위성 통신 (3) 6G에서의 저궤도 위성 통신

출처: 게티이미지뱅크

 

위성 통신 시리즈의 마지막으로, "6G와 저궤도 위성 통신"을 주제로 본 글을 작성하도록 하겠습니다.

 

"저지연 (low latency) 수준으로 Global coveage를 제공할 수 있다"는 장점을 통해 차세대 통신 시스템으로 각광받고 있는 저궤도 위성 통신 시스템이 6G에서는 어떻게 전망되는지,

그리고 위성 통신의 전망이 주어져 있을 때 대학생들과 엔지니어들은 어떤 자세를 취해야 할 지에 대해 제 의견을 작성하도록 하겠습니다.

 

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1. 6G에서의 위성 통신: 지상-비지상 통합 네트워크 

 

2028~2030년에 상용화되기 시작할 것으로 보이는 6G에서는 저궤도 위성 통신망이 기존의 지상 네트워크 (Terrestrial Network, TN)과 공존, 즉 통합된 네트워크가 상용화될 것으로 전망하고 있습니다.

 

저궤도 위성 통신을 중심으로 무인기(UAV), 고고도 통신 플랫폼 (HAPS), 다양한 고도의 인공위성 (정지궤도 위성, 중궤도 위성)까지 공중 및 우주에 위치한 통신 시스템을 비지상 네트워크 (Non-Terrestrial Network, NTN)라고 명명할 때,

기존에 상용회되어 있는 TN에 대해 NTN이 방해할 수 있습니다.

 

한정된 자원인 주파수 햘당 문제부터, 간섭 신호, 어떤 네트워크로부터 서비스를 받아야 하는지 등 다양한 문제가 TN, NTN 간 발생할 수 있습니다. 

 

이에 대한 해결 방안은 TN-NTN 통합 네트워크(Joint TN-NTN 혹은  Integrated Space-Air-Terrestrial Networks)가 구현되어야 합니다. 즉, NTN은 결국 TN과의 공존을 위해 기존의 TN과 통합되어야 합니다.

 

출처: A. Guidotti, A. Vanelli-Coralli, V. Schena, N. Chuberre, M. El Jaafari, J. Puttonen, and S. Cioni, ‘‘The path to 5G-advanced and 6G non-terrestrial network systems,’’ in Proc. 11th Adv. Satell. Multimedia Syst. Conf. 17th Signal Process. Space Commun. Workshop (ASMS/SPSC), Sep. 2022, pp. 1–8.

 

5G 시대인 2024년 현재 이동통신 기업들은 5G 표준을 기반으로 NTN에 대한 논의를 TN과 별개로 수행하고 있습니다.

정확한 송수신을 위해서는 약속된 통신 프로토콜이 필요하므로 새로운 네트워크 컨셉인 NTN에 대한 논의를 수행하고 있는 것인데, NTN에 대한 issue들이 아직은 많으므로 현재는 NTN 따로, 그리고 TN 따로 논의하고 있습니다.

 

NTN에 대한 논의가 끝난 후, TN-NTN 통합 네트워크에 대한 논의가 예상되며, 이는 자연스레 5G 다음인 6G 시대로 예상되고 있습니다.

 

통합망을 통해 인공위성-지상 단말기 간 직접 통신 활성화 뿐만 어니라 항공기‧선박‧ 기차‧차량‧UAM(도심항공교통) 기체 등에서도 통신 음영지역 없이 24시간 안정적인 이동통신 서비스가 가능할 것이라 기대되고 있으며,

 

이는 자율주행 자동차, 자율주행 선박, 스마트시티 등 새로운 모습의 모빌리티 산업에 인공지능(AI) 기술과 통합망이 기여할 것으로 판단됩니다.

 

이러한 전망은 이미 많은 국가들이 이해하고 있으며, 통신 관련 기업들도 같은 전망을 내놓았습니다.

