KETI(전자부품연구원) 이규복 공학박사
유비쿼터스 환경을 뜻하는 U-CITY나 U-PARK와 같은 단어가 명사화되고 있다. 유비쿼터스란 물이나 공기처럼 시공을 초월해 '언제 어디서나 존재한다'는 뜻의 라틴어이다. 사용자가 컴퓨터나 네트워크를 의식하지 않고 장소에 상관없이 자유롭게 네트워크에 접속할 수 있는 환경을 말한다. 유비쿼터스 환경을 만들기 위해서는 무선 네트워크가 구축되어야 함을 의미한다.
무선영상감시 시스템은 무엇인가?
U-CITY의 수면화, 무선영상감시 시스템이 큰 몫 해내다
U-CITY 환경을 구현하기 위해서 CCTV 네트워크가 중요한 역할을 하고 있다. 이는 범죄 및 재해 예방 뿐 아니라 사건 발생 시 즉각적인 대체활동을 취할 수 있는 서비스를 제공한다. 또한 CCTV네트워크로 원격화상 응급 의료 체제를 구축하여 구급 현장 상황의 화상정보를 의사에게 전송하여 구급 서비스를 제공받기도 한다.
CCTV는 많은 장소에서 다양한 역할을 수행하기 위해 설치 되고 있다. CCTV는 보안을 위한 설치 뿐 아니라 도시관리, 교통, 복지, 교육 및 문화 등의 영역에서 서비스 된다. 하지만 일반적인 유선 CCTV 네트워크를 구축 할 때 CCTV 카메라 선로 설치 작업에 따른 시간 및 비용의 문제가 발생한다.
시간과 비용은 둘째 치더라도 공간의 제약에 따라 CCTV 카메라 설치가 불가능 한 경우도 있다. 이에 케이블 설치나 매설 작업 없이 원하는 장소에 자유롭게 장비 설치를 할 수 있는 무선 네트워크 인프라를 이용하여 무선 CCTV로 표현되는 무선 영상감시기술이 발달하고 있다.
한편 무선 영상감시 솔루션을 활용하면 CCTV 카메라가 촬영한 영상을 유무선 네트워크를 통해 경찰이나 소방방재청 등이 자유롭게 자료를 공유 할 수 있다. 움직이는 경찰차 안에 이동식 무선 영상 카메라를 장착하여 차량 내부에서 경찰들은 현장에 설치되어 있는 CCTV 카메라가 전송하는 영상 및 음성 데이터를 실시간으로 전송 받으며 순찰 업무도 가능하다.
이와 같은 무선 영상감시 솔루션은 기존의 무선 통신망을 활용하고, 무선 광대역(Wireless Broadband)네트워크가 잘 발달되어 있는 우리나라에서 빠른 발전을 보이고 있다.
왜 무선 영상감시 시스템을 이용하나?
다양한 무선 네트위크로 실시간 모니터링 가능
무선 네트워크를 이용한 무선 영상감시 시스템은 실시간 영상압축 기술인 MPEG-4를 이용하여 CCTV 카메라에 입력된 영상과 음성을 디지털 데이터로 변환하고 이를 TCP/IP 네트워크를 통해 전송하여 모니터링 한다.
무선 영상감시 시스템은 다양한 무선 네트워크에 쉽게 접속할 수 있으며 실시간으로 원거리에서 감시 지역을 모니터링 할 수 있다. 경찰차나 소방차와 같은 긴급 구조 서비스를 제공하는 곳에서는 실시간으로 모니터링이 가능하기 때문에 출동의 적시성이 확보되고 오보율을 최소화 하여 빈번한 출동 서비스를 줄일 수 있어 운영관리비가 적게 소요된다.
또한 무선 CCTV 영상을 컴퓨터나 PDA 및 휴대폰으로 전송 기술이 확대되어 어린 자녀 노인 환자 등의 안전을 위한 원격지 모니터링이 가능하다.
유선 못지 않은 효과
일반적인 유선 CCTV의 기본 구성은 영상을 촬영하는 카메라, 디스플레이, 카메라와 디스플레이를 연결시켜주는 케이블, 영상을 저장하는 저장매체로 크게 구분한다. 이와 비교해 무선 CCTV는 케이블 대신 무선 송수신기(AP)를 이용한다. 그 동안은 유선 CCTV의 사각지역에 무선 CCTV를 설치하며 보조적인 역할을 하였다.
그러나 무선기술의 발달로 유선 못지 않게 영상의 끊김 현상 없는 고화질 구현으로 안정화 단계를 넘어서 빠른 성장을 하고 있다. 특히 무엇보다 케이블 매설이나 구축작업 없이 AP와 Switch를 이용하기 때문에 시간이나 비용을 절약할 수 있다는 점이 매력적이다. 간단하게 표현하면 기존의 CCTV 카메라는 설치업체를 통해 구축을 하지만 무선 CCTV는 DIY(Do It Yourself)가 가능하다.
어떻게 구현되며 가능성 및 적용분야는
무선영상감시 기술은 CCTV 카메라를 이용한 일반 보안 뿐 아니라 화상카메라, 의료용 영상 전송, 119 구급차, 군보안, 캡슐내시경, 공장자동화 감시 및 로봇영상감시시스템에 이용된다. 다양한 분야에서 이동성과 편리성 그리고 저렴한 설치 비용 때문에 무선영상감시 기술을 선호하고 있다. 현재 영국이나 필리핀의 마닐라는 무선으로 도시를 감시하는 시스템을 상용화 하고 있다.
