SK텔레콤, 세계 첫 '바닷속 기지국' 구축한다

[아이뉴스24 양태훈기자] SK텔레콤이 인천 남항 해상에 세계 최초의 수중 통신 기지국 구축에 나섰다.

'지구의 마지막 통신 음영지역'이라 불리는 바다에 수중 사물인터넷(IoT)을 위한 통신망을 마련, 이를 육지의 IoT망과 연계해 IoT 시장을 더욱 확대하겠다는 의지다.

31일 SK텔레콤은 호서대와 인천 남항 서쪽 10km 해상·수심 25m 지점·송수신 거리 800m 환경에서 LTE 방식을 활용한 수중 통신 기술 시험에 성공, 오는 10월 서해안 실험망 구축에 착수할 계획이라고 발표했다.

수중 통신 기지국 구축을 위해 호서대와 협력, 서해안을 테스트베드로 만들고 내년부터는 수중 기지국과 수중 센서간 통신 시스템 개발도 완료한다는 방침.

이날 기술 시연에 참석한 고학림 호서대학교 교수는 "4차 산업혁명과 관련 글로벌 기업들이 각종 데이터를 활용하는 IoT 시장 육성에 집중하고 있다"며, "특히, 지구의 약 70%를 차지하는 바다에서 발생하는 수중 데이터를 활용하기 위한 연구가 전 세계적으로 활발히 진행 중"이라고 중요성을 강조했다.

◆SK텔레콤이 주목한 '수중 통신'이란?

수중 통신은 수중 기지국 기반 통신망(수중 센서, 수중 기지국, 해상통신부표)을 이용하는 것으로 수중 IoT를 위한 핵심 기술이다.

이는 물속에서는 음파를, 공기 중에서는 전파를 이용해 센서에서 수집된 정보를 기지국을 거쳐 해상통신부표로 전달, 이후 다시 위성·LTE 등의 통신망을 거쳐 지상으로 전송되는 방식으로 작동된다.

업계에서는 이 같은 수중 통신 기술이 기지국 주변 소음(음파) 센서를 통해 잠수함 등을 탐지하는 국방용 통신망이나 해류, 수온, 염도, 조류 속도, 수소이온농도(PH) 등 빅데이터를 통한 수자원 보호 및 해양 환경 연구에 적극 활용될 것으로 기대하고 있다.

실제로 이날 SK텔레콤과 호서대는 수중 통신 기술 시연을 통해 센서가 측정한 바다 속 수온과 염도, 조류 속도 등의 10여 가지 정보가 음파(3~70KHz)에 LTE(OFDM 변조) 주파수를 얹는 방식으로 연속(20초 간격) 송수신하는 것을 보여줬다.

특히, 수중 음파 송수신 장비가 배치된 두 척의 선박은 서로 500m 떨어진 거리에서도 수초 내 'Welcome Press'라는 문자를 송수신하고, 3장의 저용량 컬러 사진도 수분내로 송수신하는 등 상용 수준의 성능을 입증했다.

고학림 호서대 교수는 이날 기술 시연에 참석 "바다 속에 수중 기지국을 만드는 수중 통신 방식은 우리나라가 최초"라며, "이번 시연을 통해 수중 기지국에 집적된 각종 데이터가 수중 통신을 통해 해상부표 전달에 성공, 수중 기지국 테스트베드 조성을 위한 핵심 연구 단계를 넘어섰다"고 평가했다.

또 "서해는 세계적으로 수중 통신이 가장 어려운 지역으로, 학계에서는 서해에서 가능하면 지구 어디서나 가능하다는 말이 있다"며, "SK텔레콤과 협력해 구축 중인 수중 통신 기술은 스스로 최적의 통신 환경을 파악하는 특징 외에도 기존 장비 대비 구축비용이 상당히 낮아 세계적인 신 시장 창출에 기여할 것으로 기대한다"고 자신감을 나타냈다.

◆불붙는 글로벌 수중통신망 연구 경쟁

최근 미국과 유럽, 중국 등에서는 해양 환경 관측 및 연안감시, 수중 이동체 통신 등을 위한 국가 주도의 유무선 기반 수중 통신망 기술 연구가 활발히 추진되고 있다.

미국의 경우, 씨웹(SeaWeb)·오션튠(Ocean-TUNE)·언더워터 인터넷(Underwater Internet) 등의 수중 통신망 프로젝트를, 일본은 지진 및 쓰나미 관측을 위한 수중 통신망 연구를 진행 중이다.

유럽연합(EU)은 지오스타(GEOSTAR), 유안(UAN), 선라이즈(SUNRISE) 등 수중 IoT 통신망 관련 프로젝트에 집중, 캐나다는 세계 곳곳의 관측소에서 유선망 기반 센서를 통해 수집한 데이터를 실시간 원격 관측 시스템을 구축하는 '오션 네트웍스 캐나다(Ocean Network Canada)'를 구축해 운용 중이다.

오션 네트웍스 캐나다는 캐나다 빅토리아 대학에서 시작한 비영리단체로, 다수의 수중망을 관리·분석해 매일 수중 데이터 200Gb 이상을 수집하고 있다.

우리나라에서는 SK텔레콤이 수중망 설계 기술을 확보하기 위해 지난 2015년부터 호서대, 한국해양과학기술원 부설 선박해양플랜트 연구소, 한국원자력연구소, 경북대학교, 인하대학교, 중앙대학교, 상명대학교, 한양대학교 등과 공동으로 '기지국 기반 수중통신망 개발' 사업에 참여하고 있다.

호서대가 개발한 수중 통신 시스템을 기반으로 수중 기지국을 구축해 수중 및 육상 데이터와 재난망을 연계하는 작업 등이 진행 중이다.

현재 기지국 기반의 수중 통신망 연구를 위해 우리나라의 해안선과 해저 지형정보에 적합한 한국형 수중 통신망 설계 기술도 확보한 상태다.

SK텔레콤은 센서를 통해 지름 20~30km 지역 내의 수중 정보를 확인, 간섭을 최소화하면서 저전력으로 이를 관리할 수 있는 수중 기지국을 구축 중이다.

이는 기존 음파를 활용한 1대1 통신과 비교했을 때 변동성이 심한 수중 통신 환경을 극복하고, 저전력·체계적 운용이 가능해 실시간·장시간 수중 관측이 가능한 것으로 평가받고 있다.

박진효 SK텔레콤 네트워크기술원장은 "SK텔레콤은 현재 재난망(PS-LTE), 철도망(LTE-R), 해상망(LTE-M) 및 수중망(DUMCN)에 대한 독립적 설계 및 연동 설계 기술 능력을 국내 유일하게 보유하고 있다"며, "센싱 기반의 IoT 망 설계최적화 경험을 최대한 활용해 수중 통신망의 최적 설계에 나선다는 계획"이라고 전했다.