 

1. 삼성의 6G white paper

https://cdn.codeground.org/nsr/downloads/researchareas/6G%20Vision.pdf

 

2. Skt의 6G white paper

https://newsroom-prd-data.s3.ap-northeast-2.amazonaws.com/wp-content/uploads/2023/11/SKT6G-White-PaperEng_v1.0_clean_20231129.pdf

 

3. Huawei의 6G white paper

https://www-file.huawei.com/-/media/corp2020/pdf/tech-insights/1/6g-white-paper-en.pdf?la=en

 

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2. 시장 규모가 커질 것이 확실한 6G에서의 저궤도 위성 통신, 우리는 어떤 관점으로 대해야 할까

 

금융, 통신, 단말기 제조, 네트워크 장비 기업들을 포함한 많은 기업들과 나라들도 6G, 특히 위성 통신 시스템에 대비하고 있습니다. 

 

다음은 6G에서의 위성 통신을 위한 우리나라 정부의 대표적인 움직임입니다. 

 

https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=2024052318250657907

'한국판 스타링크' 첫발…6G 저궤도 통신위성 쏘아올린다 - 머니투데이

 

 

예정되어 있는 위성 톡신 시장의 확대에 대해, 우리들은 어떤 자세를 취해야 미래에도 경쟁력을 유지할 수 있을까요?

 

우선 학생 분들은 열린 마음으로 해당 분야를 보는 게 가장 중요한 것 같습니다.

 

통신/네트워크 전공자가 되지 않을 학생들이 대다수겠지만, 그럼에도 학생 분들은 위성 통신과 6G에 대해 긍정적인 시선을 갖고 바라봐야 합니다.

 

현재의 5G는 흥행하지 못 한게 사실이지만, 이전까지는 짝수 세대 (2G, LTE)에서 통신 기술이 인류의 삶에 큰 영향을 미쳤다는 역사(2G: 디지털 메시지 기반 휴대용 단말기, LTE: 스마트폰)를 고려할 때, 위성 통신과 AI가 중심이 될 6G는 또 한번 인류의 삶을 크게 변화시킬 것입니다.

 

이러한 전망은 취업 시장에도 영향을 줄 것이므로, 직무 면접 시 위성 통신에 대한 지식이나 경험, 혹은 해당 분야와 연관된 질문이 나올 수도 있습니다.

 

이는 위성 통신 뿐만 아니라, 산업 규모가 성장할 우주 산업 (2040년 전 세계 우주 산업의 시장 규모는 약 1,400조원으로 전망, Morgan Stanley)도 마찬가지입니다.

 

따라서, 어떠한 전공이든 본인의 domain 지식이 위성 통신 시장과 어떻게 연관될 수 있을지를 생각해 보는 것이 중요한 것 같습니다.

 

 

현업 엔지니어 분들 중 직무가 위성 통신과 연관되는 분들은 당연히 위성 통신의 본질을 파악하는 것이 중요합니다.

 

개인적으로 저는 반도체 설계의 전설인 짐 켈러의 인터뷰와 철학을 좋아합니다.

 

https://youtu.be/iwXr1IRaqWA?si=M4mZx3XWZN30du7B

 

 

 

 

기술을 선도하는 상위 10%, 5% 이내의 엔지니어들은 항상 본질을 건드립니다. 

짐 켈러의 철학처럼, engineering을 할 때 그 기술의 본질을 건드리는 게 결국엔 의미 있는 기술로 연결됩니다. 

물론 본질을 건드리기 위해서는 기본적인 실력도 뒷받침되어야 하죠.

 

위성 통신이라는 새로운 기술을 대할 때, 위성 통신의 본질을 건드리면서 기술을 설계하면 분명 의미 있는 공학 설계가 될 것이라고 생각합니다

(위성 통신만의 본질, 특성이 궁금하신 분들은 " 위성 통신 (2) 위성 통신의 배경과 저궤도 위성 통신만의 주요 특성 " 게시글을 확인해주시면 감사하겠습니다!)

 

제 지도교수님도 이와 같은 생각을 가지고 계시고, 저 역시 이 관점을 갖고 연구를 하기 위해 노력 중입니다ㅎㅎ

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3편에 걸친 위성 통신 시리즈가 마무리 되었습니다.

 

해당 글들이 조금이나마 도움이 되었으면 합니다.