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[연재②] 전기차도 무선충전∙위성으로 5G 구현
[연재②] 전기차도 무선충전∙위성으로 5G 구현
  • 차종환 기자
  • 승인 2022.01.23 19:48
  • 댓글 0
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전파 특성 응용한 융합 표준
수중∙위성 등 전지구적 ‘연결’
전자파 인체∙장비 영향 연구도
전기차 시장이 급성장할 것으로 예상됨에 따라 이를 무선으로 충전하는 기술에 대한 관심도 높아지고 있다. 사진은 KAIST에서 개발한 무선충전 전기버스.
전기차 시장이 급성장할 것으로 예상됨에 따라 이를 무선으로 충전하는 기술에 대한 관심도 높아지고 있다. 사진은 KAIST에서 개발한 무선충전 전기버스.

[정보통신신문=차종환기자]

[연재②] ICT표준화 전략맵 Ver.2022 – 전파응용

전파응용 분야는 4개의 소분과(무선전력전송, 수중통신, 위성통신, 전자파환경)로 나뉜다.

ICT를 적용하는 산업이 광범위해지고 있는만큼, 전파의 특성을 응용해 각 산업에 필요한 기술로 최적화하는 연구가 활발히 이뤄지고 있다.

 

■무선전력전송

무선전력전송은 전자파 전송 원리를 이용해 전선없이 에너지를 공간을 통해 전송할 수 있는 기술로 정의된다.

각종 전력선과 커넥터로부터 자유로움과 편리함을 줄 수 있어 디지털 전환 시대의 중요한 혁신기술로 평가받고 있다. 출력 규모 및 응용분야에 따라 자동차, 사무∙가전, 의료, 모바일∙웨어러블기기, 인프라 서비스 등 다양한 산업 분야에 적용될 수 있다.

무선전력전송기술은 ITU, JTC1, IEC(CISPR), ETSI, APT와 같은 국제표준기구에서 국제표준화를 추진하며, WPC나 AFA과 같은 사실표준기구에서 산업 표준화를 추진하고 있다.

TTA가 2022년 표준화 전략맵에서 중점 표준화 항목으로 선정한 기술은 관련 표준 중에서도 산업적 파급효과가 크고 선제적 대응의 필요성이 있는 것들을 중심으로 하고 있다.

대표적인 것이 ‘전기차 무선전력전송 기술 표준’이다. 무선충전 기술이 가장 폭넓게 적용될 수 있는 응용분야로, 매설된 급전 코일과 차량에 내장된 집전 코일을 이용해 무선으로 전기차를 충전할 수 있는 자기유도형 무선충전 시스템을 개발하는 것이 핵심이다.

‘전자기기용 무선전력전송 기술 표준’은 스마트폰, 휴대용 디바이스 무선전력전송 기술표준을 단일화한 사실표준기구 WPC가 ‘Qi’ 표준을 기반으로 노트북 충전 표준을 확장∙업데이트 중이다. 올해 주방가전, 전기자전거, 로봇 등 가정용, 산업용 중대출력 분야의 무선전력전송 개발이 본격화될 것으로 예상된다.

‘공간 무선전력전송 기술 표준’은 위치정합이 요구되는 기존 무선전력전송 기술과 달리 충전공간 내에서 위치와 각도에 상관없이 충전을 가능케 하는 기술이다. IEC TC100에서 공간 무선전력전송 기술에 대한 요구사항 표준이 개발되고 있고 참조모델에 대한 표준기술 개발이 시작됐다.

‘전자기파 무선전력전송 기술 표준’은 한마디로 원거리 무선충전 기술이다. 케이블을 사용하지 않지만 어느 정도 ‘접촉’은 필요한 현재의 무선충전과 달리, 이 기술은 이론적으로 수km 떨어진 곳에서도 무선전력전송을 가능케 한다.

사물인터넷(IoT) 시대에 꼭 필요한 기술로 평가되고 있으며, 우리나라가 해당 기술에 대한 기술 표준안을 IEC TC100에 제안해 개발하고 있다.

