[기술] 우주로 향할, 이동통신

우주산업은 흔히 시스템 인테그레이터(스페이스X, 로켓랩)을 떠올리지만, 정작 중요한 분야는 소부장(소재·부품·장비)일 것이다. 과거의 자동차산업과 유사하다. 사실 미래산업이라는 것이 과거 시스템과 연결되는 부분이 많은데, 양자산업도 결국은 반도체산업의 확장판으로 봐야 한다. 지금까지 인공위성은 보안·기술도 문제였지만, 예산이 너무 막대했다. 하지만 민간투자(특히 스페이스X)의 기여로 위성을 상대적으로 저렴하게 대량으로 배치할 수는 상황이 되었는데, 머스크는 많은 우주 관련 아이디어(위성부품 표준화, 로켓 재활용, 3D 프린팅 활용, 위성 간 레이저 연결 등)를 실현했다. 앞으로 6세대 이동통신은 우주기술 발전에 박차를 가할 가능성이 높다.

 

이동통신 분야는 10년을 주기로 세대교체가 되는 패턴을 보여 왔다. 2026년까지 5G까지 발전했는데, 이는 신호방식, 전송속도, 지원서비스에 따라 진화해왔다. 

 

1세대(1980~90년대) : 아날로그(음성통화), 전송속도 2.4Kbps 이하 
2세대(1990년대 초) : 디지털(CDMA 등), 9.6~64Kbps 
3세대(2000년대 초) : WCDMA·CDMA2000, 14Mbps 이하 

4세대(2010년대 초) : LTE, 0.7~2.6Gbps

5세대(2019년 이후) : 5G NR, 3.5~28Gbps 

 

1세대(아날로그 FM방식)은 낮은 주파수 효율을 가졌고, 통화(음성통화만 가능)의 품질이 불안정했다. 2세대는 디지털 기술로의 전환을 통해 시스템 용량이 대폭 증가했고, 데이터통신(SMS 등)도 가능해졌다. 1990년 중반부터 상용화된 GPRS·EDGE 기술(2.5세대)는 데이터 전송속도가 384Kbps까지 향상되었으며, 웹·이메일의 보편화에 기여했다.

 

21세기 기술인 3세대는 영상통화·모바일인터넷·멀티미디어(동영상·MP3 등) 서비스가 가능해졌고, 국내에서는 싸이월드 시대가 열리는 계기가 되었다. 4세대는 3세대보다 50배 가량 속도가 빨라지면서, 애플을 필두로 스마트폰 보급이 일반화된 시점이었다. 여러 고급서비스(HD영상·게임·스트리밍·초광대역인터넷·IP전화·앱생태계 등)가 폭발적으로 성장했다. 5세대는 주로 3.5Gbps 중대역을 많이 사용했고, 초저지연·초대용량과 함께 대규모 기기연결(IoT 핵심기술)이 가능했다.

 

6세대(2030년경 상용화) 속도는 5G 대비 50배 가량 향상되고, 테라헤르츠와 AI네트워킹이 핵심기술이 될 것으로 예상된다. 우주기술(저궤도위성)이 중심이 되면서, 피지컬AI(로봇 포함)의 보급으로 격오지와의 통신수요가 늘어날 것이다. 저궤도위성(지상 300~800km)은 기존의 고궤도위성(3만km 이상) 대비 체공높이가 1% 수준으로 가까워지면서, 지상에서 가까운 만큼 데이터를 훨씬 빨리 송수신할 수 있는 것이다. 저궤도위성은 중력의 영향을 크게 받는 만큼, 원심력을 유지하기 위해 빨리 돌아야 한다. 또한 커버리지가 고궤도보다 좁은 만큼, 기하급수적으로 많은 위성을 필요로 한다.