[ETRI, 우주개발 핵심기관 거듭나다]<4>저궤도 6G 위성통신

6G 시대 저궤도 통신위성 활용 개요.

한국전자통신연구원(ETRI)은 그동안 역량을 쌓아온 우주, 위성 분야 기술을 6G 통신에 활용하기 위한 연구도 서두르고 있다. 우주를 기반으로 하는 3차원(3D) 초공간 통신 미래를 준비하는 것이다.

저궤도 통신 위성군을 이용하는 것이 골자다. 저궤도 위성은 3만6000㎞에 위치하는 정지궤도 위성과는 다르게 수백㎞대 상대적으로 낮은 고도에 위치한다. 덕분에 지상과 통신 시 왕복 지연시간이 광케이블 수준인 25~35밀리초에 불과하다. 정지궤도 위성과 달리 한곳을 계속 비추는 것은 불가능하지만, 여러 대 위성을 활용하면 이런 단점을 상쇄할 수 있고, 서비스 영역도 대폭 늘어나기 때문에 글로벌 서비스도 가능하다. 장점이 많고 전망도 밝아 미국 스페이스X의 '스타링크'를 비롯해 다양한 저궤도 위성 통신 서비스가 속속 모습을 드러내고 있다.

이는 앞으로 도래할 '6G 시대' 통신 패러다임에도 부합한다. 공중 드론이나 도심항공모빌리티(UAM), 해상 자율운항 선박 등은 음영지역 없는 안정적인 통신망이 필수다. 당연히 공간 한계 극복이 가능한 위성에 주목할 수밖에 없다. 더욱이 지상에 가까워 초고속·저지연 통신도 가능한 저궤도 위성이 이목을 끈다.

이에 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원(IITP)이 발 빠르게 저궤도 6G 위성통신 기획연구를 추진하고 있다. 기존 지상 이동통신 서비스가 불가능한 해상과 오지 공간, 재난 등 상황에서도 기가(Gbps)급 서비스를 제공하는 기술개발이 목표다. 빠르게 달리는 자동차, 비행체 등에도 원활한 통신을 제공코자 한다.

ETRI는 6G 위성통신 본격 개발에 앞서 표준화, 핵심부품 개발 기초기술 확보를 위한 선행연구를 수행 중이다. 저궤도 위성통신 환경에서 위성망에 접속하기 위한 기술 연구, 3GPP 비지상망(NTN) 표준화 연구, 6G 위성통신 주파수 대역을 고려한 핵심부품 지상검증모델 개발 연구 등이다. 특히 내년부터는 미래 6G 위성통신에서 활용될 것으로 예상되는 Q/V 대역(30~70㎓) 동작 위성탑재용 및 지상 단말용 핵심 반도체 집적회로 개발이 이뤄질 예정이다. 이와 함께 Ka 대역(20~30㎓) 반도체 집적회로 역시 개발하고 있다. 개발한 반도체 집적회로는 저잡음증폭기, 주파수변환기, 고출력 반도체 증폭기 등 6G 위성통신을 위한 모듈형 부품에 활용된다. 빔포밍 집적회로도 개발해 위성탑재용 배열안테나와 지상단말용 배열안테나에 활용된다. 저궤도 위성에 활용할 Q/V 대역 반사판 안테나 및 배열안테나 기술개발도 진행할 예정이다.

이들 노력으로 확보된 기술은 향후 실제 위성 개발이 이뤄질 때, 실용 제품으로 구현돼 6G 위성통신시스템을 이루게 된다.

이병선 ETRI 위성탑재체연구실장은 “앞으로 다가올 6G 통신은 저궤도 위성군을 활용해 성능과 활용영역이 대폭 확대될 것”이라며 “ETRI가 오랫동안 위성통신 지상시스템과 탑재체 개발을 통해 쌓아온 기술력과 노하우를 쏟아부어, 기존 이동통신 한계를 극복하고 새로운 지평을 여는 데 기여하겠다”고 말했다.

김영준기자 kyj85@etnews.com

<이 기사는 한국전자통신연구원(ETRI)과 공동 기획해 작성됐습니다.>