삼성전자가 미국 샌타바버라 캘리포니아 주립대와 6G 테라헤르츠(THz) 대역에서 통신 시스템 시연에 성공했다고 16일 밝혔다. 사진은 삼성리서치 아메리카(SRA) 실험실에서 삼성전자 연구원들이 140 GHz 통신 시스템을 시연하는 모습. 삼성전자 제공
삼성전자가 테라헤르츠 대역의 6세대 이동통신(6G) 상용화 가능성을 검증했다.
16일 삼성전자에 따르면 미국 샌타바버라 캘리포니아 주립대(USCB)와 6G 테라헤르츠(㎔) 대역에서 통신 시스템 시연에 성공했다.
테라헤르츠 대역은 100㎓~10㎔ 사이의 주파수 대역이다. 6G는 5G(최고 20Gbps) 대비 최대 50배 빠른 1Tbps를 목표로 한다. 1초에 1초 비트를 전송하는 속도다.
일반적으로 주파수 대역이 올라갈수록 넓은 통신 대역폭을 사용할 수 있어 초고속 통신에 적합하다. 하지만 높은 주파수 대역일수록 경로 손실이 크고 전파 도달 거리가 짧다.
통신 시스템 내에 수많은 안테나를 집적하고 전파를 특정 방향으로 송·수신하는 빔포밍(Beamforming) 기술이 요구된다. 또 초고속 통신을 위해서는 더 세밀한 RFIC(무선주파수 집적회로)의 회로 제작도 필요하다.
앞서 삼성리서치와 삼성리서치 아메리카(SRA), UCSB 연구진은 IEEE(국제전기전자공학회) 국제통신회의 ICC2021 테라헤르츠 통신 워크샵에서 테라헤르츠 시연에 성공한 바 있다.
140㎓ 대역을 활용해 송·수신기가 15m 떨어진 거리에서도 6.2Gpbs 데이터 전송 속도를 확보했다. RFIC 또는 모뎀 역할만 하는 계측 장비와 안테나만을 이용해 데이터를 전송했다.
이번 시연은 한 발 더 나아갔다. RFIC, 안테나, 베이스밴드 모뎀까지 통합하여 실시간 전송 시연에 성공했다.
롱텀에볼루션(LTE)와 5G에서 사용되는 CMOS 공정 기반의 RFIC와 이를 통해 구동되는 128개 안테나 소자가 배열된 송신기와 수신기 모듈, 실시간 고성능 빔포밍을 지원하는 모뎀을 구성했다. 6G 상용화를 위해 해결해야 할 테라헤르츠 대역의 문제 극복에 의미있는 진전이라고 삼성전자는 설명했다.
마크 로드웰 UCSB 교수는 "UCSB의 초고주파 대역, 특히 100㎓ 이상의 테라헤르츠 주파수에 대한 지식과 삼성전자의 무선 시스템과 통신 네트워크의 전문 지식이 결합됐다"며 협력의 중요성을 강조했다.
최성현 삼성리서치 차세대통신연구센터장은 "삼성전자는 그동안 5G와 6G 기술 혁신과 표준화를 주도해 왔다"면서 "테라헤르츠 대역은 6G 주요 주파수 대역으로 활용될 것으로 보이며 이번 시연은 상용화 가능성을 보여주는 중요한 이정표"라고 말했다.