LTE 대비 최대 20배까지 빠르다는 5G. 그러나 2019년 4월 상용화 이후 불안정한 네트워크와 예상보다 느린 속도로 5G 이용자는 적잖이 실망한 경험을 토로하곤 합니다. 이에 5G 통신품질을 높이기 위한 국내 연구진의 연구 성과가 최근 공개되며 관심이 쏠립니다.
한국표준과학연구원(KRISS)은 5G 통신품질을 높이는 '5G 주파수 필터'를 개발했다고 합니다. 통신사 간 주파수 간섭을 개선하는 방식입니다. 5G 통신품질을 높이려면 주파수 상호간섭을 최소화하는 고성능 필터가 필요합니다. 5G의 핵심기술로 꼽히는 밀리미터파 5G의 통신 성능을 향상하려면, 통신사별로 주어진 가용 주파수 대역을 명확하게 구분해야 하죠. 이상적인 필터는 특정 주파수 사이에서는 신호를 모두 통과시키고 그외 주파수 대역에서는 신호를 완전히 차단합니다.
KRISS 융합연구팀이 개발한 5G 주파수 필터는 명함 두께 4분의 1인 50㎛(m마이크로미터, 100만분의 1미터) 정도로 매우 얇은 필름 형태입니다. 단일층 금속 시트 형태로 제작돼 스티커처럼 탈부착할 수 있습니다. 연구팀은 인공지능을 기반으로 자체 개발한 광역최적화 방법을 적용해 5G 통신시스템에 최적화된 성능을 가진 필터를 설계했습니다. '메타표면 필터'라는 기술은 2차원 표면에 미세하고 복잡한 단위 구조를 주기적으로 배열해 전자파나 빛의 반사, 굴절, 투과 등 성질을 조절하는 구조입니다.
.jpg "[첨부2] 5G 안테나(좌)와 인공지능을 기반으로 설계한 5G 주파수 필터(메타표면 필터) 개념도. 사진/한국표준과학연구원")
5G 안테나(사진 왼쪽)와 인공지능을 기반으로 설계한 5G 주파수 필터(메타표면 필터) 개념도. 사진/한국표준과학연구원
한국전자통신연구원(ETRI)은 광통신 11종의 제품을 사업화에 성공했습니다. 광통신 부품은 대용량·저지연이 필수인 5G 네트워크망 구축을 위한 핵심 부품입니다. 대규모 데이터 처리를 위해 광 네트워크의 대용량화가 필요한 것이죠. 또한 5G 네트워크망은 LTE보다 더욱 촘촘한 기지국 구성이 필요해 기존 점대점 방식이 아닌 파장다중화(WDM) 방식을 적용하는 것이 일반화되고 있다고 합니다. WDM 방식이란 한가닥의 광섬유를 통해 다수의 서로 다른 파장의 광신호를 보내는 방식입니다.
ETRI와 협력 기업들은 해외에 의존하는 네트워크용 광통신 부품의 상용화를 추진하며 국산화를 추진했습니다. 현재까지 20종의 광통신 제품을 개발했는데요. 특히 일본 의존도가 높은 25Gbps급 광원소자의 경우 엘디스, 오이솔루션 등의 기업이 두각을 나타내며 국내 5G용 광부품의 수입을 대체하고 중국 시장에 진출하는 성과를 거뒀습니다. 연구진은 내년까지 5G 네트워크 및 데이터센터용 광통신 부품을 포함해 총 10여종을 추가 상용화할 계획입니다.