엔지니어가 사용할 수 있는 연결 옵션은 무엇일까요?
엔지니어는 다양한 통신 기술을 사용하여 무선 장치를 개발할 수 있습니다. 애플리케이션에 적합한 기술을 선택하는 것은 필수적인 개발 단계입니다. 잘못된 선택을 하면 설계를 지우고 처음부터 다시 시작해야 할 수 있습니다.
무선 기술에는 세 가지 주요 특성이 있으며 두 가지만 최적화할 수 있습니다. 이러한 특성은 광역폭(초당 전송할 수 있는 데이터 양), 에너지 및 범위입니다. 높은 광역폭으로 먼 거리를 확장하는 무선 기술은 의심할 여지 없이 많은 양의 전력을 필요로 하나, 장거리의 저에너지 솔루션은 많은 양의 정보를 전송할 수 없습니다.
설계의 가장 큰 관심사가 에너지 소비인 경우 엔지니어는 LoRaWAN, 블루투스 또는 UWB를 선택할 수 있습니다. LoRaWAN은 장거리(조건이 좋은 날에는 15km 이상)에서 작동할 수 있다는 추가 이점이 있습니다. 블루투스는 스마트폰을 포함한 다양한 장치에서 작동할 수 있습니다. UWB는 장치 간의 정확한 위치를 지정할 수 있습니다.
설계에서 광역폭이 가장 중요한 요소인 경우, 엔지니어는 Wi-Fi와 셀룰러를 고려할 수 있습니다. 둘 다 인터넷 액세스를 염두에 두고 설계되었기 때문입니다. Wi-Fi는 셀룰러보다 낮은 범위(액세스 지점과 장치 사이에 장애물이 없는 맑은 날을 가정하면 최대 100m)에서 작동하지만, 그 대신 더 적은 전력을 사용합니다. 그러나 셀룰러는 긴 재연결 시간에 직면하지 않고 서로 다른 액세스 지점 사이를 로밍할 수 있지만 높은 광역폭과 장거리는 전력 소비를 증가시키게 됩니다.
범위를 최대화하려는 경우, 신뢰할 수 있는 두 가지 옵션은 셀룰러 또는 LoRaWAN이며 광역폭 또는 에너지 중 가장 중요한 요소를 결정하여 이러한 선택을 쉽게 단순화할 수 있습니다. 에너지 소비가 광역폭보다 더 중요하다면 LoRaWAN이 논리적인 선택이며 셀룰러의 경우도 마찬가지입니다.
6G는 무엇을 제공할까요?
6G는 여전히 활발하게 개발 중인 새로운 셀룰러 기술이며, 현재로는 미래 네트워크를 보여 주는 장치나 시연은 없습니다. 게다가, 아직 결정된 표준이 없기 때문에, 아직 어느 기업에서도 6G에 대한 구체적인 수치를 발표하지 않았습니다(5G는 여전히 전 세계에 출시되고 있는 중).
그러나 6G에 대한 연구가 이루어지고 있으며, 6G가 제공할 내용에 대해 경험에 근거한 추측을 할 수 있습니다. 통신 회사와 연구원들이 6G에서 기대되는 사항에 대해 이미 언급했으므로, 이 모든 것을 통해 6G의 기능에 대한 기본 아이디어를 얻을 수 있습니다.
언급된 가장 인상적인 내용은 6G가 최초의 통합 네트워크가 될 예정이라는 것인데 셀룰러가 아닌 홈 장치, 스마트 시티, IoT 및 IIoT를 염두에 두고 설계될 것이라는 것을 의미합니다. 이 통합 네트워크는 사용자가 자신의 인터넷 액세스 지점을 가질 필요가 없으며 대신 시야에 있는 가정의 모든 방에 적용할 수 있는 셀룰러 마스트를 사용합니다. 현재 셀룰러 네트워크와 마찬가지로, 연결할 액세스 지점은 이웃의 액세스 지점과 동일합니다.
어떤 무선 스펙트럼을 사용할 것인지와 관련하여 마이크로파와 적외선 사이에 6G 신호를 배치하는 테라헤르츠 주파수에 대한 많은 논의가 있습니다. 연구자들은 이미 1초에 1TB의 데이터를 전송할 수 있는 테라헤르츠 칩을 시연할 수 있었으나, 다른 연구원들은 206Gbps의 테라헤르츠 데이터 전송을 시연했습니다.
6G가 가정에서 이 속도로 작동하고 장치 서비스를 제공할 수 있다면 장치 간의 간섭을 방지하는 강력한 빔 형성 기능도 있을 것입니다. 또한 6G를 가정용 장치의 기본 인터넷 연결로 사용하려면 낮은 대기 시간과 높은 장치 지원이 필요합니다.
5G에 비해 6G가 갖춘 경쟁력은 무엇일까요?
6G에 대한 내용은 가장 좋게 말해도 매우 모호하기 때문에 미래 네트워크를 5G와 비교하는 것은 다소 시기상조입니다. 그러나 알고 있는 6G에 대한 내용과 5G에 비해 어떻게 개선될 것인지를 살펴보면 둘을 비교할 때 몇 가지 가정을 할 수 있습니다.