 

■수중통신

수중통신 기술은 음파나 초음파를 비롯해 다양한 전송 방식을 이용한 무선통신 기술이다. 수중에서 근거리는 물론 원거리까지 무선으로 데이터 전송이 가능하며, 다양한 수중통신 기술로 구동되는 장치들을 기반으로 이기종 네트워크의 확장성 및 지능화 정보처리를 제공한다.

‘수중음파통신 참조모델 표준’은 수중 근거리 고속 음파통신 핵심 요소기술과 수중음파통신 네트워크 시스템 기술 참조모델에 관한 기초 단계의 연구개발이 진행 중이다.

‘수중음파통신 응용서비스 표준’은 해양, 하천, 호수, 저수지 등 물 환경에서 다양한 응용서비스가 가능한 기술을 담고 있다. 현재는 수중음파통신 모뎀을 장착해 수중환경모니터링 응용서비스와 간단한 수중장치 제어 등의 일부 관제서비스로 활용하고 있는 수준이다.

수중네트워크 응용 프로파일과 수중네트워크 운영관리시스템(U-NMS) 기술 표준이 이미 개발됐고, 수중음파 센서네트워크 관리 정보베이스 기술(u-MIB)과 수중음파통신 기지국기반 기술(B-UWAN) 표준 개발이 진행되고 있다.

‘IoUT/IoUS((Internet of Underwater Things/Internet of Underwater Service) 표준’은 새롭게 표준 주제로 부각되고 있는 분야다. 수중 디바이스들 간의 통신 연결로 네트워크 구조 및 프로토콜, 프레임워크 등에 대한 연구가 추진되고 있다. 지상 IoT와의 연계 혹은 기존 IoT 표준과의 호환성도 지원될 것으로 예상된다.

 

■위성통신

위성통신은 정지 및 비정지 궤도상에 배치되는 인공위성을 이용해 다양한 정보를 제공하는 기술이다. 지상 및 비지상 영역에 무관하게 5G 서비스를 제공하거나 전지구를 대상으로 ICT서비스를 제공하는 통신기술로 기대가 높다.

‘위성 IoT 전송기술 표준’이 원양어선용 사물추적, 해양 및 산림자원 관리 등 지상망 커버리지 이외 범위에 있는 지역에 대한 IoT서비스를 구현하기 위해 개발되고 있다.

‘초광대역 다중빔 위성통신 표준’은 전지구 대상 ICT서비스를 제공하기 위한 위성 주파수 자원 이용효율을 극대화한다. 다중빔 고용량 전송기술, 다중빔 위성채널 간섭 완화 기술, 다중빔 호핑 기술 등 정지궤도 및 저궤도 다중빔 위성통신 기술들이 활발히 논의되고 있다.

‘심우주 레이저/근접통신 표준’은 달, 화성, 소행성 탐사 등 심우주 탐사 추진이 활발하게 진행되고 있는 것과 맞물려 초고속 우주 데이터 통신을 위한 Ka대역 레이저 광통신 기술, UHF 주파수 대역을 사용하는 행성 탐사 착륙선/로버-궤도선 간 근접통신기술인 프록시미티(Proximitty-1) 통신표준이 논의되고 있다.

 

■전자파환경

전자파환경 기술은 안전한 전파환경 구현을 위해 의도성∙비의도성 전자파로부터 인체 및 장비를 보호하기 위한 측정평가 및 대책과 관련한 기반기술이다.

‘5G 전자파 적합성 평가기술 표준’은 5G서비스 보급에 따라 5G 등 무선기기에 대한 EMC 요구사항이 규정되고 있고, 이로 인해 6Ghz 이상 EMI 측정 관련 표준 및 광대역 방사 내성시험 표준이 개발되고 있는 것을 반영해 로봇, 자율주행차 등 다양한 분야의 융합서비스 출현에 대비해 개발되고 있다.

‘5G 전자파 인체 노출량 평가기술 표준’은 ITU-T와 IEC TC106 등에서 5G 기지국 및 휴대기기에서 복사되는 전자파 인체 노출량 평가를 위한 기반 연구와 표준화가 활발히 진행 중임을 반영한다. 5G 상용화 진전에 따라 측정 데이터를 토대로 한 노출량 평가 표준 개발이 본격 진행되고 있어 네트워크 확장성 지원을 위해 중점 표준화 항목으로 선정됐다.


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