바닷속 통신 기지국을 만들기 위한 수중 통신기술이 공개됐다.
SK텔레콤은 호서대와 인천 남항 서쪽 10km 해상, 수심 약 25m 깊이, 송수신 거리 약 800m 환경에서 LTE 방식을 활용해 바닷속 통신기술 시험에 성공했다고 31일 밝혔다.
수중 통신기술은 국토의 삼면이 바다인 우리나라에서 잠수함 탐지 등 국방용 수요는 물론 수산 먹거리 안전을 위한 방사능·패류 독소 감시와 적조 모니터링, 쓰나미·해저 지진 조기 경보 등 필요성이 더욱 강조되고 있다.
호서대와 SK텔레콤은 이날 바닷속 수온과 염도·조류속도 등 10여 가지의 정보를 측정해 이를 3~70KHz 음파에 LTE(OFDM 변조) 주파수를 얹는 방식으로 문자와 사진 데이터를 20초 간격으로 연속 송수신하는데 성공했다.
이날 기술시연에서 문자와 사진 데이터의 실시간 사진 전송을 선보여 향후 수중망에서 다양한 센서를 통해 수집된 정보들이 수중기지국에 집적된 뒤 해상부이를 통해 육상으로 안정적으로 전달될 수 있음을 실증했다.
특히 서해 인천 앞바다는 바닷물의 혼탁도가 심하고 수심이 얕아 수중 통신에 부적합한 환경으로 이번 시연은 악조건에도 수중 통신망의 안정적인 성능을 보여줬다고 SK텔레콤은 설명했다.
고학림 호서대 교수는 “바닷속에 수중 기지국을 만드는 수중통신 방식 실증은 우리나라가 처음”이라며 “이번 시연을 통해서 수중기지국에 집적된 각종 데이터가 수중 통신을 통해 해상부표 전달에 성공해 수중 기지국 테스트베드 조성을 위한 핵심 연구 단계를 넘어섰다”고 말했다.
수중 기지국 기반 통신망은 크게 ‘수중 센서, 수중 기지국, 해상 통신 부표’로 구성된다.
센서에서 수집된 정보는 기지국을 거쳐 해상 통신 부표로 전달되고 이 데이터가 다시 위성·LTE 등 통신망을 거쳐 지상으로 전송되는 구조다. 물속에서는 음파를, 공기 중에서는 전파를 이용해 데이터를 전송한다.
바닷속 통신 고속도로에 비유되는 수중 기지국은 지름 20~30km 지역 내에서 수중 정보를 수집하는 센서와 통신하면 간섭을 최소화하고 저전력으로 관리할 수 있다.
또 기존 음파를 활용한 1:1 통신과 비교할 때 변동성이 심한 수중 통신 환경을 극복하고 저전력·체계적 운용으로 실시간·장시간 수중 관측이 가능하며 바닷속 유선통신망보다 적은 비용으로 구축·운용할 수 있다.
수중통신기술을 활용하면 기지국 주변 수중 소음 센서를 이용해 잠수함 등을 탐지하고 식별하는 국방용으로 사용할 수 있으며 해양 선박 사고 발생 시에는 수중 기지국을 사고 위치에 설치해 잠수부나 수중 로봇과의 통신에 활용할 수 있다.
이외에도 기지국 주변에서 바다물의 해류·수온·염도·조류 속도·PH(수소이온농도) 등의 빅데이터를 확보해 수자원 보호와 해양 환경 연구 등에서도 획기적인 계기가 될 전망이다.
SK텔레콤은 호서대와 기지국 기반 수중통신망 연구를 위해 서해안에 실험망(테스트베드)을 구축해 오는 2020~2021년 실험망을 최종 완성할 방침이다.
오는 10월 수중 실험망의 기지국~해상부이간 통신망(백본망) 구축을 목표로 7월까지 실해역 측정, 9월 실증 시험 작업을 완료한다는 계획이다. 내년에는 수중기지국과 수중센서간 통신시스템도 개발을 완료한다.
SK텔레콤은 이날 수집중인 수중 실측 데이터를 기반으로 바닷속 수중 기지국 건설을 위한 해저 망 설계기술 연구 현황을 공개했다.
수중 통신망 설계 기술은 바닷속 해저 기지국의 위치와 커버리지 등을 정하는 것으로 해저 통신망 사업의 핵심이다.
기지국 기반의 수중 통신망 연구를 위해 한국의 해안선과 해저 지형정보에 적합한 한국형 수중 통신망 설계 기술을 확보하고 수중망과 기존 육상망의 연동 기술 개발에 적극 나서고 있다고 SK텔레콤은 밝혔다.
박진효 SK텔레콤 네트워크기술원장은 “SK텔레콤은 현재 재난망(PS-LTE), 철도망(LTE-R), 해상망(LTE-M), 수중망(DUMCN) 등에 대한 독립적 설계와 연동 설계 기술 능력을 국내 유일하게 보유하고 있다”면서 “센싱 기반의 IoT망 설계 최적화 경험을 최대한 활용해 수중 통신망의 설계에 나설 계획”이라고 말했다.