무선 CCTV 카메라는 세계 각 국마다 무선에 대한 규제가 엄격하다는 점이 한계로 작용하기도 한다. 이러한 규제로 발생 될 수 있는 문제가 전파형식승인 규격이 10mW의 소출력으로 제한되어 있다는 것이다. 10mW는 미세한 출력이기 때문에 전송 거리에 제약을 받기도 한다. 보안이나 치안 등에서 무선 CCTV를 확대한다는 측면에서는 국가에서 약간의 완화가 필요한 대목이다.
무선 CCTV 카메라의 경우 보통 2.4GHz 대역을 사용한다. 이 외에도 900MHz, 5.8GHz, 18GHz, 60GHz 주파수 대역이 있다. 무선으로 영상을 전송하기 위해서는 1채널 당 20MHz 이상의 대역이 필요하다. 이에 적합한 대역이 바로 2.4GHz다. 주파수 대역이 높을수록 고화질 전송이 가능하기 때문에 항공 우주나 방송의 3D영상을 보낼 때 외에는 ISM 밴드인 2.4GHz 대역을 사용한다.
최근 발사에 성공한 나로호의 이미지스캐너시스템에도 고 GHz 급의 무선영상감시 기술이 이용되었다. 주파수 대역별로 다양한 응용 분야를 가지고 있다.
무선영상감시 기술의 추세 및 현황
무선영상감시 시스템은 전세계적으로 급성장 하고 있다. 특히 보안(군사, 치안, 재난 구조용) 뿐 아니라 문화재나 살림 분야에서도 두각을 나타내고 있다. 과거 사례를 비추어 봤을 때 화재가 발생하거나 홍수나 낙뢰 등에 의해 유선이 손실 될 수 있기 때문에 이러한 곳에서 빠른 성장세를 보이고 있다.
현재 무선영상감시 기술력 및 제품들을 유럽과 미국의 업체가 장악하고 있다. 무선영상감시시스템은 모뎀이나 소프트웨어와 같은 데이터 처리 기술이 중요하다. 현재 우리나라는 대부분 모뎀을 수입하고 있다. 국내의 뛰어난 IT 기술과 칩셋이 결합하여 발전한다면 국외적으로도 큰 파급효과가 발생할 것이다. 반면 무선영상 중계 기술은 국내에서부터 시작하여 꾸준히 성장하고 있다.
올해 초 KETI는 디지털 기기들을 무선으로 연결하여 음성, 영상, 데이터 등을 자유롭게 주고받을 수 있는 바이너리 CDMA의 중요한 모뎀 칩셋을 개발하여 국산화 및 국제적인 표준화를 만들었다.
바이너리 CDMA 기술은 무선 CCTV, 이동형 무선 영상 전송기, 무선 제어기기 등 무선기술이 필요한 산업 분야 및 정보가전용 무선 네트워킹을 위한 홈네트워크 분야에도 적용이 가능한 근거리 무선 통신 기술이다. 각종 디지털기기간 무선 네트워크가 가능하고, 고화질(HDTV급) 영상의 무선 송수신이 가능한 모든 디지털기기의 무선네트워킹이 실현된 기술이다.
무선 인프라 환경은 이용하기 나름이다. 고정 또는 이동 중에 기지국대 기지국, 단말기대 단말기, 국지국대 단말 등 모든 노드가 통신 할 수 있는 다중경로를 가지는 메쉬형 토폴로지를 무선망에 도입한 기술인 무선메쉬 솔루션이 부상하고 있다. 메쉬는 옥외형 공간에서 AP와 AP간을 무선으로 연결하는 공중망 무선 랜 기술이다.
무선기술을 한 단계 업그레이드 시킨 무선메쉬 솔루션으로
보다 뛰어난 영상감시시스템을 구축한다
무선메쉬는 기존의 무선랜이나 블루투스, 지그비 등의 한계를 극복하기 위한 새로운 무선 네트워크 기술이다. 기존의 무선랜은 하나의 액세스 포인트를 중심으로 다수의 컴퓨터가 연결되어, 점대 점 또는 점대 다점 방식으로 네트워크를 구성한다.
그러나 메쉬 네트워크에서는 무선기능을 가진 디바이스들이 서로 통신함으로써 망의 신뢰도를 높이고, 적은 출력을 이용한 확장을 가능하게 한다. 컴퓨터와 인터넷을 통합 통합시스템과 방범 및 방재 뿐 아니라 홈네트워크 시스템과 연계되어 유비쿼터스 세상 실현에 큰 역할을 해내고 있다.
국내에서 다양한 유비쿼터스 프로젝트에 참여하여 무선메쉬 솔루션 구축하고 있는 파이어타이드와 브로드웨이브를 통해 무선메쉬를 통한 영상감시시스템에 대해 알아본다.
(다음은 아래의 파이어타이드와 브로드웨이브 인터뷰로 이어집니다)
참고 [1] 전자부품연구원 "무선CCTV동향"
<김현경 기자>
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