LGU+, 양자컴퓨팅으로 저궤도위성 최적화 해법 찾아

이진 기자
입력 2022.06.14 09:53
국내 연구진이 양자컴퓨터를 활용해 최적의 저궤도위성 기반 6G 통신망 최적화 구성에 성공했다. 위성통신을 사용하면 보통 데이터 전송 속도가 느린데, 이번 연구를 통해 지상통신과 거의 유사한 속도 구현이 가능하다는 것이 확인됐다.

LG유플러스는 한국과학기술원(KAIST)과 함께 양자 컴퓨터로 6G 저궤도위성 네트워크 최적화 연구를 진행했다고 14일 밝혔다. LG유플러스와 이준구·한동수 KAIST 교수 연구팀은 2021년 12월부터 6개월간 D-웨이브(D-wave, 캐나다의 양자컴퓨터 벤처기업)가 만든 양자컴퓨터를 사용해 6G 저궤도위성 네트워크 망 구조 최적화를 연구했다.

저궤도위성 기반 네트워크 최적화 구축 안내도 / LG유플러스
위성 네트워크에서 데이터가 오고 가는 경로는 연결점(node)의 수에 비례해 늘어난다. 위성끼리 통신이 가능한 거리에 접근하면 망을 수시로 재구성해야 한다. 이 때 가장 빠른 경로를 찾아 데이터를 전송하도록 하려면 네트워크 최적화가 필요하다.

6G 저궤도위성 네트워크 최적화에는 고난도 기술이 필요하다. 200㎞~2000㎞ 상공에 떠있는 저궤도위성의 위치는 고도 3만6000㎞에 고정된 정지궤도위성과는 달리 실시간으로 바뀐다. 그만큼 단시간에 최적의 네트워크 구성을 찾아내야 하는 숙제가 있다.

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 계산해냈다.

연구팀의 양자컴퓨터를 이용한 위성 네트워크 최적화 알고리즘은 기존 최적화 알고리즘 대비 홉(Hop, 연결하지 않고 건너 뛰는 연결점. 홉의 수가 적을수록 최적화 수준이 높다)의 수와 경로 길이가 감소하는 것으로 나타났다. 이를 통해 위성통신 이용 시 1Gbps 이상(이용자 체감속도)의 데이터 다운로드 속도가 나오며, 지연시간(신호를 보낸 후 반영되는 시간)은 5㎳에 불과한 것으로 확인됐다.

이상헌 LG유플러스 NW선행개발담당은 "미래 핵심기술인 양자컴퓨터를 통해 위성통신에서도 최적의 통신 품질을 제공하겠다"고 말했다.

이진 기자 jinlee@chosunbiz.com


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