지능형교통시스템(ITS)이 운전자에게 교통정보를 전달하는 것에 그치지 않고 차량 운행에 직접적으로 관여하는 능동적 안전시스템으로 변모하고 있다.

일등공신은 단연 통신의 접목이다. 고속 이동환경에서도 끊기지 않을 신뢰성과 쏟아지는 데이터 트래픽을 수용할 수 있을 만한 처리능력이 관건이다. 국제표준으로 자리매김한 WAVE와 최근 상용화된 5G가 그 역할을 톡톡히 할 수 있을지 귀추가 주목된다.

교통의 궁극적 지향점인 ‘자율주행’ 시대가 그렇게 한발한발 우리 곁으로 다가오고 있다.

■통신은 이미 교통의 한 부분

자가용을 운전하든 대중교통을 이용하든, 참 편리해졌다고 느낄 만한 것들 대부분에는 통신기술이 자리하고 있다.

도로 곳곳에 교통상황을 전달하는 전광판은 도로변에 설치된 DSRC(Dedicated Short Range Communication) 장치가 교통정보센터로 현 상황을 전송해 표출되는 정보들이며, 대중화에 성공했다고 평가받는 하이패스(HighPass)는 차량에 설치된 단말기가 요금소와 통신을 이루며 정차 없는 요금 정산을 실현한다.

버스정류장에 나가 무작정 버스를 기다릴 필요도 없이, 실시간 버스의 위치를 감지해 어느 정류장에 도달했는지 몇 분 뒤에 도착하는지를 전광판이나 스마트폰으로 알 수 있다. 내비게이션의 정확도는 센티미터 단위로 좁혀졌다.

지금까지의 통신이 이러한 정보 전달을 통해 차량으로 하여금 원활한 교통을 유도하는 방식이었다면, 이제는 차량 운행에 직접적으로 관여해 교통 흐름을 조절하고, 안전거리 확보 등을 통해 사고를 미연에 방지한다.

이를 위해선 교통을 이루는 모든 요소들이 서로 연결돼 있어야 한다. 이른바 ‘V2X(Vehicle-to-Everything)’의 실현이 요구되고 있는 것이다.

■V2X 실현…어떤 기술 있나

V2X란, 차량과 인프라(V2I: Vehicle to Infra), 차량과 차량(V2V: Vehicle to Vehicle), 차량과 보행자(V2P: Vehicle to Pedestrian) 사이를 무선통신으로 연결해 각종 정보를 공유하고 각각의 움직임에 영향을 주는 시스템이다.

초기 자율주행이 차량 자체의 무인운전을 실현코자 개발이 추진됐지만 기술적 한계와 경제성이 떨어진다는 지적이 끊이지 않았다. 결국 자율주행은 차량 단독으로 가능한 것이 아닌 교통을 이루는 모든 요소와 커뮤니케이션이 이뤄져야 가능하다는 결론이다. V2X가 향후 자율주행 실현에 필수요건이 될 수밖에 없는 이유다.

V2X를 실현할 첫째 요건은 이동성을 보장하는 것이다. 시속 100km 안팎의 속도에도 통신이 끊김없이 고품질을 유지해야 한다.

이를 지원하는 기술로 WAVE와 C-V2X(Cellular-V2X) 기술이 있다.

WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments)는 100ms 이내의 짧은 무선접속 및 패킷 전송속도로 차량 간 통신을 지원함으로써 전방의 돌발상황을 실시간으로 전송할 수 있다. 차량 간 통신은 물론, 전자제어장치(ECU: Electronic Control Unit) 전송, 문자메시지(SMS) 등의 서비스도 제공할 수 있다.

무선랜 계열(IEEE 802.11p) 기술이지만 정지 환경이 아닌 고속 환경에서 통신이 가능하도록 주변 건물 및 지형의 영향을 고려한 구조를 채택하고 있다. 이미 국제표준이 정립돼 있다는 점도 빠른 시장 확대에 유리하게 작용한다.

