국내 연구진이 차세대 이동통신 구현을 위한 대용량·초정밀 기술 개발을 본격적으로 시작했다. 미래 이동통신 핵심기술을 선점해 이동통신 강국으로서의 기술 리더십을 공고히 할 전망이다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 초고주파 대역에서 대용량·초정밀 서비스 실현을 위한 무선액세스, 이동 무선백홀 핵심기술 개발에 본격적으로 나선다고 밝혔다. 이 두 기술은 차세대 6G 통신의 핵심요소인 초연결, 초저지연, 초고속 융합 서비스를 제공하기 위한 핵심 기반 기술로 손꼽힌다. 무선액세스 기술은 다양한 무선 환경 속에서도 안정적인 절대시간동기의 제공 및 유지, 다양한 통신환경에서도 고속의 안정적인 데이터 전송과 재전송으로 인한 지연 증가 문제를 해결하는 기술이다. 이동 무선백홀 기술은 중앙 네트워크와 기지국 또는 액세스 포인트를 이동 무선으로 연결해 대용량 트래픽을 제공하는 기술이다. 차세대 6G 통신 서비스에서 요구하는 초정밀 성능 조건을 만족시키기 위해서는 혁신적인 무선액세스 기술이 필수적이다. 절대시간동기는 모든 기기가 동일한 시각 또는 시계를 가지도록 하는 기술로, 통신네트워크의 정확성과 효율성을 높이는 역할을 한다. 이를 통해 시간적 정밀도가 요구되는 자율주행차의 차량간통신(V2X), 스마트공장, 디지털 트윈 등에서 빠르고 신뢰성있는 데이터 전송이 가능해진다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 지난 9일부터 사흘간 핀란드 오울루에서 열린 ‘6G 심포지엄 스프링 2024’ 전시회에서 최신 연구 성과를 공개해 참석자들의 주목을 받았다고 밝혔습니다. 이번 전시회에서 ETRI는 특히 ‘서비스 메시’ 기술을 선보였습니다. 본 기술은 클라우드 환경에서 동적으로 생성되거나 소멸되는 수많은 가상화된 모바일 네트워크 기능들 사이에서 발생할 수 있는 복잡한 통신 문제를 해결해 주는 6G 핵심 기술입니다. 6G 모바일 네트워크는 기존 4G/5G의 전용 하드웨어 장비 구조에서 탈피하고 있는데요. 모바일 네트워크 기능을 소프트웨어 형태의 서비스로 가상화해 클라우드 환경에서 개발, 배포, 실행, 관리하는 클라우드 네이티브 아키텍처로 발전하고 있습니다. 이에 따라, 다양한 언어와 환경에서 개발된 마이크로서비스 형태의 네트워크 기능들은 클라우드 상에 배포되어 운영됩니다.

한국표준과학연구원(KRISS, 원장 이호성)이 6G 통신 안테나의 성능 측정 장비를 국산화하는 데 성공했다. 체로 주파수 대역이 올라갈수록 통신 속도는 빨라지지만 통신 가능 거리가 짧아진다. 6G 통신(7~24 GHz 예정)은 현재의 5G 통신(3.5 GHz)에 비해 주파수 대역이 높아지므로 짧아지는 통신 가능 거리 문제를 해결하기 위한 안테나 관련 기술*들이 필요하다. KRISS 전자파측정그룹 연구팀은 광학적인 방식을 적용한 비금속 센서 기반 6G 안테나 측정 장비를 개발했다. 안테나의 성능을 평가하기 위해서는 센서와 일정 거리를 두고 안테나에서 발생하는 전자파를 측정한다. 기존에는 금속 센서를 이용하다 보니 금속 고유의 전자파 반사 특성인 커플링* 현상이 발생하여 측정값에 왜곡이 발생했으나 좁쌀 크기의 비금속 기반 센서로 대체해 이 문제를 간단히 해결했다.

한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 한석윤)은 ㈜블로모바일과 공동 개발한 시각장애인 스마트 길 안내 기술을 현장 실증시험에 성공했다. 스마트 길 안내 기술은 시각장애인들이 철도역사 안에서 원하는 목적지를 쉽게 찾아갈 수 있도록 스마트폰 앱으로 안내하는 기술이다. 개발 기술은 철도역사 바닥에 설치한 스마트 점자블록과 역사 내에 설치한 UWB 센서(Ultra-WideBand) 정보를 융합하여 시각장애인이 위치확인을 실시간으로 보다 정확하고 안정적으로 할 수 있다. 초광대역 UWB는 500MHz 이상의 광대역 채널을 가진 고주파수 전파를 사용하는 근접거리 무선통신 기술로 실내 공간에서 저렴하면서도 고정밀도의 실내 측위 및 내비게이션 기능을 지원한다. 철도연은 지난달 11월, 광주교통공사 광주송정역사에 스마트 길 안내 시스템을 시범 설치하여 시각장애인들과 함께 성능 및 효과를 검증했다. 참가자들은 이용 만족도를 매우 높게 평가했다. 실증시험에 참여한 광주시각장애인협회 유모씨는 “이 앱을 사용하니 지하철을 이용할 때 생겼던 두렵고 불안한 마음이 현저히 줄어들어 심리적으로 안정되어 매우 좋다”고 체험 소감을 밝혔다.

