SK텔레콤-호서대, 수중에서 LTE방식 데이터 송수신 성공

5월 30일 인천 남항 서쪽 10km 해상, 호서대와 SK텔레콤은 수심 약 25m, 송수신 거리 약 800m 환경에서 LTE 방식을 활용한 바닷속 통신기술 시연을 선보였다. 800m 떨어진 배에서 바다속으로 보낸 문자와 사진 데이터를 수신해 낸 것. 현재 호서대와 SK텔레콤외 13개 연구기관은 국책 연구과제로 2015년부터 2021년까지 기지국 기반 수중 통신 기술을 개발하고 있다.

이번 시연은 음파(3~70kHz)에 LTE(OFDM 변조) 주파수를 얹어 문자, 사진 데이터를 바다속에서 보내고 받는 기술로 수중 통신 구축에 있어 가장 중요한 부분이라고 할 수 있다. 공기 중에서는 전파를 이용해 데이터를 전송하지만, 물속에서는 음파를 사용한다.

호서대 관계자는 "아직은 전송할 수 있는 데이터의 크기가 작다"며 "저화질 동영상을 전송할 수 있도록 하는 것이 목표다"고 언급했다.

▲ 시연에 사연된 음파 수신기, 향후엔 더 작은 크기로 만들어지게 된다 (출처 = SKT)

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. 다양한 센서를 통해 수집된 정보들이 수중 기지국에서 무선으로 해상 통신 부표에 보낼 수 있는 기술을 확보한 셈이다.

수중 기지국을 설치하면 지름 20~30km 지역 내에서 센서를 통해 수중 정보를 수집할 수 있게 될 전망이다. 유선 통신망모다 훨씬 적은 비용으로 구축, 운용할 수 있다는 장점이 있으며, 간섭을 최소화하고 저전력으로 관리할 수 있다.

이를 통해 바닷물의 해류/수온/염도/조류 속도/PH(수소이온농도) 등의 빅데이터를 확보해 수자원 보호 및 해양 환경 연구를 진행할 수 있으며, 주변 수중 소음 센서를 이용, 잠수함 등을 탐지하고 식별하는 국방용으로도 이용할 수 있다. 해양 선박 사고 발생시에는 수중 기지국을 사고 위치에 설치해 잠수부나 수중 로봇과의 통신에 활용할 수 있다.

호서대 고학림 교수는 "음파는 초당 1500m의 속도를 지니지만, 수심이나 염도, 갯벌, 자갈, 아침, 저녁, 여름, 겨울 등 여러 요인에 따라 속도가 달라진다"며 "동해에서 최적화하더라도 서해에 오면 제대로 작동 안 할 수 있다"고 설명했다. 이어 "어떤 환경에서는 최적의 통신 방식을 스스로 찾아서 작동하는 적응형 통신 방식 개발을 목표로 한다"고 덧붙였다.

▲ 전송된 음파를 수신해 확인하고 있다 (출처 = SKT)

SK텔레콤은 이날 수집 중인 수중 실측 데이터를 기반으로 바닷속 수중 기지국 건설을 위한 해저 망 설계기술 연구 현황을 공개했다. 수중 통신망 설계 기술은 바닷속 해저 기지국의 위치 및 커버리지 등을 정하는 것으로, 해저 통신망 사업의 핵심이다.

그간 지상에서는 오랜 시간 동안 전파예측 모델 연구가 체계적으로 진행됐지만, 바닷속은 이제 시작 단계라고 할 수 있다. SK텔레콤은 기지국 기반의 수중 통신망 연구를 위해 한국의 해안선과 해저 지형정보에 적합한 한국형 수중 통신망 설계 기술을 확보하고, 수중망과 기존 육상망의 연동 기술 개발에 적극적으로 나서고 있다.

수중통신망 연구는 아직 갈 길이 멀다. 호서대와 SK텔레콤 측은 실험망 최종 완성을 2020~2021년으로 로드맵을 그리고 있다.

동아닷컴 IT전문 김태우 기자 tk@donga.com