LGU+-KAIST, 6G 저궤도 위성 네트워크 연구

[아이뉴스24 김문기 기자] LG유플러스와 카이스트(KAIST)가 6G 저궤도 위성 네트워크 최적화 연구에 집중한다.

LG유플러스(대표 황현식)는 한국과학기술원(KAIST)과 협력해 양자 컴퓨터로 6G 저궤도위성 네트워크 최적화 연구를 진행했다고 14일 발표했다.

지난해 12월부터 LG유플러스와 이준구 KAIST 교수 연구팀, 한동수 교수 연구팀은 6개월간 세계 최초로 상용화된 D-웨이브 양자컴퓨터를 사용해 6G 저궤도위성 네트워크 망 구조 최적화를 연구했다.

위성 네트워크에서는 데이터가 오고 가는 경로가 연결점(node)의 수에 비례해 늘어난다. 위성끼리 통신이 가능한 거리에 접근하면 망을 수시로 재구성해야 한다. 이 때 가장 빠른 경로를 찾아 데이터를 전송하도록 네트워크 최적화가 필요하다.

특히 6G 저궤도위성 네트워크 최적화에는 고난도 기술이 필요하다. 200~2천km 상공에 떠있는 저궤도위성은 고도 3만6천km에 고정된 정지궤도위성과는 달리 위성의 위치가 실시간으로 바뀌는데, 단시간에 최적의 네트워크 구성을 찾아야한다.

연구팀은 이를 ‘이차 비제한 이진 최적화 문제(Quadratic Unconstrained Binary Optimization Problem; QUBO)’로 보고, 양자컴퓨터로 하나의 위성에서 통신할 수 있는 주변 위성의 개수와 거리를 정해 양자컴퓨터로 빠르게 계산하는 데 성공했다.

연구팀의 양자컴퓨터를 이용한 위성 네트워크 최적화 알고리즘은 기존 최적화 알고리즘 대비 홉(Hop)의 수와 경로 길이가 획기적으로 감소하는 결과를 얻었다. 이를 통해 위성통신 환경에서도 지상통신과 차이가 없는 1Gbps 이상의 이용자 체감속도·종단간 5ms 이하의 지연시간 서비스를 구현할 수 있다는 것을 확인했다. ‘홉’이란 연결하지 않고 건너 뛰는 연결점을 말하며, 홉의 수가 적을수록 최적화 수준이 높다.

최적화 기술이 상용화되면 6G에서 추구하는 ‘초공간성’을 구현할 수 있을 것으로 전망된다. ‘초공간’이란 지상에서 고도 10km까지, 최대 시속 1천km로 움직이는 물체에도 통신을 연결하는 것을 뜻한다. 최적화된 위성통신을 이용하면 지상뿐만 아니라, 비행기나 사막 등 지금은 통신서비스가 불가능한 지역에서도 6G 통신이 가능해진다.

이상헌 LG유플러스 NW선행개발담당은 "미래 핵심기술인 양자컴퓨터를 통해 위성통신에서도 최적의 통신 품질을 제공하겠다”며, “다가올 6G 시대에 앞서 선진 기술을 선도적으로 연구함으로써 고객에게 빼어난 경험을 제공하겠다"고 말했다.