5G 상용화 이후 최근 5G에 대한 논의가 활발하게 이루어지고 있습니다. 5G에 대해 잘 아는 사람들은 5G 네트워크가 주로 두 가지 주파수 대역, 즉 6GHz 이하 대역과 밀리미터파(Millimeter Waves) 대역에서 작동한다는 것을 알고 있습니다. 실제로 현재의 LTE 네트워크는 모두 6GHz 이하 대역을 기반으로 하며, 밀리미터파 기술은 5G 시대의 잠재력을 최대한 발휘하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 하지만 수십 년간 이동통신 기술이 발전해 왔음에도 불구하고, 여러 가지 이유로 밀리미터파는 아직 사람들의 일상생활에 완전히 도입되지 못했습니다.
하지만 지난 4월 브루클린 5G 서밋에서 전문가들은 테라헤르츠파가 밀리미터파의 단점을 보완하고 6G/7G 구현을 가속화할 수 있다고 제안했습니다. 테라헤르츠파는 무한한 잠재력을 가지고 있습니다.
4월에는 예정대로 제6회 브루클린 5G 서밋이 개최되어 5G 구축, 교훈, 5G 개발 전망 등의 주제를 다루었습니다. 또한, 드레스덴 공과대학교의 게르하르트 페트바이스 교수와 NYU Wireless의 창립자인 테드 라파포트가 테라헤르츠파의 잠재력에 대해 발표했습니다.
두 전문가는 연구자들이 이미 테라헤르츠파 연구를 시작했으며, 이 주파수 대역이 차세대 무선 기술의 핵심 요소가 될 것이라고 밝혔습니다. 페트바이스는 정상회의 연설에서 이전 세대의 이동통신 기술을 되짚어보고 5G의 한계를 극복하는 데 있어 테라헤르츠파의 잠재력에 대해 논의했습니다. 그는 사물인터넷(IoT)과 증강현실/가상현실(AR/VR)과 같은 기술의 응용에 중요한 5G 시대로 진입하고 있다고 지적했습니다. 6G는 이전 세대와 많은 유사점을 공유하지만, 여러 단점들을 해결할 것이라고 강조했습니다.
그렇다면 전문가들이 그토록 높이 평가하는 테라헤르츠파는 정확히 무엇일까요? 테라헤르츠파는 2004년 미국에서 제안되었으며, "세계를 바꿀 10대 기술" 중 하나로 선정되었습니다. 테라헤르츠파의 파장은 3마이크로미터(μm)에서 1000μm 사이이며, 주파수는 300GHz에서 3테라헤르츠(THz) 사이입니다. 이는 5G에 사용되는 밀리미터파의 최고 주파수인 300GHz보다 높은 주파수입니다.
위 그림에서 볼 수 있듯이 테라헤르츠파는 전파와 광파의 중간에 위치하며, 이로 인해 다른 전자기파와는 다소 다른 특성을 지닙니다. 다시 말해, 테라헤르츠파는 높은 전송 속도, 대용량, 강력한 방향성, 높은 보안성, 뛰어난 투과력 등 마이크로파 통신과 광통신의 장점을 결합한 파동입니다.
이론적으로 통신 분야에서는 주파수가 높을수록 통신 용량이 커집니다. 테라헤르츠파의 주파수는 현재 사용되는 마이크로파보다 1~4배 높으며, 마이크로파로는 달성할 수 없는 무선 전송 속도를 제공할 수 있습니다. 따라서 대역폭 제한으로 인한 정보 전송 제약을 해결하고 사용자의 대역폭 요구를 충족할 수 있습니다.
테라헤르츠파는 향후 10년 안에 통신 기술에 활용될 것으로 예상됩니다. 많은 전문가들은 테라헤르츠파가 통신 산업에 혁명을 일으킬 것이라고 믿지만, 구체적으로 어떤 문제점을 해결할 수 있을지는 아직 불분명합니다. 전 세계 이동통신 사업자들이 5G 네트워크를 이제 막 출시했기 때문에, 그 한계를 파악하는 데는 시간이 걸릴 것입니다.
하지만 테라헤르츠파의 물리적 특성은 이미 여러 장점을 부각시켜 왔습니다. 예를 들어, 테라헤르츠파는 밀리미터파보다 파장이 짧고 주파수가 높습니다. 이는 테라헤르츠파가 더 빠른 속도로 더 많은 양의 데이터를 전송할 수 있음을 의미합니다. 따라서 모바일 네트워크에 테라헤르츠파를 도입하면 5G의 데이터 처리량 및 지연 시간 측면에서의 단점을 해결할 수 있을 것입니다.
페트와이스는 연설에서 테라헤르츠파의 전송 속도가 20미터 이내에서 초당 1테라바이트(TB/s)에 달한다는 테스트 결과를 제시했습니다. 비록 이 성능이 특별히 뛰어난 것은 아니지만, 테드 라파포트는 테라헤르츠파가 미래의 6G, 나아가 7G의 기반이 될 것이라고 굳게 믿고 있습니다.
밀리미터파 연구 분야의 선구자인 라파포트는 5G 네트워크에서 밀리미터파의 역할을 입증했습니다. 그는 테라헤르츠파의 주파수와 현재 이동통신 기술의 발전 덕분에 머지않아 인간의 두뇌와 유사한 연산 능력을 갖춘 스마트폰을 볼 수 있을 것이라고 인정했습니다.
물론, 이 모든 것은 어느 정도 추측에 불과합니다. 하지만 현재의 개발 추세가 지속된다면, 향후 10년 안에 이동통신 사업자들이 테라헤르츠파를 통신 기술에 적용하는 것을 볼 수 있을 것으로 예상됩니다.
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게시 시간: 2024년 11월 25일