땅속 암반에서 100m 자기장 무선 통신 세계 첫 성공

국내 연구진이 지하 암반 100m까지 무선으로 음성 데이터를 송수신하는데 성공했다. 100m는 세계 처음이다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 1m 크기 송신 안테나와 3~5cm 크기의 자기장 수신 센서를 이용해 광산 내 갱도 100m 거리에서 음성신호 송·수신이 가능한 '자기장 지중 통신 원천기술'을 세계 처음 개발했다고 13일 밝혔다. 연구진은 지중 통신이 사실상 불가능하다고 알려진 단양지역 석회암 암반 환경을 가진 광산에서 음성 데이터를 주고 받는데 성공했다. 시험에는 에드모텍과 두잇이 참여했다. 휴대폰이나 무전기는 통신 전파가 전기장이기 때문에 중계기가 없는 건물에만 들어가도 신호 손실을 막아주는 유전체 손실로 자주 끊긴다. 그러나 통신에 자기장을 쓴다면 건물 내부는 물론 땅속 암반에서도 통신이 가능하다. 자기장은 특히, 지중 매질에서 데이터를 안정적으로 전달하는 특성이 있다. 연구진이 이용한 주파수는 LTE 등 직진성만 좋은 기가급이 아니라 전파 손실이 상대적으로 적은 저주파 대역인 15kbps 주파수 대역에서 음성 전송이 가능한 2~4 kbps 통신속도로 구현했다. ETRI는 이와 관련 송수신기·안테나·저주파 모뎀·대역폭 확장 기술 등 핵심 요소에 대해 국제특허 8건을 출원했다. SCI(과학인용색인) 논문 12편 기고와 국제학술대회 발표 2건, 기술이전 성과가 있다. ETRI는 향후 스마트폰 등 개인 단말과 연계한 기술 확장을 추진할 계획이다. 연구결과는 통신 분야 국제 학술지(IEEE IoT Journal)에 게재됐다. 조인귀 전파원천연구실 책임연구원은 “생활 무전기도 닿지 않는 지하에서 통신에 성공한 만큼, 광산 사고 시 구조 활동의 통신 단절 가능성을 크게 줄일 수 있을 것"이라며 "우주 통신이 있듯, 땅속이나 물속 통신 영역을 새로 개척하는 것"이라고 의미를 부여했다. 박승근 전파연구본부장은 “광산뿐 아니라 터널, 지하시설, 해양 굴착, 국방 등 극한 환경에 필요한 혁신 기술"이라며 "신뢰성 높은 통신 수단으로 다양한 산업 분야에 활용될 것"으로 기대했다. 연구성과는 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원(IITP)의 ETRI 연구개발지원사업인 '[전문연구실] 10pT급 미소자계 기반 중장거리 자기장 통신기술' 과제의 일환으로 만들어졌다.