한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 한석윤)은 레이더위성(SAR)을 활용하여 철도 인프라의 미소 변화를 추적·분석하는 철도위성추적 (RST, Railway Satellite Tracking) 기술을 개발했다. RST는 상공 수백 km의 궤도를 돌고 있는 위성에서 반복적으로 촬영한 레이더 영상과 빅데이터 분석 기술을 활용하여 지상에 있는 목표물의 변화량을 감지하는 기술이다. 철도연은 RST 기술로 철도 선로와 교량의 미소 변화량을 검증한 결과 mm 수준의 정밀도 확보가 가능한 것으로 확인했다. 철도연은 철도 선로와 교량의 변화량 2∼30mm를 대상으로 2년간의 변화량을 RST 기술로 검증했다. 그 결과, 현장에서 인력으로 측정한 변화량과 같은 수준의 정밀도를 확보했다. 철도구조물의 변화 및 지반 활동, 위험 구역 등 고정밀 정보를 확보할 수 있게 돼 효율적인 안전관리가 가능해졌다. 미소 변화를 지속해서 추적하여 철도 선로 및 교량 등 철도 인프라의 위험을 식별, 예측하여 정보를 전달하는 대응 모델까지 제공할 계획이다.

한국건설기술연구원(원장 김병석, 이하 건설연)은 주거환경에서 스마트 기술의 수용성을 높이고 주거 기술을 첨단화시키며 다양한 주거서비스 수요에 대응하기 위해 스마트 하우징 플랫폼과 지능형 융복합 주거 서비스 기술을 개발했다고 밝혔다. 현재 주택 내에서 사용되는 스마트 기술은 가전제품뿐만 아니라 음성인식 스피커, 동작 센서, 스마트 워치 등과 연계되어 생활편의를 향상시키기 위한 다양한 제품 및 기술들이 개발되고 있다. 그러나 개별 기술을 통합하기 위한 시스템의 부재로 인하여 가전제품의 단순한 연계나 관리를 목적으로 제한적으로만 활용된다. 더구나 이러한 스마트 기술들은 제조사 중심의 플랫폼 기반으로 활용되어 개별 가정에서 발생하는 데이터를 통합하거나 이를 기반으로 새로운 서비스로 확장하는 데에는 한계가 있다. 이에 건설연 건축연구본부 연구팀(팀장: 채창우 박사)은 기존의 폐쇄적 시스템을 극복할 수 있는 개방형 스마트 하우징 플랫폼(이하 ‘플랫폼’)을 개발하였다. 이 플랫폼은 스마트폰의 구글 플레이(Google Play) 및 애플 앱 스토어(Apple App Store)와 같은 애플리케이션 생태계와 유사하다. 현재 구글 기반 플레이 스토어에서 ‘스마트 하우징’으로 검색하면 개발된 앱을 확인할 수 있다.

한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 한석윤)이 개발한 ‘스마트 게이트 프리 시스템’ 기술이 부산교통공사 2호선 장산역에서 현장 시험에 성공했다. 스마트 게이트 프리 시스템은 스마트 기기를 지닌 승객이 특정 지점을 지나면 대중교통 요금이 자동으로 결제되는 시스템이다. 게이트가 사라지고, 승하차 태그 등 물리적 접촉 없이 요금을 결제하기 때문에 대중교통 이용이 한결 빠르고 편리해진다. 철도연이 개발한 스마트 게이트 프리 시스템은 고정밀 실시간 승객 위치 인식기술을 활용하여 승객이 지나가는 바닥에 설치된 스마트 블록과 승객의 휴대폰 앱이 통신하여 요금을 결제한다. 출퇴근 등 승객이 혼잡한 경우에도 플랫폼, 이동 경로, 게이트 등 수많은 승객의 위치를 IoT 기술로 실시간 정확히 인식하고 운임을 정산할 수 있다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 지난달 SK브로드밴드 서울 동작정보센터에서 SK텔레콤㈜, SK브로드밴드㈜, ㈜에치에프알, ㈜오이솔루션과 함께 ‘애니커넥트(AnyConnect)’광액세스 네트워킹 기술 기능 검증을 완료했다. 연구진은 이번 시연으로 맞춤형 속도와 광 연결이 필요한 다양한 수요를 해결할 수 있음을 확인했다고 밝혔다. 광액세스망은 가정에서 널리 사용되는 초고속 인터넷, 이동통신 장비를 연결하는 프런트홀부터 공장, 사무실, 빌딩 등 다양한 장소에 널리 사용되는 광섬유 기반 네트워크이다. 마치 우리 몸속의 모세혈관이 공기와 영양분을 공급하는 것처럼 디지털 사회에서 우리에게 필요한 정보와 데이터를 제공하는 역할을 한다. 이번 개발된 AnyConnect 광액세스 네트워킹 기술은 기존 광통신이 제공하는 ‘고속화’와 ‘대규모 연결성’의 장점을 함께 가지고 있다. 아울러 고속 저지연으로 항상 서비스와 장치들이 연결되어 있어야 하는 디지털 사회의 광액세스망 기술로 적합하다. 연구진은 이번 기술의 핵심이 ‘가상화 기반 슬라이싱’기술과 ‘디스어그리게이션’기술 이라고 밝혔다. ‘가상화 기반 슬라이싱’기술은 제조사와 기능이 서로 다른 광액세스 장비들을 소프트웨어로 하나의 장비처럼 관리제어하고, 용도별 맞춤형 네트워크 자원을 제공하는 것이다. 더불어, 광액세스망 장비와 모바일 장비 간 패킷전송 정보 교환을 통한 협력대응 대역할당 기술을 개발, 모바일 프런트홀까지 개발된 기술로 활용이 가능하다. ‘디스어그리게이션’기술은 기존 광액세스망 장비인 광선로종단장치(OLT)를 하드웨어 부분과 소프트웨어 부분으로 분리하여 각각의 장비로 구성하고 표준 인터페이스로 연결한 것이다.

