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C-ITS ‘십년지대계’, WAVE·C-V2X 같이 간다
C-ITS ‘십년지대계’, WAVE·C-V2X 같이 간다
  • 차종환 기자
  • 승인 2021.10.03 21:45
  • 댓글 2
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표준 실증에 LTE-V2X 추가
2023년 병행방식 시범사업

자율주행 감안 5G-V2X 대세
WAVE 투자비용 ‘접점’ 찾아야
WAVE 기반으로 추진된 화물차 군집주행. [사진=현대차]
WAVE 기반으로 추진된 화물차 군집주행. [사진=현대차]

[정보통신신문=차종환기자]

‘K-뉴딜’의 핵심사업으로까지 일컬어지며 많은 관심을 모았던 차세대 지능형 교통시스템(C-ITS) 사업이 지난한 표준 채택 이슈를 뒤로 하고 WAVE와 C-V2X의 병행 구축으로 일단락됐다.

C-ITS는 차량과 차량, 차량과 도로 간 통신을 통해 위험요소를 사전에 감지, 안전한 운전을 도모하는 인프라다.

정부는 지난 2014년부터 진행돼 온 C-ITS 시범사업을 올해 완료하고, 본격적인 전국 도로망 구축에 나설 예정이었으나 본 계획을 미룰 수밖에 없게 됐다. 시범사업은 WAVE 위주로 진행돼 새롭게 추가된 C-V2X에 대한 실증이 필요하기 때문이다.

2022년까지 LTE-V2X 방식을 실증하고 2023년에 일부 고속도로에 병행방식(WAVE+LTE-V2X) 시범사업을 거쳐 2024년 이후 단일표준으로 전국에 확산하겠다는 계획이다.

WAVE와 C-V2X 두 기술은 하나의 C-ITS 사업을 추진함에도 왜 이토록 마찰을 빚을 수밖에 없는 것일까. 이를 이해하기 위해선 각 기술의 특성과 발전해온 흐름을 살펴볼 필요가 있다.

 

■WAVE

WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments)는 IEEE 802.11a 무선랜 기술을 변형한 기술로 5.9GHz 대역에 10MHz의 대역폭을 사용한다. 최대 전송속도는 27Mbps를 지원한다.

일반 무선랜과 확연한 차이는 200km/h의 고속이동 중에도 끊김없는 통신을 구현하는 데 있다.

100ms 이내의 짧은 무선접속 및 패킷 전송속도로 차량 간 통신을 지원함으로써 전방의 돌발상황을 실시간으로 전송, 차량의 안전한 운행을 돕는다.

무선랜이 정지 환경에서 데이터 서비스를 제공한다면, WAVE는 고속 환경에서 무선통신이 주가 되기 때문에 주변 건물 및 지형의 영향을 고려한 구조를 채택하고 있다.

WAVE 주파수 채널은 1개의 제어채널과 6개의 서비스채널로 구성되는데, 제어 채널은 링크 초기 접속메시지와 메시지 지연이 짧은 차량 안전 메시지를 전송한다.

서비스 채널은 무정차요금징수, 인터넷 접속 등과 같은 정보를 제공하는 채널이며 제어 채널과 서비스 채널이 시간적으로 스위칭하는 방식으로 동작한다.

국내에서는 2007년부터 WAVE 기술에 대한 기반기술연구가 시작됐다.

2009년 스마트하이웨이 사업을 계기로 WAVE 단말기와 복합 기지국 개발이 진행됐고 경부고속도로 서울TG~수원IC 10km 구간에 9대 기지국, 100대 단말기를 구축해 8개의 서비스를 검증하는 시범도로를 구축한 바 있다.

2014년부터 시행된 C-ITS 사업은 이 WAVE를 중심으로 대전~세종 90.7km 구간의 고속도로, 일반국도 및 도심지 도로에 79대의 기지국, 3000대의 단말기를 구축해 15개의 서비스 시험을 진행했다. 본 C-ITS 서비스를 통해 교통사고건수 19.0%, 사망자수 19.1%, 부상자수 19.8%에 준하는 예방효과를 거뒀다는 설명이다.

WAVE는 오랜 시간 ITS 표준으로 자리매김해온 만큼 국내 적용사례가 풍부하다. 하이패스, 버스정보시스템(BIS), 주차관제시스템 등이 WAVE를 기반으로 작동하고 있다.

C-ITS가 각 교통요소 간 커뮤니케이션이 중요한 부분을 차지하고 있음을 감안하면 가장 빠른 상용화는 WAVE를 통하는 것이 가장 현실성이 높다는 판단이다.

