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[기획]스몰셀·드론 만나 실현되는 '전천후 기지국'
[기획]스몰셀·드론 만나 실현되는 '전천후 기지국'
  • 차종환 기자
  • 승인 2019.05.15 09:12
  • 댓글 0
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하늘에서 트래픽 분산·통신망 복구…상용화 ‘초읽기’
LG유플러스는 U+스마트드론 관제시스템 및 영상중계시스템을 보유하고 있다. [사진=LG유플러스]
LG유플러스는 U+스마트드론 관제시스템 및 영상중계시스템을 보유하고 있다. [사진=LG유플러스]

스몰셀과 드론이 결합한 ‘떠다니는’ 기지국이 실현될 전망이다.

스몰셀(Small Cell)은 소형 이동통신 기지국이다. 철탑 기지국 보다 저출력으로 작은 커버리지를 지원하지만 훨씬 적은 비용으로 구축이 가능하다.

드론(Drone)은 무인항공기로서 지상관제, 물류는 물론 교통수단으로도 발전 가능성이 높은 유망 분야다.

이 스몰셀과 드론이 결합하면 사실상 때와 장소를 가리지 않는 전천후 기지국이 실현된다. 통신사는 인파가 몰리는 지역에 추가 트래픽 수용을 위한 기지국 차량이 출동할 필요도 없이 드론 하나만 띄우면 된다. 재난재해로 인해 통신 인프라가 두절된 곳에서도 드론 기지국이 날아가 ‘통신 전령’으로서 역할을 다할 수 있다.

□ 국내 기술 개발 ‘순항’

우리나라는 전국 단위 통신망이 잘 구축돼 있기 때문에 불통 지역이 발생하는 경우가 드물다. 따라서 급증하는 트래픽을 분산하는 용도로 스몰셀 기술의 도입이 확대될 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 5G 무선접속(NR) 기반 지능형 오픈 스몰셀 기술 개발에 착수했다.

일체형 스몰셀이 아닌, 기능별로 장비를 분리할 수 있도록 개발해 사업자가 목적에 따라 장비를 따로따로 나눌 수 있도록 한다는 설명이다. 아울러, 개방형 API를 제공해 스몰셀이 장착되는 빌딩, 쇼핑몰, 경기장 등과 같은 지역에서 목적에 맞는 서비스를 구현할 수 있도록 한다는 방침이다.

LTE망을 이용하되 대용량, 초고속 데이터 통신이 필요할 때만 5G를 이용하는 기술 개발 후 LTE 망 없이 5G 네트워크를 사용하는 기술까지 개발한다는 계획이다.

5G는 고주파 대역(밀리미터파)을 사용하기 때문에 4G에 비해 더 많은 기지국을 필요로 한다. 따라서 스몰셀의 중요성은 더욱 커질 전망이다.

LTE에서 5G로 도약하기 위해 연구진은 기존 연구개발에 성공했던 LTE 스몰셀 기술을 경험으로 밀리미터파까지 수용할 수 있는 5G NR 규격 및 사용자가 체감하는 전송속도를 높이기 위한 위치기반 빔포밍 기술을 개발, 새로운 기지국에 적용한다는 방침이다.

국내의 떠다니는 드론 기지국은 LG유플러스를 통해 실현될 가능성이 크다.

LG유플러스는 국토교통부가 정한 드론 활용 시범사업자인데다 국내 최초로 LTE 망을 이용해 드론 비행을 할 수 있는 ‘U+ 스마트 드론 관제 시스템’을 구축한 바 있다. 수백㎞ 멀리 떨어진 곳이더라도 출발지·목적지·비행 속도 등을 입력하면 사람의 개입 없이도 드론 자율주행이 가능하다는 의미다.

또한 통신사로서 ‘본업’인 통신기술과 관련해서도 다수의 스몰셀 핵심기술을 보유하고 있어, 서비스 수요가 있다면 스몰셀과 드론의 결합이 어렵지 않을 것으로 보인다.

지난해 9월에는 육군 31사단이 주관하는 ‘드론 운용체계 발전 세미나’를 통해 U+스마트드론 관제시스템 및 영상중계시스템을 이용한 △고해상도 카메라 줌인/아웃 △연막탄 속 카메라를 통한 침입자 발견 △가려진 시야 속 자율비행 △해안절벽 등 직접 확인이 어려운 지역 수색 등의 정찰 비행을 선보였다.

드론과 카메라를 원격제어하고 드론의 경로를 조회할 수 있는 클라우드 관제시스템과 드론의 카메라로 촬영되는 영상을 실시간으로 전송할 수 있는 영상중계 시스템으로 구성됐다.

기존 드론은 비행 중 촬영한 사진이나 영상을 저장하는 장치가 필요했고 사고 없이 귀환해야 데이터를 확인할 수 있다는 단점이 있었지만 이 시스템은 촬영 영상을 실시간으로 다양한 단말기로 전송해 현장 모니터링이 가능함을 보여줬다.

□ 드론이 단절된 통신 복구…배터리 ‘관건’

드론으로 단절된 통신망을 잇고자 하는 시도는 오래 전부터 있어왔다. 특히 영토가 넓어 우리나라처럼 촘촘한 통신망의 구축이 어려운 해외를 중심으로 시도가 활발하다.

미국 스프린트사는 텍사스 주 댈러스 시 외곽에서 드론 기지국 설치 실험에 성공한 바 있다. 드론에 자체 개발한 ‘매직박스’ 신호 송출 기술을 적용, 약 16㎢ 면적에 통신 신호를 보내줄 수 있음을 입증했다. ‘매직박스’는 스프린트의 2.5㎓ 대역 내에서 4G LTE 서비스 품질을 향상해주는 역할을 한다.

노스 텍사스 대학 연구팀은 간단하게 휴대할 수 있는 드론 기지국 개발을 추진 중이다.

기존 통신망의 확장뿐 아니라 독자적인 통신망 구축도 가능하도록 2개의 안테나와 LTE 기반 임시 통신망 구축부품인 ‘마이크로 코어망 교환기(Micro Evolved Packet Core)’를 탑재했다.

이로써 드론 기지국 2km 이내의 지역에서 최대 128명의 사용자가 동시 접속할 수 있다는 설명이다.

국내에서도 이동형 기지국은 이미 상용화 단계에 도달했다. 배낭형 장비 등을 통해 사람이 스몰셀을 짊어지고 통신이 필요한 지역에 직접 투입되는 방식이다.

하지만 사람이 하던 일을 드론이 대체하고자 할 때 2가지 이슈가 발생한다. 장비의 무게와 배터리 지속시간이 그것이다.

장비가 무거워질수록 고성능 드론이 필요한 것은 물론, 배터리의 소모도 많아진다. 스몰셀 장비 자체는 와이파이AP 수준으로 상당한 수준의 경량화, 소형화를 이뤘다고 하지만 배터리는 현재 상용화된 고성능 드론의 비행 지속시간도 30분을 채 넘기지 못하는 것으로 알려졌다.가벼우면서 용량이 큰 드론 배터리의 개발이 드론 기지국의 실현에 가장 큰 관건이 될 것으로 보인다.

 



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