[기고] 드론 산업 활성화 방안
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[기고] 드론 산업 활성화 방안
  • 석주원 기자
  • 승인 2021.04.27 15:01
  • 댓글 0
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관련 기술 국제 표준화 작업 필요

[글=박세환 Ph.D.]
      ㈜기술법인 엔펌(ENF) 전문위원(Chief Consultant)
      한국산업기술진흥협회-ReSEAT프로그램 전문위원
      한국CCTV연구소(KCI) 영상보안CCTV산업발전연구회 회장
      용인시정연구원 비상임연구위원
      한국과학창의재단 전문가형과학기술분야진로컨설턴트
      국가과학기술인력개발원 멘토링사업 멘토

드론(Drone)을 활용한 전파 측정 기술 등을 포괄적으로 포함한 드론의 사용 주파수 기술 기준 관련 연구는 미사용 영역 주파수 대역의 전파 특성을 규명하고, 지상 터미널과 공중 터미널 간 전파 통신 두절이 발생하지 않도록 전파 이용 기반을 조성하는 효과가 있다. 특히 미개척 분야의 전파 이용 및 응용 기술 발굴을 통해 미래 드론 산업의 선제적인 대응 효과를 기대할 수 있다.

드론의 전파 도달 거리는 활동 반경과 비례하여 클수록 다양한 산업 분야에 활용할 수 있는 장점이 있다. 그러나 활동 반경이 지나치게 커지면 운용자의 시야를 벗어나게 되어 제어가 불가능해져 그 위험성도 증가될 수 있다.

아울러 지상 식별 장치를 통해 불법 운용자 확인을 위한 탐색 범위도 넓어지기 때문에 드론의 전파 도달 거리는 매우 중요한 요소다. 이는 드론의 주파수에 따라 결정되는 것으로 ITU(International Telecommunication Union, 국제전기통신연합) 전파 규칙에 따라 무선국 허가를 받아 운영할 수 있는 무인항공기급(150kg 초과 항공관제 대상 드론) 제어를 위한 주파수가 분배되어 있다. 국내에서 드론 통신용으로 사용 가능한 주파수는 원격 조정 완구류 등의 무선 조정용, 데이터 및 영상 전송용 등이 있다.

그러나 데이터 전송용의 경우 데이터 전송량, 주파수 대역폭 및 출력 등이 상용 드론의 요구 조건을 만족하지 못하고 있어 주로 사용되는 주파수는 넓은 대역폭과 출력이 보장되는 2.4㎓, 5㎓ 대역이다. 통신 모듈 제조사에서도 시장성이 충분히 확보되는 2.4㎓, 5㎓ 대역의 제품을 만드는 것이 효율적이라고 판단하고 있다.

 

드론 기술의 표준화 동향

국내에서는 TTA(한국정보통신기술협회)를 중심으로 드론 기술의 표준화가 단계적으로 진행되고 있다. 드론 기술 관련 중기(2018년~2022년) 단계적 표준화 목표를 간단히 요약하면 다음과 같다.

• 2018년경까지
-국제 표준화를 위한 전문 인력 양성
-국제표준화기구 의장단 확보
-표준화 기술 동향 파악 및 핵심 기술과 IPR 확보 등

• 2020년경까지
-국제 표준화에 적합한 표준 기반 기술 개발
-시제품 제작 및 기술 검증, 표준 기반 서비스 추진 등

• 2022년경까지
-확보된 핵심 IPR과 서비스 경험을 바탕으로 국제 표준화 추진 선도
-관련 서비스 활성화와 세계 시장으로 확산 

앞서 제시한 드론 기술 관련 단계적 표준화 목표를 구현하기 위한 국내 핵심 기술 표준화 항목은 드론 제어(지세 및 고도 등) 및 임무(데이터 및 영상 전송 등) 기술, 드론을 이용한 ICT 보안 기술, 드론을 이용한 교통 관리(UTM) 기술, 드론 탐지 및 회피 기술 등을 들 수 있다. 이러한 핵심 기술을 통해 다음과 같은 매우 다양하고 가치 있는 고품질 서비스를 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

