"광산 내 40m 무선통신 가능해진다"…ETRI '자기장 지중 통신기술' 개발

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 광산 내 40m 무선통신을 가능하게 할 기술을 세계 최초로 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 1m 직경의 송신 안테나와 수 cm급 수신 안테나를 이용해 광산 지중 40m 거리에서 음성신호를 송·수신할 수 있는 '자기장 지중 통신 원천기술'을 최초 개발했다고 31일 밝혔다.

광산은 복잡한 지하 환경 등 신호 감쇠로 무선통신이 불가능한 것으로 알려져 있다.

이에 ETRI는 매질에 대한 자기장의 고유한 경계조건 특성을 이용해 새로운 통신 시스템을 개발했다.

이는 기존 안정적인 통신이 불가능한 광산에서 음성데이터를 성공적으로 전송한 셈이다.

연구진이 개발한 자기장 지중 통신 시스템은 기존 해외 연구진의 수십 m급 송신 안테나를 1m의 안테나로 극소형화 했다.

이번 개발한 송·수신 안테나는 마치 통신 중계기(AP)와 같은 역할을 해 지상과 지중을 연결하는 기지국 역할을 한다.

연구진이 수행한 이번 통신 시험은 석회암 암반으로 구성된 광산 내 40m 거리에서 수행됐다.

그 결과 20kHz 대역 반송파를 이용해 음성신호 전송수준인 4kbps급 데이터를 전송했다.

특히 캄캄한 미로와 같은 구조로 마치 개미집처럼 복잡하고 여러 층으로 나눠져 있는 지하 광산에서 층간에서 40미터 직접 데이터 전송을 증명했다.

이 기술은 광산 붕괴는 물론 지하공동구와 같은 지하매설물에 화재나 재난 등 통신 불가 비상사태에서 본 기술은 신뢰할 수 있는 통신 수단을 제공할 것으로 예상된다.

연구진은 지중 통신뿐만 아니라 지난해에는 하천, 강 등 민물 지역에서도 수중 40미터 통신에 성공했다.

ETRI는 이번 핵심기술이 그동안 10년 넘게 연구개발을 통해 얻은 무선전력전송 원천기술이 있었기에 가능했다고 설명했다.

또 핵심 특허로는 송수신기와 관련 안테나, 모뎀, 대역폭확장전송 기술, 소형 자기장센서 등에 대해 특허출원을 완료했다.

조인귀 ETRI 전파원천연구실장은 “자기장 통신 시스템으로 생활 무전기로 통신이 불가능한 광산의 지중 상1단과 상2단 사이인 지점에서 성공적인 통신 시험이 이뤄졌다"며 "지하 광산 붕괴 사고로 인한 통신망의 중단 가능성을 크게 줄일 수 있을 것"이라고 말했다.

박승근 ETRI 전파연구본부장은 “광산 산업을 넘어 자기장 통신은 다양한 분야에 광범위한 영향을 미친다"며 "지하 건설, 터널링, 해양 굴착 등 복잡하고 예측할 수 없는 환경에서 신뢰할 수 있는 통신 수단으로 혁신적인 기술로 활용이 예상된다"고 했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 ETRI연구개발지원사업 ‘10pT급 미소자계기반 중장거리 자기장통신기술’과제의 결과물이다. ETRI는 애드모텍㈜, ㈜두잇 등과 협력해 개발 시험을 수행했다.

ETRI는 이 기술과 관련, SCI 논문 10건 및 국제특허출원 12건 실적을 확보하였고, 통신 분야 우수 국제학술대회인 '20th IEEE SECON'에서 논문을 발표한다.

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