세스 기술에 속할 수 있는 정의된 QoS나, 무선 노드 간 전송을 원활하게 할 수 있는 속도를 최대한 높여야 한다.

지연시간(Latency), 즉, 소스가 특정 크기의 패킷을 전송할 때부터 수신할 때까지의 시간을 최소한 단축해야 한다. 또 신뢰성도 중요하다. 전송 성공률을 설정, 정해진 시간 내에 주어진 양의 트래픽을 전송하는 능력을 극대화해야 한다.

연결된 장치의 대략적인 위치를 계산하는 기능인 ‘포지셔닝(Positioning)도 중요하다. 사전에 계산된 수평과 수직 위치, 장치의 실제 수평과 수직 위치 간의 차이로 그 위치를 측정한다. 이를 통해 위치 결정이나, 정확도를 산출해내는 것이다.

또한 원하는 서비스 영역에서 사용자에게 통신 서비스에 대한 액세스를 제공하는 기능, 즉 ‘커버리지’도 중요한 요소다. 이는 링크 버짓 분석을 통해 단일 셀을 대상으로 해당 셀에서 에지 거리로 정의될 수 있다.

‘센싱 지표’도 중요한 기능이다. 이는 무선 인터페이스에서 범위, 속도, 각도를 추정하고, 물체를 감지함으로써 위치를 측정하고, 이미징이나, 매핑을 시도하는 것이다. 이를 통해 정확도나 해상도, 탐지율, 오검출율 등을 판별해낸다.

생성AI가 대중화되면서 AI 지원 애플리케이션을 지원하기 위해 IMT 시스템 전반에 걸쳐 분산 데이터 처리, 분산 학습, AI 컴퓨팅, AI 모델 추론 등의 기술 성능을 제공하게 된다.

이 밖에도 ‘지속 가능성’도 강조된다. 이는 네트워크와 디바이스가 라이프 사이클 전반에 걸쳐 온실가스를 배출하는 등의 환경 영향을 최소화하는 것이다. 이를 위해 장비 수명이나, 수리, 재사용 및 재활용 최적화를 통한 에너지 효율 개선, 에너지 소비 최소화 등을 구현하는 것이다.

6G에선 특히 ‘상호운용성’이 강조된다. 이는 무선 인터페이스가 구성원들의 포괄성이나 투명성을 기반으로 서로 다른 엔티티 간의 기능이 가능하도록 하는 것이다.