지중통신

[2024 ETRI Technology Report 4]

우리가 일상에서 사용하는 무선 통신 기술은 대부분 공기를 매질로 하여 전파를 전달합니다. 하지만 수중이나 지중과 같은 극한 환경에서는 기존의 통신 방식이 제 역할을 하지 못한다는 치명적인 한계가 존재합니다. 특히 지중 깊은 곳에 위치한 광산이나 매설된 IoT 기기들을 제어하려 할 때, 신호가 매질을 통과하지 못해 통신 수단이 전무한 상황이 발생하곤 합니다. 전파원천연구실에서는 이러한 난제를 해결하기 위해 공기가 아닌 토양과 암반을 통과할 수 있는 자기장 통신 기술을 연구하며 기술적 돌파구를 찾고 있습니다. 지중 환경의 두꺼운 암반을 통과하기 위해서는 기존과는 전혀 다른 주파수 접근 방식이 필요합니다. 연구진은 매우 낮은 주파수를 활용하여 매질의 저항을 극복하고 있으며, 제한적인 대역폭 안에서도 전송 거리를 효율적으로 확장하기 위한 원천 기술 확보에 집중하고 있습니다. 기존에는 유선망을 복잡하게 구축하거나 중계기를 아주 조밀하게 설치해야만 지중 통신이 가능했지만, 자기장 통신 기술을 활용하면 별도의 중계기 없이도 지중 깊숙한 곳까지 직접 데이터를 전송할 수 있습니다. 현재 40m 거리의 실증을 마쳤으며 향후 100m까지 그 범위를 넓혀갈 예정입니다. 이 연구는 단순히 데이터를 주고받는 수준을 넘어 향후 음성 신호까지 실시간으로 전송할 수 있는 고도화된 단계로 나아가고 있습니다. 또한 단일 기기 간의 연결에 그치지 않고 여러 단말이 유기적으로 결합하는 네트워크 체계를 구축하여 산업 현장에서의 활용도를 극대화할 계획입니다. 이러한 전파 신기술은 국방이나 산업 안전 시스템 등 다양한 응용 분야에서 핵심적인 역할을 수행할 씨앗이 될 것입니다. 과거에는 통신이 불가능하다고 여겨졌던 영역을 개척함으로써 국가 R&D 역량을 강화하고 산업 전반에 혁신적인 변화를 불러올 것으로 기대됩니다.