C-V2X는 말그대로 이동통신(cellular)을 기반으로 한다. 현재 가장 대중화된 이동통신은 LTE이기 때문에 LTE-V2X라고 부르기도 한다.

이 기술은 이동통신의 최대 강점인 안정성, 보안성과 함께 넓은 커버리지를 지원하는 것이 특징이다. 무엇보다 이미 상용망이 갖춰져 있어 경제성 또한 높다. 차량과 차량간, 차량과 교통설비간 직접통신(Sidelink) 및 차량과 기지국간 상하향통신(Up/Downlink)을 동시에 실현한다.

WAVE와 C-V2X는 어느 기술이 우위에 서 있다기보다는 현장 환경 및 경제성 등에 따라 서로를 보완하며 적용될 것으로 예상된다.

■5G 발판…교통 전문기업으로 변모하는 통신사

C-V2X는 이동통신을 기반으로 하기 때문에 이동통신의 진화와 맥을 같이 한다. 따라서 지난해 12월 상용화를 시작한 5G에 주목할 필요가 있다.

5G는 LTE 보다 20~50배 빠른 속도에 0.0025초 수준의 지연시간을 지원한다. 지연시간이란, 사용자가 명령을 내린 직후부터 기기가 동작하기까지의 시간을 의미하는데, 이 시간이 짧을수록 실시간 조작이 가능해진다.

찰나의 순간에 사고가 일어나는 교통 현장의 특성상, 이러한 특성은 5G가 LTE 보다 교통시스템에서 훨씬 경쟁력이 크다는 것을 의미한다.

이에 5G 상용화에 돌입한 통신3사는 V2X를 5G의 대표 ‘킬러 서비스’로 육성하고자 하는 의지를 보이고 있다.

KT는 차량의 이동성에 맞춘 5G를 제공할 준비를 마쳤다. 아울러 기지국, 중계기, 와이파이AP, 비콘, GPS 등을 조합해 차선을 구분할 수 있는 정도(30㎝)의 정확도를 구현할 수 있는 정밀측위플랫폼을 구축했다.

최근에는 기가코리아사업단 자율주행 실증 과제 일환으로 아이티텔레콤과 C-V2X 차량단말기를 개발하는 데 성공했다. 서울, 대구, 판교 3개 지역 테스트베드에서 자율주행 기술 검증을 진행할 예정이다.

SK텔레콤은 자사 위치기반 플랫폼 ‘T맵’을 적극 활용하는 모습이다. 눈길을 끄는 기능인 ‘T맵 V2X’는 앞서가는 T맵 이용 차량이 급제동하면 사고 위험이 있다고 판단, 최대 1km내 뒤따르는 차량 T맵 이용 화면에 일제히 경고 문구를 띄워 준다. 일반도로나 평균 속력이 낮은 구간에서는 100m 내외 후방 차량에, 고속도로에서는 최대 1km 후방 차량에 위험을 경고한다.

LG유플러스도 한양대가 개발한 자율주행차에 5G 통신을 접목시켜 일반도로 주행에 성공했다. 자율주행차는 서울숲~영동대교 주변 약 7㎞를 25분 동안 달리며 주변 데이터를 5G 통신으로 전송했다.

■’V2X 표본’ K시티 구축 완료

국토교통부가 약 125억원을 투입한 ‘K시티’가 지난달 문을 열었다.

한국교통안전공단 자동차안전연구원 주행시험장 내에 32만㎡(11만평) 규모로 구축된 K시티는 각종 교통기술을 테스트할 수 있도록 고속도로, 도심, 교외, 주차장, 커뮤니티 등 5가지의 실제 환경을 재현했다. 사실상 V2X 연구개발의 전초기지가 될 전망이다.

특히 5G망을 이동통신용이 아닌 교통통신용으로 구축한 것이 눈에 띈다. 이로써 초고속∙대용량 통신을 활용한 자율협력주행, 인포테인먼트 기술도 테스트가 가능할 것으로 기대된다.

기업, 대학, 연구기관 등 누구나 K시티의 모든 환경을 언제든 사용할 수 있다.

차종환 기자 다른기사 보기