'5G 품질 측정 표준 마련'…표준硏, 5G 성능 측정시스템 개발

머리카락만큼 가는 센서로 성능 측정, 새 기준제시

【대전=뉴시스】 김양수 기자 = 표준연구원이 개발에 성공한 광섬유 기반 초소형 센서. 사진의 노란색 원안에 매우 가느다란 센서가 있다.2019.07.18(사진=한국표준과학연구원 제공) [email protected]

【대전=뉴시스】 김양수 기자 = 5세대(5G) 이동통신 서비스의 품질을 측정할 수 있는 표준기술이 생겼다.

한국표준과학연구원(KRISS)은 신개념의 5G 안테나 성능 측정시스템을 개발하는 데 성공했다고 18일 밝혔다.

KRISS 전자기표준센터 연구팀은 광섬유 기반의 초소형 센서를 이용, 5G 통신시스템을 위한 초고속 정밀 측정시스템을 만들었다.

 이번 기술로 5G의 핵심이지만 지금까지 측정 불가능했던 다중입출력(MIMO) 통신시스템을 개별 안테나 단위로 정교하게 측정할 수 있게 돼 국내 5G의 품질이 한 차원 높아질 것으로 기대된다.

5G 통신시스템은 기지국과 단말기에 각각 내장된 안테나 간 신호를 주고받는 방식이다. 넓은 대역의 주파수를 사용하는 5G의 특성상 안테나의 크기와 형상이 다양해지는데 이번 기술은 안테나의 규모에 상관없이 모든 통신 성능평가에 활용할 수 있다.

기존 4G는 통신망이 스마트폰에만 최적화되면 서비스 제공에 문제가 없었지만 5G는 자율주행, 사물인터넷, 인공지능 등 다양한 목적을 지닌 단말기에 서비스를 제공하기 때문에 고품질 유지와 품질 측정기술이 매우 중요하다.

하지만 5G는 측정 단자가 없는데다 여러 개의 안테나를 동시에 사용하는 ‘빔포밍(Beamforming)’ 기술이 포함되는 등 매우 복잡해져 새로운 방식의 측정기술이 필요하다.

이로 해외 유명 제조사들이 측정 솔루션을 제시하고 있지만 아직 세계적으로 확립된 5G의 측정 기준이 없다. 해외 업체들의 방식은 대부분 무향실이라는 고가의 특수한 시설이 필요하고 측정 센서가 5G 안테나보다 커 물리적인 근접 측정이 불가능하며 필연적으로 발생하는 빔포밍의 오차도 분석할 수 없는 한계가 있다.

이번에 KRISS 전자기표준센터 홍영표·이동준·강노원 박사 연구팀은 머리카락 만큼 가는 광섬유 기반 초소형 센서를 개발했다.

0.05㎜급 센서가 광섬유에 결합된 형태로 구성된 이 센서는 공간제약 없이 0.1㎜ 이내 초근접 거리까지 측정 가능한 시스템으로 기존 측정기술의 한계를 극복했다.

 특히 마이크로미터(µm)급의 초미세선로까지 구별할 수 있어 입출력이 제각각인 수많은 안테나들을 정확하게 측정할 수 있고 측정 시 안테나의 성능 왜곡이 거의 발생되지 않는다.

이번 성과는 현재 인프라 구축에 한창인 5G 산업 일선에 바로 적용할 수 있다. 안테나가 100여개 들어가는 대형 기지국은 물론 스마트폰과 같이 안테나가 내장된 단말기의 양산 단계까지 바로 활용할 수 있다는 점에서 의미가 크다.

이번 연구결과의 광학분야의 세계적 학술지인 옵틱스 레터스(Optics Letters)와 센서스(Sensors) 6월호에 각 'Polarization insensitive electro-optic probe using birefringence-free interferometric modulation', 'Micrometer scale Resolution Limit of a Fiber-Coupled Electro-Optic Probe'라는 이름으로 게재됐다.

홍영표 선임연구원은 ”현재 이번 기술에 대해 삼성전자의 여러 사업부로부터 연구 제안을 받아 과제를 수행하고 있다“고 말했고 강노원 책임연구원은 “우리나라 5G 기술이 세계 최초를 넘어 최고 수준까지 도달할 수 있도록 힘을 보태겠다"고 말했다.


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