ETRI, 지하 광산 속 40m에서 무선통신 가능 기술 첫 개발

세계 최초 '지중 자기장 통신기술' 확보…크기 극소형화 성공
다양한 지하매설물 산업에 활용…안전관리 효과↑

국내 연구진이 지상통신에서 벗어나 지중에서도 무선통신이 가능한 기술을 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 1m 직경의 송신 안테나와 수㎝급 수신 안테나를 이용해 광산 지중 40m 거리에서 음성신호를 송·수신할 수 있는 ‘자기장 지중 통신 원천기술’을 세계 최초로 개발했다고 31일 밝혔다.

ETRI는 매질에 대한 자기장의 고유한 경계조건 특성을 이용해 새로운 통신시스템 기술을 확보, 안정적인 통신이 불가능 했던 광산에서 음성데이터를 성공적으로 전송했다.

연구진이 개발한 자기장 지중 통신 시스템은 기존 해외 연구진의 수십미터(m)급 송신 안테나를 1m의 안테나로 극소형화했고 수신 센서도 센티미터(㎝)급 자기유도 기반의 소형으로 구성했다.

이 송·수신 안테나는 통신 중계기(AP)와 같은 역할을 해 지상과 지중을 연결하는 기지국 역할을 기능을 한다.

이로써 지상의 송신기와 지중의 수신기가 설치되면 광산 내 구조요청자는 개인소유 단말기(핸드폰)로 송수신 안테나를 연결해 통신이 가능하다.

연구진은 통신시험을 통해 석회암 암반으로 구성된 광산 내 40m 거리에서 20㎑ 대역 반송파를 이용, 음성신호 전송수준인 4kbps급 데이터를 전송하는데 성공했다.

20㎑는 일반 무선통신에서 주로 활용하는 ㎒나 ㎓급이 아닌 대역폭이 아주 작은 저주파 대역으로 매질의 손실을 줄이면서 데이터를 보내야 하는 지중이나 수중에서의 안테나 크기 등에 맞는 주파수 대역이다.

또 연구진은 지중 통신에 이어 하천, 강 등 민물 지역에서도 수중 40m 통신에도 성공했다.

ETRI는 자기장 통신시스템을 통해 광산 매몰 같은 사고 시 광부와 구조팀 간 연결상태를 원활히 유지하면서 구조작업을 조율할 수 있다 설명했다.

ETRI 조인귀 전파원천연구실장은 “자기장 통신시스템으로 생활무전기로 통신이 불가능한 광산의 지중 상1단과 상2단 사이인 지점에서 통신시험이 성공적으로 수행했다”며 “지하 광산 붕괴사고로 인한 통신망의 중단 가능성을 크게 줄일 수 있을 것”이라고 강조했다.

이번 연구성에는 애드모텍㈜, ㈜두잇 등 민간기업이 참여해 개발시험을 함께 수행했다.

연구진은 해당 기술과 관련해 SCI 논문 10건, 국제특허 12건을 출원했고 다음달 중순 통신분야 우수 국제학술대회인 ‘20th IEEE SECON’에서 발표할 예정이다.

ETRI 박승근 전파연구본부장은 “광산산업을 넘어 향후 자기장 통신은 지하 가스관, 송유관, 지하 매설물 등 지하공동구 재난에 대응할 수 있을 것”이라면서 “복잡하고 예측할 수 없는 환경에서 신뢰할 수 있는 통신수단으로 활용이 예상된다”고 말했다.

[대전=뉴시스]