테라헤르츠 주파수 제어하는 RIS, 음영 줄이고 효율은 높인다
LG유플러스, 주파수·서비스·네트워크 확장으로 6G 시대 준비
LG유플러스가 주파수 음영지대를 해소할 수 있는 차세대 기술을 공개했다. LG유플러스가 공개한 기술은 차세대 안테나 기술이라 불리는 ‘재구성 가능한 지능형 표면(RIS)’로 다양한 주파수를 반사·흡수·투과해 제어하는 기술이다, LG유플러스는 RIS를 6세대 이동통신(6G)의 핵심 기술 중 하나로 육성한다는 방침이다.
◇ LG유플러스, ‘전파 거울’로 다양한 주파수의 음영지대 줄인다
LG유플러스는 24일 6G 서비스 구현을 위한 핵심 기술 중 하나인 주파수커버리지 확장 기술 개발 현황 및 성과를 공개하는 시간을 가졌다. 이날 공개된 기술은 홍원빈 포항공과대학교 교수 연구팀과 LG유플러스가 산학협력을 통해 구현한 ‘재구성 가능한 지능형 표면(이하 RIS)’이다. 이날 LG유플러스는 해당 기술이 상용 환경에서 실증에 성공했다고 밝혔다.
LG유플러스와 홍 교수 연구팀은 지난해부터 산학협력 과제로 6G RIS 기술 연구에 착수해 주파수를 반사·투과·흡수하는 기술을 개발해 왔으며, 실제 사용환경과 유사한 100GHz(기가헤르츠) 이상의 THz(테라헤르츠) 대역에서 전력소모 없이 작동함을 확인했다고 밝혔다.
6G는 단순한 이동통신을 넘어 저궤도위성, 도심 항공 모빌리티(UAM) 등 다양한 서비스와 네트워크로 확장이 예상된다. 이에 따라 사용 주파수 역시 매우 다양해짐은 물론, 그동안 이동통신에서 사용하지 않던 THz까지 주파수 역시 확장될 것으로 예상되고 있다.
THz는 가용 대역폭이 넓어 초고속·대용량 데이터 서비스에 적합한 전송속도를 낼 수 있다. 그러나 파장이 매우 짧아 전파가 도달하는 거리에 장애물이 있거나 실외 기지국에서 실내로 들어오는 상황에서는 손실이 발생한다. 전파 손실은 통신 품질 저하로 이어진다는 점에서 THz 기반의 차세대 통신서비스 제공을 위해서는 해당 문제를 해결해야 하는 상황이다.
이에 LG유플러스와 홍원빈 교수팀, 계측기 제조업체 ‘키사이트테크놀로지’는 협업을 통해 THz 대역의 전파를 인위적인 방향으로 반사·흡수·투과할 수 있는 신개념 전파 표면 RIS 기술을 개발했다. 전파는 매질을 만나면 반사·회절·굴절·간섭 등의 특성을 띄는데 이를 활용해 인위적으로 조정한 것이다.
홍원빈 교수는 “RIS는 쉽게 생각해서 전파 거울로 보면 된다”며 “상황에 맞춰 오목렌즈나 볼록랜즈를 사용하듯 다양한 파장을 가진 주파수를 상황에 맞게 파장을 제어해 음영지역을 줄이는 기술”이라고 설명했다.
실제 해당 기술은 반사 및 투과를 통해 장애 지역을 해소시켜 전파의 손실을 최대한 줄임으로써 전파 도달거리를 확장하는 데 활용할 수 있다. 또한 흡수 기술을 통해 전자파의 에너지를 열에너지로 변환해 소실시켜 보안 시설 등에 전파가 도달하지 못하도록 막는 등 보안용으로 사용이 가능하다.
뿐만 아니라 타일 형태로 된 RIS는 중계기 등 추가 장비 설치가 필요하지 않아 테라헤르츠 대역을 활용하는 6G 무선 통신 인프라 구축 시 비용 절감이 가능해질 뿐만 아니라, 기존 5G 통신 대역이나 다양한 6G 후보주파수에도 활용해 서비스 품질을 향상할 수도 있다.
홍 교수는 “새롭게 개발한 6G RIS 기술은 세계 최초로 무선 통신 전파 환경을 제어해 효율적인 통신 시스템 구성을 가능케 한다는 점에서 의미가 있다”며 “앞으로도 다양한 연구 개발을 통해 기술적 우위를 확보해 나갈 것”이라고 말했다.
◇ LG유플러스 “6G 시대, 3개 분야 집중 육성할 것”
한편, LG유플러스는 RIS외에도 6G 기술 경쟁력 확보를 위해 ▲주파수 확장, ▲서비스 확장, ▲네트워크 확장이라는 3가지 분야를 중심으로 선행기술을 확보해 나간다는 방침이다.
주파수 확장 부문은 RIS 연구와 함께 주파수 성능 개선을 위한 ‘초거대 메시브 마이모 기술’, 주파수 자원을 공유해 호라용도를 높이는 ‘주파수 공유 기술’ 등을 연구하고 있다.
서비스 확장 부문은 저궤도 위성을 활용해 통신 서비스를 제공하기 위한 지상통신과 비지상통신간 연결 기술에 집중하고 있다. LG유플러스는 지난해 6월 양자컴퓨터를 활용한 네트워크 기술로 저궤도 위성 네트워크를 최적화하는 연구 결과를 발표하는 등 관련 기술 개발을 지속하고 있다.
네트워크 확장을 위해서는 오픈랜 기술력 확보에 주력한다는 방침이다. LG유플러스는 지난 2021년 12월 국내 최초 멀티벤더 오픈랜 장비 연동 검증, 오픈랜 지능화 기술인 RIC 검증, 글로벌 장비 제조사와 국내 중소기업 간 협력을 통한 생태계 구축 등에 집중하고 있다.
조제훈 LG유플러스 Access 선행기술팀 팀장은 “6G의 상용화가 2028년에서 2030년으로 예상되는 만큼 LG유플러스는 3대 분야 요소의 기술마다 필요성이 있는지 검토하는 단계를 거치고 있다”며 “각종 차세대 네트워크 기술에 대한 선제적인 연구 및 실증을 통해 다가올 미래 통신 서비스에 대한 경쟁력을 확보하고, 다가올 5G 어드밴스드 및 6G 시대를 준비할 방침”이라고 밝혔다.
hdlim@greenpost.kr