[IT과학칼럼] 버스와이파이 미래기술

평소 시내버스 이용자라면 무료 버스와이파이 서비스를 이용해본 경험이 있을 것이다. 누구에게나 매우 편리하고 고마운 통신 서비스인데 과연 어떻게 이런 서비스가 가능한가 호기심을 가져볼 만하다.

우선, 버스 안에서 잘 찾아보면 내 휴대용 기기가 접속할 공유기를 발견할 수 있는데 이 공유기는 버스노선 주변에 있는 통신사 기지국과 무선으로 연결을 하는 방식으로 인터넷 서비스를 제공한다.

2019년에 버스 공공와이파이 서비스가 시작됐고 와이파이 공유기와 기지국을 연결하는 방식이 4G LTE통신이었다. 더 나은 서비스 제공을 위해 2022년 일부 시범구간에서는 5G통신을 도입했다. 4G를 통한 연결일 때는 20Mbps 정도의 평균 속도를 제공하며 5G를 통한 연결일 때는 100Mbps 정도의 평균 속도를 제공한다. 이렇게 와이파이 속도가 빨라지면 버스에서 휴대전화로 소셜미디어, 게임, 동영상 등 서비스를 이용할 때 편리성이 높아지게 되므로 사용자는 당연히 5G를 통해 서비스가 제공되기를 바랄 것이고, 실제로 점차 그렇게 될 것으로 예상된다.

그렇다면 미래의 버스와이파이 서비스에 적용할 기술은 무엇일까? ETRI는 최근 5년여 기간에 국가 연구·개발(R&D)을 통해 더욱 빠르고 편리한 버스 와이파이 서비스를 위한 기술을 개발했다. 여러 도로환경에서 시험도 했다. 이 연구는 미래의 버스 공공와이파이 서비스를 위한 기술개발이라는 의미를 부여하고 있으며, 관련된 주요 연구활동을 소개한다.

더 빠른 버스와이파이를 위해서는 버스와 기지국을 연결하는 통신기술을 발전시킬 필요가 있다. 이를 위해 선택한 방식은 밀리미터파 주파수를 사용하는 5G통신이다. 밀리미터파를 사용하는 것은 상용 5G통신 서비스와 비교해 더 넓은 주파수 폭을 이용할 수 있는 장점을 활용해 통신속도를 높이려는 것이다. 상용 5G에서는 3.5GHz 주파수에서 100MHz 폭을 이용하는데 본 연구에서는 22GHz 주파수에서 600MHz 폭을 이용했다. 밀리미터파는 낮은 주파수와 비교할 때 활용 가능한 주파수 폭이 커질 수 있어 통신속도를 높일 수 있으나 커버리지 관점에서 문제점도 있다. 이런 단점을 보완하기 위해 빔포밍·빔스위칭기술을 개발했고 이를 버스와 기지국 간 통신 시스템에 적용했다. 개발 시스템을 시험용 버스에 적용해 기지국과 버스 간에 1.2Gbps 통신속도를 얻을 수 있었다. 버스 안에서는 시험용 휴대단말기가 갖는 한계로 이 속도를 다 얻지는 못했으나 개별 단말기에서의 와이파이 속도를 700Mbps까지 높일 수 있었다. 실제 이용되는 환경에서의 활용 가능성을 검증하기 위해서 개발된 시험 시스템을 이용해 대전의 시내 도로와 경기 여주의 고속도로, 최근에는 김포공항 순환도로에서 시연했다.

밀리미터파 주파수 기반의 5G기술을 적용하면 현재의 시범 서비스 대비 7배 빠른 와이파이 속도가 가능하고 이를 이용해 다양한 앱을 더 안정적으로 사용할 수 있을 것으로 보인다. 이러한 기술이 미래의 버스 와이파이 서비스에 이용되기를 희망하지만 무료 서비스인 버스 공공와이파이 서비스의 지속 가능성을 키울 수 있는 사업모델이 우선 발굴돼야 할 것이다. 따라서 먼저 안정적인 사업모델이 적용되고, 여기에 더해 버스 와이파이 체감품질에 대한 수요가 커지면 우리가 개발한 기술이 강력한 후보가 될 것이라는 점을 믿는다.

정희상 ETRI 6G무선액세스시스템연구실장

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