[인사이드비나=오태근 기자] 삼성전자가 미국 샌타바버라 캘리포니아 주립대(University of California, Santa Barbara, UCSB)와 6G 테라헤르츠(THz) 대역에서 통신시스템 시연에 성공했다고 16일 밝혔다.
테라헤르츠 대역은 100GHz~10THz 사이의 주파수 대역을 의미하는데 5G(데이터 전송속도 최고 20Gbps) 대비 최대 50배 빠른 1Tbps(1초에 1조비트 전송속도)를 목표로 하는 6G 통신의 후보 주파수 대역으로 꼽히고 있다.
그러나 높은 주파수 대역일수록 전파 특성상 경로 손실이 크고 전파도달 거리가 짧아지는 문제가 있어 통신시스템 내에 수많은 안테나를 집적하고 전파를 특정방향으로 송·수신하는 고도의 빔포밍(Beamforming) 기술이 요구된다. 또 초고속 통신을 위해서는 더 세밀한 RFIC(무선주파수 집적회로)의 회로제작 등 기술적인 난제도 있다.
삼성전자와 UCSB 연구진은 테라헤르츠 대역인 140GHz를 활용해 송신기와 수신기가 15m 떨어진 거리에서 6.2 Gbps(초당 기가비트)의 데이터 전송속도를 확보·시연했으며 이를 최근 열린 IEEE(국제전기전자공학회) 국제통신회의(ICC 2021) 테라헤르츠 통신 워크샵에서 발표했다.
기존 테라헤르츠 대역의 시연은 RFIC 또는 모뎀 역할을 하는 계측장비와 안테나만을 이용해 데이터를 전송하는 방식이었으나 삼성전자-UCSB 연구진은 RFIC, 안테나, 베이스밴드 모뎀까지 통합하여 실시간 전송시연에 성공, 테라헤르츠 대역의 높은 경로 손실과 낮은 전력 효율 등 6G 상용화의 기술적 난제 극복에 의미있는 진전을 이루었다.
특히, LTE와 5G에서 널리 사용되는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 공정 기반 RFIC와 이를통해 구동되는 128개 안테나 소자가 배열된 송신기와 수신기 모듈, 실시간 고성능 빔포밍을 지원하는 모뎀을 구성해 시연을 성공시켰다.
삼성리서치 차세대통신연구센터장 최성현 전무는 “삼성전자는 그동안 5G와 6G 기술혁신과 표준화를 주도해왔다”며 “이번 테라헤르츠 대역 시연 성공은 6G 상용화 실현 가능성을 보여주는 중요한 이정표”라고 설명했다.
6G가 상용화되면 통신 성능의 획기적인 개선으로 몰입형 XR(eXtended Reality)이나 홀로그램과 같은 신규 서비스가 모바일 단말에서도 지원이 가능해지고, 이동통신기술의 적용 영역이 위성통신이나 도심 항공모빌리티까지 확장될 것으로 예상된다.
삼성전자는 지난 2019년 삼성리서치 산하에 차세대통신연구센터를 설립하고 5G 경쟁력 강화와 6G 선행 기술 연구를 진행하고 있다.
