신의 선물 전자파, 과학기술의 선물 6G

전자파, 5G, 6G

새해를 맞이하며 6G 기사가 신문에 실렸다. 2030년 경이면 1초에 최대 1000기가 비트를 무선으로 전달하는 6G가 상용화될 것이라는 내용이었다. 평생을 이 분야 연구개발에 참여했던 나로서는 무척 반가웠다.

 

오늘 우리가 누리고 있는 정보통신 문명은 ‘전자파’(Electro-Magnetic wave)가 자연에 존재하기에 가능한 것이라 말할 수 있다. 전자파는 주파수에 따라 가시광선과 같이 눈에 보이는 것도 있지만 대부분은 보이지 않는다.

 

전자파에 대한 연구는 1831년 맥스웰에 의해 정립되기 시작해 수많은 과학자들의 노력으로 오늘의 ICT산업을 가능하게 만들었고, 덕분에 우리는 TV, 라디오, 리모컨, 인덕션, X레이, 위성통신, 스마트폰, 와이파이, 5G 등을 사용할 수 있게 되었다.

 

전자파에 대한 기술이 없었던 시절에는 통신에 비둘기를 이용했다고 한다. (전서구 통신) 1,2차 세계대전과 한국전쟁까지도 비둘기 통신이 사용되었다고 하니, 불과 수십 년에 이룩한 전자파 관련 과학기술의 발전 속도가 놀라울 뿐이다.

 

사실 5G, 6G 등 오늘의 무선통신 기본원리는 비둘기 통신과 유사한 개념으로, ‘비둘기’ 대신 ‘전자파’를 이용하는 것이다. 즉 비둘기에 메모를 매달아 보냈듯이, 비둘기 대신 전자파에 메시지를 매달아 보내는 것이 오늘의 무선통신 개념이기 때문이다.

 

“어떤 종류의 비둘기를 선택할까?” 고민은 “어떤 주파수의 전자파 (spectrum)를 선택할까?”라는 고민으로 바뀌었고, 여러 마리의 비둘기를 동시에 날려 보내는 방식은 안테나 여러 개를 사용하는 다중안테나 기술 (multiple-input multiple-output, MIMO)로 대체되었다. 비둘기 메모지에 많은 내용을 담기 위한 노력은 주파수 변조 기술 (modulation)로 바뀌었고, 비둘기의 귀소 본능에 의존하던 올바른 수신처 찾기 노력은 CDMA와 같은 다중화기술 (multiple access) 기술로 발전하였다.

 

비둘기는 하루에 1000km를 날 수 있다고 하는데, 전자파는 빛의 속도로 무한히 이동할 수 있으니 속도는 아예 비교가 되지 않는다. 태평양 건너 미국 유튜브 영상이 나의 스마트폰에 도달하기까지는 비둘기 대신 다양한 전자파가 정보를 실어 나르게 되는데, 구리전선의 전기신호, 광섬유의 빛신호, 무선공간의 전파신호 가 그들인 것이다.

 나는 가끔 스마트폰을 사용할 때면, 자연에 전자파를 존재하게 해 주신 신과 이러한 전자파를 이용할 수 있도록 해준 과학자들께 감사한 마음이 든다. 새로운 주파수 테라헤르츠 전자파를 사용한다는 6G를 이용해 볼 수 있는 2030년이 기다려진다.