두 네트워크 기술의 가장 큰 차이점은 테라헤르츠 주파수 사용에 따른 속도 향상입니다. 5G의 최대 속도는 10Gbps로, 4G가 제공하는 속도의 10~100배이며 100배는 1Tbps입니다. 현실적으로 6G의 연결 속도는 50~200Gbps일 것으로 예상됩니다. 그 이상은 기술적으로 불가능할 수 있으며, 평균 5G 사용자는 이론적인 최대 속도보다 현저히 낮은 약 100Mbps의 속도를 보게 됩니다.
눈에 띄는 두 번째 주요 차이점은 6G가 5G로 할 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 장치를 지원할 것이라는 것입니다. 6G의 증가된 광역폭은 5G에 대한 속도 증가로 이어지지 않고 수천 개의 동시 연결을 지원할 가능성이 높습니다. 예를 들어, 6G 타워가 1Tbps용으로 설계된 경우, 잠재적으로 10,000여 개의 장치를 동시에 지원할 수 있으며 다운로드 속도는 100Mbps입니다(대부분의 애플리케이션에 충분함).
이러한 광역폭의 증가는 연결 대기 시간을 낮춰 차량-사물 간 연결을 포함하는 미래의 애플리케이션에 필수입니다. 대기 시간이 줄어들면 네트워크 장치가 최소한의 지연으로 서로 대화할 수 있고, 이를 통해 착용형 전자 제품이 인근 차량에 위치를 보고할 수 있습니다. 이러한 시스템을 사용하면 도로 상태나 온보드 센서에 관계없이 보행자가 감지되면 인텔리전트 차량 제어 시스템이 자동으로 고장 날 수 있습니다.
6G와 다른 모든 네트워크 기술이 중복될까요?
간단히 답하자면 아니요입니다. 이러한 미래 네트워크의 에너지 요구 사항은 높을 가능성이 많습니다. 물론 네트워크 사업자가 에너지 절감에 중점을 둔 2차 셀룰러 네트워크(예: 6G IoT 버전)를 동시에 설정하는 것은 충분히 가능하지만, 그 후에도 블루투스나 UWB와 같은 다른 기술로 작업을 더 잘 수행할 애플리케이션이 많이 있을 것입니다.
또한 LoRaWAN과 같은 기술은 최소한의 에너지를 사용하면서 매우 긴 범위를 제공하며, 이는 원격 IoT 애플리케이션(예: 농장 및 숲)에 특히 유리합니다. 아무리 많은 6G 타워라도 몇 바이트의 정보만을 전송해야 하는 433-MHz 신호와 경쟁할 수 없습니다.
블루투스는 몇 미터가 넘는 거리에서 장치를 연결할 때 여전히 중요하며, 일반적인 예로는 무선 헤드폰이 있습니다. 저에너지 특성과 작은 범위의 블루투스는 더 큰 네트워크(예: Wi-Fi 및 셀룰러)를 방해하지 않으며, 블루투스를 사용하면 다른 네트워크의 전반적인 사용량을 줄일 수 있습니다.
마지막으로, Wi-Fi를 사용하여 개인 네트워크를 만들면 사용자가 로컬 트래픽을 제어하고, 인터넷 연결에 대한 액세스 권한이 있는 사용자를 확인하고, 네트워크 내에서만 액세스하기를 원하는 내부 서비스(예: 로컬 클라우드 서버 또는 NAS)를 만들 수 있습니다.
엔지니어가 5G를 신경 써야 할까요?
6G가 미래의 통합 네트워크가 된다면 IoT와 스마트시티 프로젝트에서 5G를 신경 써야 하는지 궁금하신가요? 이 질문에 대한 답은 당연히 예입니다.
우선 6G는 아무리 빨라도 2030년까지 현실화되지 않을 것으로 예상됩니다. 출시 날짜가 2028년인 기업도 있지만, 4G보다 개선된 점이 많아 5G가 오랫동안 활용될 가능성이 높습니다. 이와 같이, 6G를 염두에 두고 IoT 프로젝트의 개발을 기다리는 일은 매우 긴 시간이 걸릴 것이며, 하드웨어를 설계하고 그러한 애플리케이션에 셀룰러 네트워크가 사용될 수 있다는 것을 증명함으로써 좋은 활용 사례가 될 것입니다.
둘째, 셀룰러 사업자는 5G 네트워크를 활용하여 엔지니어를 지원하도록 미래 6G 시방서에 추가하면서 해당 분야에 대한 투자를 계속할 수 있도록 장려할 것입니다. 네트워크 사업자가 셀룰러 장치만 네트워크를 사용하고 있다는 것을 알게 되면, 6G의 대상은 IoT 및 IIoT와 같은 신흥 시장 대신 모바일 장치 제조업체가 될 수 있으며 이 모든 것은 6G의 큰 혜택을 받을 수 있습니다.
6G는 특정 장치 유형을 대상으로 하지 않는 첫 번째 네트워크가 될 수 있는 실질적인 잠재력을 가지고 있으며, 6G가 지원하는 빠른 속도와 높은 장치 수는 대규모 네트워크의 새로운 시대를 열 수 있습니다. 그러나 엔지니어가 IoT에서 셀룰러 네트워크의 사용 방법을 보여 주기 위해 5G 프로젝트를 개발하지 않는 한 셀룰러 사업자는 IoT를 염두에 두고 6G를 추구하지 않을 수 있습니다.