• IP 패킷 기반의 이동 위성 통신 표준에 적용된 핵심 기술을 접목하여 긴급 재난망, 위성 자산 추적을 위한 개인 휴대 위성 통신 서비스

• 위성 IP(Sat>IP) 기술 및 Sat-IoT 지원 저전력 위성 전송 기술을 이용한 국내 광대역 위성 통신 서비스

• 화재, 홍수, 지진, 해일 등 재난 상황과 관련 분야의 신시장(산림·사막·군용 통신 등) 개척을 통한 심우주 통신 서비스

• GPS 전파 교란 신호 검출 기술, 드론을 이용한 미래형 위성 항법 서비스, 한국형 통신 방송 위성 및 신규 위성망 운용을 위한 위성/무인기 주파

 

국내외 드론 기술 표준화 전략

국내 드론 관련 표준 개발은 다양한 국제기구와의 협력을 통해 TTA와 국립전파연구원(RRA)을 중심으로 수행되고 있다. 드론 관련 국내 및 국제 표준화 활동 체계를 정리하면 [표 1]과 같다.

TTA는 국제무인기포럼의 무인기 국내 산업계 표준을 참조해 표준화 전략 방향에 따라 특수통신PG(PG903), 응용 보안 및 평가 인증 PG(PG504)을 통한 단체 표준 개발을 위한 ‘표준화 전략 맵’을 제시하고, RRA는 국제표준대응위원회 ITU-R SG5 연구반의 국제 표준 개발을 위해 ITU-R 대응 및 국제 표준화 추진을 위한 전략 방향을 연구하고 있다.

국제 표준화 동향을 살펴보면 드론 기술 시장과 관련된 핵심 기술(중점 표준화 항목)별 표준화를 추진하기 위해 다음과 같은 국제표준화기구들이 협업하고 있다.

• 드론 제어(지세 및 고도 등) 및 임무(데이터 및 영상 전송 등) 기술: ITU-R SG5, ISO TC20 SC16, ICAO, RTCA, EUROCAE

• 드론 탐지 및 회피 기술: ITU-R SG5, ICAO, RTCA, EUROCAE

• 드론을 이용한 ICT 보안 기술: ITU-T SG17, JTC1 SC17, TCG

• 드론을 이용한 교통 관리(UTM) 기술: ICAO, JARUS, EUROCAE, Global UTM Associatio

ISO에서는 2015년 6월 항공 우주 비행체 관련 기술 위원회인 TC20(Aircraft and Space Vehicles) 산하에 무인항공기 체계 분과 위원회인 SC20(Unmanned Aircraft Systems)을 설립해 드론 관련 표준 개발에 주력하고 있다. 특히 2019년 8차 회의에서 SC16(무인항공기 체계 분과 위원회)에서는 UAS의 감항 능력 등의 테스트 및 평가 표준항목 개발 관련 작업반을 신설해 총 5개의 작업반(WG: Working Group)을 운영하고 있다. 이를 통해 드론 기술 관련 국제 표준화 작업을 주도하고 있다.

드론 관련 기술 표준화를 통해 다양한 대역 및 용도의 위성 방송 통신 주파수 확보에 필요한 스펙트럼 분야 표준 기반 기술을 확보해 국제 사회에서 국내 제품의 기술 수출 활성화 가능성을 증대시키는 효과를 기대하고 있다. 아울러 국제기구(ITU-R, APG, AWG 등)의 의장단 진출을 통해 IPR과 연계된 표준 특허를 확보해 개발 제품의 국제 경쟁력을 강화시킬 수 있을 것이다.

특히, 국내 기술의 국제 표준화로 표준 기반 관련 부품 및 장비 개발을 통해 조기 상용화와 세계 시장 선점 효과를 기대할 수 있다. 궁극적으로는 드론 기반 긴급 재난 통신 안전성을 확보해 전 국민을 대상으로 고도의 방송 통신 서비스를 제공해 지역 간 정보 격차 해소 및 국민 행복 증진을 기대할 수 있을 것이다. 나아가 ‘항공업무용 무선설비의 기술 기준’ 개정을 통해 국내 드론 산업 생태계의 성장 기반을 조성하고 관련 시장 활성화를 통해 드론 관련 국제 표준화를 주도할 수 있는 계기가 될 것으로 기대하고 있다.

 

드론 주파수 기술 기준

한국 정부는 전술한 ‘항공업무용 무선설비의 기술 기준’ 개정을 통해 급속히 확산되고 있는 소형 드론용 주파수 수요에 부응하고, 안전 운항을 지원함으로써 관련 산업 활성화를 도모하고 있다. 2015년 12월 31일에 개정된 내용을 살펴보면 다음과 같다.