하지만 C-ITS의 궁극적인 목표인 자율주행을 놓고 봤을 땐 WAVE의 기술적 한계가 명확하다.

WAVE는 C-V2X 보다 상대적으로 짧은 전송거리 및 낮은 전송속도로 제한적인 수준의 자율주행만 가능하다. 국토교통부가 주도한 화물차 자율 군집주행이 WAVE를 기반으로 시연된 바 있다.

 

■C-V2X

C-V2X(Cellular Vehicle-to-Everything) 이동통신표준을 제정하는 국제표준화단체 3GPP 정한 기술로 3GPP Rel.14 LTE-V2X 반영됐다.

기본적으로 D2D(Device-to-Device) 통신에서 단말간 인터페이스로 정의했던 PC5 기지국과 단말간의 인터페이스를 이용한 서비스를 지원한다. , 현재 전국단위로 구축된 LTE망을 이용해 ITS 서비스를 제공할 있다는 의미다. 최대 100Mbps 속도와 100ms 지연시간을 발휘한다.

3GPP Rel.14 V2X 동작을 위한 시나리오를 정의하고 성능 평가결과를 바탕으로 V2V(Vehicle-to-Vehicle), V2P(Vehicle-to-Pedestrian) V2I(Vehicle-to-Infra) 지원하기 위한 기술들을 연구해 27가지 서비스가 도출됐다. 차량군집, 확장센서, 어드밴스드 드라이빙, 원격주행 등이 그에 해당한다.

3GPP Rel.15 LTE-V2X 기틀을 유지하면서 성능을 개선하기 위해 주파수집성(CA), 송신 다이버시티 등을 지원해 주파수 수율을 높이고 신뢰성을 더욱 향상시켰다.

3GPP NR(New Radio) 와서 5G 기반으로 하는 5G-V2X 표준화하고 있다. 완전자율주행이 가능하기 위해서는 5G 도입이 필수라는 점에서 향후 C-ITS 표준이 5G-V2X 귀결될 것이라는 데에는 이견이 없다. 최대 20Gbps 전송속도를 갖췄으며, 자율주행의 필수요건인 10ms 이하의 지연시간을 발휘한다.

세계 시장도 C-V2X 나아가는 추세다. 지난해 미국 연방통신위원회(FCC) 5.9GHz 대역의 주파수 일부 대역폭을 C-V2X 용으로 분배하기로 결정한 것이 결정적이다. 중국은 이미 LTE-V2X 자동차 모델을 시판 중에 있다.

세계 되는 자동차 생산 수출국인 우리나라는 이러한 글로벌 트렌드를 무시할 없다. WAVE 통한 C-ITS 사업이 본궤도에 올랐다 해도 자동차를 내수용으로만 만들 없는 노릇이기 때문이다.

결국 WAVE C-V2X 관련 칩을 하나의 차량에 모두 장착해야 하는 결과를 맞을 있다. 비용절감 차원에서 제조업계가 난색을 표할 수밖에 없다.

내년에서야 실증사업이 시작되는 실증사례가 턱없이 부족하다는 것이 가장 문제다. 기구축된 WAVE와의 병행방식이 주파수 간섭 등의 문제를 일으키지 않으리라는 보장도 없다.

특히 기술은 호환이 되지 않는다는 점에서 그간의 WAVE 대한 투자가 허공 속으로 사라질 공산이 크다. 상대적으로 중소기업의 비중이 높은 WAVE 진영이 맞게 타격이 더욱 보이는 이유다.

 


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sou******* 2021-10-28 00:01:41
기술적으로 R14, R15가 DSRC 보다 좋다는 주장도 근거가 매우 희박합니다.

sou******* 2021-10-27 23:55:42
기사 잘 봤습니다. 글로벌 트렌드 중에 자동차 기술 리더인 유럽, 일본은 빠져있는 것 같습니다. 일본은 DSRC로 이미 10여년전에 결정했고 도요타 차량에 장착되고 있습니다. 유럽은 2년전부터 이미 자동차 1위업체인 폭스바겐이 DSRC 를 장착하고 유럽시장에 깔고 있는 사실은 아시는지요? 예로 GOLF8 은 기본 옵션으로 전기차 ID,3/4등에 DSRC기반의 V2X 모뎀이 장착되어 출시중입니다. 미국은 도로교통국의 간곡한 의견을 깡그리 무시한 FCC의 일방적인 주도로 발생한 기술 변경때문에, 소송전이 한창 진행중이고 혼란속에 있습니다. 중국은 LOCAL업체에 LTE-V가 적용되었으나 미미한 수준이고 LTE-V의 기술적인 약점들을 알아가면서 R16 혹은 R17로 넘어가는 추세입니다.

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