최근 5G 상용화와 함께 이에 대한 논의가 활발하다. 5G에 익숙한 사람들은 5G 네트워크가 주로 6GHz 미만과 밀리미터파(밀리미터파)의 두 가지 주파수 대역에서 작동한다는 것을 알고 있습니다. 실제로 현재 LTE 네트워크는 모두 6GHz 미만을 기반으로 하며, 밀리미터파 기술은 구상 중인 5G 시대의 잠재력을 최대한 활용하는 열쇠입니다. 불행하게도 수십 년간의 이동 통신 발전에도 불구하고 밀리미터파는 여러 가지 이유로 인해 아직 사람들의 삶에 실제로 들어오지 못했습니다.
하지만 지난 4월 브루클린 5G 서밋에서 전문가들은 테라헤르츠파(Terahertz Waves)가 밀리미터파의 단점을 보완하고 6G/7G 구현을 가속화할 수 있다고 제안했습니다. 테라헤르츠파는 무한한 잠재력을 가지고 있습니다.
지난 4월에는 5G 구축, 교훈, 5G 개발 전망 등의 주제를 다루는 제6차 브루클린 5G 서밋이 예정대로 개최되었습니다. 또한 드레스덴 공과대학의 Gerhard Fettweis 교수와 NYU Wireless의 설립자인 Ted Rappaport가 정상회담에서 테라헤르츠파의 잠재력에 대해 논의했습니다.
두 전문가는 연구자들이 이미 테라헤르츠파 연구를 시작했으며 그 주파수는 차세대 무선 기술의 중요한 구성 요소가 될 것이라고 밝혔습니다. 정상회담 연설에서 Fettweis는 이전 세대의 이동통신 기술을 검토하고 5G의 한계를 해결하는 데 있어 테라헤르츠파의 잠재력에 대해 논의했습니다. 사물인터넷(IoT), 증강현실·가상현실(AR/VR) 등 기술 적용이 중요한 5G 시대가 다가오고 있다고 지적했다. 6G는 이전 세대와 많은 유사점을 공유하지만 많은 결함도 해결합니다.
그렇다면 전문가들이 그토록 높이 평가하는 테라헤르츠파란 과연 무엇일까? 테라헤르츠파는 2004년 미국에서 제안됐으며 '세상을 바꿀 10대 기술' 중 하나로 선정됐다. 파장 범위는 3마이크로미터(μm)~1000μm이고 주파수 범위는 300GHz~3테라헤르츠(THz)로 5G에서 사용되는 최고 주파수인 밀리미터파의 300GHz보다 높습니다.
위의 도표를 보면 테라헤르츠파는 전파와 광파 사이에 위치하여 다른 전자파와 어느 정도 다른 특성을 가지고 있음을 알 수 있습니다. 즉, 테라헤르츠파는 높은 전송률, 대용량, 강력한 방향성, 높은 보안성, 강력한 침투력 등 마이크로파 통신과 광통신의 장점을 결합한 것이다.
이론적으로 통신 분야에서는 주파수가 높을수록 통신 용량이 커집니다. 테라헤르츠파의 주파수는 현재 사용되는 마이크로파보다 1~4배 더 높으며, 마이크로파가 달성할 수 없는 무선 전송 속도를 제공할 수 있습니다. 따라서 대역폭에 의해 제한되는 정보 전송 문제를 해결하고 사용자의 대역폭 요구를 충족할 수 있습니다.
테라헤르츠파는 향후 10년 내에 통신 기술에 사용될 것으로 예상됩니다. 많은 전문가들은 테라헤르츠파가 통신 산업에 혁명을 일으킬 것이라고 믿고 있지만, 테라헤르츠파가 어떤 구체적인 결함을 해결할 수 있는지는 여전히 불분명합니다. 전 세계 이동통신사들이 이제 막 5G 네트워크를 출시한 만큼, 단점을 파악하는 데 시간이 걸리기 때문이다.
그러나 테라헤르츠파의 물리적 특성은 이미 그 장점을 부각시켰다. 예를 들어 테라헤르츠파는 밀리미터파보다 파장이 짧고 주파수는 높습니다. 이는 테라헤르츠파가 데이터를 더 빠르고 더 많은 양으로 전송할 수 있음을 의미합니다. 따라서 모바일 네트워크에 테라헤르츠파를 도입하면 5G의 데이터 처리량 및 지연 시간 부족 문제를 해결할 수 있습니다.
Fettweis는 또한 연설 중에 테라헤르츠파의 전송 속도가 20미터 내에서 초당 1테라바이트(TB/s)임을 보여주는 테스트 결과를 발표했습니다. 비록 이 성능이 특별히 뛰어난 것은 아니지만 Ted Rappaport는 여전히 테라헤르츠파가 미래 6G, 심지어 7G의 기반이 될 것이라고 굳게 믿고 있습니다.
밀리미터파 연구 분야의 선구자로서 Rappaport는 5G 네트워크에서 밀리미터파의 역할을 입증했습니다. 그는 테라헤르츠파의 주파수와 현재의 셀룰러 기술의 발전 덕분에 사람들은 가까운 미래에 인간의 두뇌와 유사한 컴퓨팅 능력을 갖춘 스마트폰을 보게 될 것이라고 인정했습니다.
물론 이 모든 것은 어느 정도 추측에 불과합니다. 하지만 지금과 같은 발전 추세가 이어진다면 향후 10년 안에 이동통신사들이 통신 기술에 테라헤르츠파를 적용하는 모습을 볼 수 있을 것으로 예상된다.
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게시 시간: 2024년 11월 25일