• 주파수 관련
-드론의 지상 제어 전용 주파수(5030~5091㎒) 분배를 통해 전파 혼신으로 인한 드론의 사고 위험(추락, 충돌 등)을 최소화
-보다 안정적인 드론 운용 환경을 제공할 수 있는 계기를 마련

• 출력 관련
-드론의 출력을 최대 10W까지 운용(기존 비면허 대역 드론의 출력은 10mW 수준)이 가능토록해 운용 범위를 대폭 확장
-다양한 분야에서 폭넓게 활용할 수 있는 계기를 마련

드론의 제어 및 임무 수행에 주로 사용되는 주파수는 넓은 대역폭과 출력이 보장되는 ISM 대역(2.4㎓, 5㎓)이 주로 이용되고 있다. ISM 대역은 ITU가 무선 통신 외에 산업, 과학, 의료 분야에 고주파 에너지원으로 사용하기 위해 지정한 주파수 대역을 의미한다. 아울러 드론의 무선 설비는 Wi-Fi나 블루투스를 사용하고 있기 때문에 기존 무선 데이터 통신용 무선 설비 등의 기술 기준을 따른다.

중요한 점은 드론 주파수로 인해 다른 무선국에 유해한 혼신을 주지 않아야 하며, 다른 무선국에 의한 혼신으로부터 보호받을 수 있어야 한다는 것이다. 각 국가별로 전파 환경 등에 따라 기술 기준을 달리 운용하고 있으며, 요구되는 파라미터도 다소 상이하다. 한국은 ISM 용도로 분배된 대역이 아니기 때문에 433㎒나 900㎒ 주파수를 ISM 용도로 사용할 수 없고, ISM 대역에서 별도의 주파수 용도를 지정해 사용하고 있으며, 유럽은 ISM 대역 중 433㎒ 대역, 북남미 지역은 900㎒ 대역에서 면허 없이 사용가능한 드론 통신 모듈을 장착해 활용하고 있다.

주요국의 드론 주파수 기술 기준을 정리하면 [표 2]와 같다. 드론 주파수 기술 기준은 한국과 미국의 경우 안테나 공급 전력과 안테나 이득을 기준으로 삼고 있으며, 유럽은 공간상의 전력인 복사 전력을 기준으로 삼고 있다는 것이 특징이다.

 

드론 주파수 기술 연구의 전망

국내 드론 주파수 기술 기준 관련 연구는 아직 초기 단계에 있어 단기간에 연구 성과를 달성하는 데는 어려움이 예상된다. 그러나 드론 기술 및 활용 분야가 빠르게 확산되고 있어 다양한 신기술 및 기반 기술 연구가 절실한 상황이다. 특히 4차 산업혁명과 지능정보화 사회 도래에 따른 새로운 전파 이용 수요를 반영할 수 있는 미래지향적인 전파 이용 기술 연구가 필요하다.

아울러 드론의 급속한 상용화에 따라 지상에 드론 무선국이 증가할수록 많은 양의 송신 에너지가 공간에 방출되는 바 이에 대한 운영 안정성 우려를 해소할 수 있는 연구도 필요하다.

• 지상 터미널 및 다른 무인항공기 간 전파 경로 손실 분석 연구 및 최적의 전파 환경 설계 방안이 필요하다.

• 지상 및 상공에서도 6㎓이상 주파수 측정이 가능한 밀리미터파 측정 장비(안테나, 신호발생기, 신호증폭기, 신호분석기 등) 보강 등 전파 자원 개발 방안이 필요하다.

• 고정 지점과 이동 지점의 ㎓ 대역 측정 데이터에 시간, 장소, 목적 등을 추가 정비하는 데이터표준화 방안이 필요하다.

• 밀리미터파 신기술별 주요 연구 동향 조사/분석을 통해 연구 로드맵을 수립해 미래 전파 연구 방향성 제시 방안이 필요하다

드론 산업 활성화와 시장 창출을 위한 기술 표준화는 ISO 표준의 경우, 한국 대표가 드론 식별 관련 표준화를 위해 활발히 활동하고 있어 표준안 승인 절차와 설득 과정 등을 거쳐 가까운 기간 내에 표준 지재권을 확보할 수 있을 것임을 시사하고 있다. 이에 드론 관련 전후방 기술 분야의 국제 표준화 진행 방향을 면밀히 모니터링 해 국제 표준을 선점함으로써 국내 드론 산업의 활성화를 위해 산학연관의 공동 노력이 필요하다.



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