국내 연구진이 그동안 주로 하던 지상통신에서 벗어나 지중에서도 무선통신이 가능함을 처음으로 확인했다. 이로써 광산 등 지하매설물 붕괴 등 사고로 인한 구조작업 시 매몰된 사람의 생존 여부 가능성을 확인하는 길이 생겼다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 1m 직경의 송신 안테나와 수 cm급 수신 안테나를 이용해 광산 지중 40m 거리에서 음성신호를 송·수신할 수 있는 「자기장 지중 통신 원천기술」 개발에 세계 최초로 성공했다고 밝혔다. 국내 연구진이 그동안 주로 하던 지상통신에서 벗어나 지중에서도 무선통신이 가능함을 처음으로 확인했다. 이로써 광산 등 지하매설물 붕괴 등 사고로 인한 구조작업 시 매몰된 사람의 생존 여부 가능성을 확인하는 길이 생겼다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 1m 직경의 송신 안테나와 수 cm급 수신 안테나를 이용해 광산 지중 40m 거리에서 음성신호를 송·수신할 수 있는 「자기장 지중 통신 원천기술」 개발에 세계 최초로 성공했다고 밝혔다.

한국원자력연구원 첨단양자소재연구실 김재욱 박사는 터븀인듐산화물(TbInO3)이 양자컴퓨터 소자 등에 쓰일 수 있는 양자스핀액상(Quantum Spin Liquid, 이하 QSL) 물질이 될 수 있음을 실험적으로 증명했다고 23일 밝혔다. 양자컴퓨터는 양자역학의 고유 특성인 중첩과 얽힘을 이용해 한 번에 많은 정보를 동시에 처리할 수 있다. 또한 특정 문제에 대해 기존의 수퍼 컴퓨터보다도 수 백만 배 이상 빠르게 풀 수 있어 양자 기술이 미래 산업의 판도를 바꿀 게임 체인저 기술로 주목받는다. 하지만 양자역학적 중첩과 얽힘 현상은 구현이 어렵다. 온도 변화, 불순물, 외부 전자기장 등 미세한 자극에도 다양한 오류가 발생한다. 취약한 양자 상태를 안정적으로 만들려면 절대영도(-273.15도)에 가까운 극저온 환경을 구현해야하는 등 까다로운 조건들이 필요하다. 연구진은 먼저, 레이저로 녹여 구조가 고른 단결정을 제조하는 레이저 부유 용융로(Laser-diode floating zone)를 사용해 고품질의 TbInO3 단결정을 합성했다. 이후 테라헤르츠(THz) 전자기파를 물질에 쪼여 광학전도도를 측정하는 분광실험을 수행했다. 실험은 극저온에서 상온에 이르는 넓은 온도 범위와 다양한 자기장, 주파수 대역에서 진행됐다. 특히 실험에 방해가 되는 빛의 내부 반사 효과를 줄이기 위해 시료 두께를 정밀히 제어했다. 그 결과, 특정 영역에서 광학전도도가 정확히 주파수 제곱에 비례함을 실험적으로 입증했다. 특히 영상 27도 수준의 실온에서도 광학전도도 비례 현상이 나타났다. 이는 TbInO3가 상온에서도 QSL 특성을 구현할 수 있음을 실제 확인한 최초 사례다. 이번 연구 결과를 바탕으로 연구진은 TbInO3이 무오류 양자컴퓨터의 소자로 응용할 수 있는지 등을 더 연구할 계획이다.