“지하 100m에서도 음성 통신 성공”… ETRI, 세계 최초 지중 무선통신 구현

하이커뮤니티매니져 0 3 04:37

지하 매설물 붕괴를 나타낸 이미지. 게티이미지뱅크 제공

국내 연구진이 그동안 주로 하던 지상 무선통신에서 벗어나 지중에서도 무선통신이 가능함을 확인했다. 지중 통신은 지상 신호가 도달하기 어려운 광산, 지하공동구 등 지하 환경에서 무선통신을 가능하게 하는 기술이다. 광산 등 지하매설물 붕괴 등 사고로 인한 구조작업 시 매몰된 사람의 생존 여부 및 지중 작업, 지중 군사 작전 등에도 새로운 무선 채널의 길이 생긴 셈이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 입체통신연구소, 전파연구본부, 전파원천기술연구실 등 ETRI 공동연구팀이 1m 직경의 송신 안테나와 수 cm급 수신 안테나를 이용해 광산 지중 100m 거리에서 음성신호를 송·수신할 수 있는 '자기장 지중 통신 원천기술' 개발에 세계 최초로 성공했다고 13일 밝혔다.

지하 광산은 신호 감쇠가 매우 심해 기존 무선통신 기술로는 연결이 되지 않는다. 연구팀은 지중 매질에서 자기장이 안정적으로 전달되는 특성에 주목하여 저주파 자기장 기반 통신 시스템을 개발했다.

ETRI의 지중 100M 무선통신 성공 방법을 설명하는 그림. ETRI 제공

연구진은 개발한 기술을 통해 직경 1m의 송신 안테나와 수 cm급 소형 자기장 센서의 수신 센서, 약 15킬로헤르츠(kHz)의 주파수 그리고 음성 통신이 가능한 수준인 2~4Kbps(초당 킬로비트)의 데이터 속도로 통신을 구현해 냈다. 구체적으로 광산 입구와 지하 5단 사이 직선거리 100m 구간에서 양방향 통신 시험에 성공했다. 기존 무선이 닿지 않던 지하 공간에서 음성 송수신이 가능함을 확인한 것이다.

이번 성과는 광산 붕괴 사고 등 지하 재난 상황에서 매몰자와 구조팀 간 통신이 가능함을 의미한다. 또한 지하 공동구·가스관·송유관 등 지하매설 기반시설의 재난 대응, 지하 벙커 환경에서의 군 작전 통신 연속성 확보 등 다양한 분야에 폭넓게 활용될 수 있다.

ETRI는 연구성과를 바탕으로 향후 스마트폰 등 개인 단말과 연계한 기술 확장을 추진 중이다. 성과가 지상·지중을 연결하는 통신 중계(AP) 역할 수행으로 이어질 수 있다고 밝혔다.

특히 연구성과는 지중 통신이 사실상 불가능하다고 알려진 석회암 암반 환경에서 이루어진 시험 결과로 재난 구조 및 군 작전 등 지하 공간 통신기술의 새로운 영역을 개척한 성과로 평가된다.

개발한 기술은 통신 분야 국제 학술지 '국제전기전자공학자협회(IEEE) IoT Journal'에 게재됐다. 연구팀은 기술을 이용해 송수신기·안테나·저주파 모뎀·대역폭 확장 기술 등 핵심 요소에 대해 국내외 특허 출원을 완료했다.

연구를 이끈 조인귀 ETRI 전파원천연구실 책임연구원은 “생활 무전기도 닿지 않는 지하에서 통신에 성공한 만큼, 광산 사고 시 구조 활동의 통신 단절 가능성을 크게 줄일 수 있는 기술이다”고 말했다.

박승근 ETRI 전파연구본부장도 “광산뿐 아니라 터널, 지하시설, 해양 굴착, 국방 등 극한 환경에 필요한 혁신 기술이다"며 "신뢰성 높은 통신 수단으로 다양한 산업 분야에 활용될 것이다”고 밝혔다.

https://m.dongascience.com/news.php?idx=75060

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