COLUMN

인공위성 연결시대

차 안에서 쓰는 항공기형 와이파이 서비스라고? 위성 인터넷 연결은 우리가 완전 자율주행에 한 걸음 다가가도록 도와줄 것이다

2020.11.19

NXTCOMM은 온도를 높여 효율을 조금 떨어뜨리는 매우 어두운 도장에 대해 경고하지만, 이 기술은 비금속 페인트에서도 정상 작동한다.

 

해외 출장을 다니면서 신호가 약한 와이파이 때문에 로딩 속도가 느리고 웹페이지가 더디게 뜨는 것을 한두 번 경험한 게 아니다. 그래서 혁명적이고 새로운 위성 안테나에 대해 알게 되었을 때 귀가 번쩍 뜨였다. 위성 안테나는 극지방을 제외한 지구 어디서나 비행기, 기차, 자동차 등 움직이는 모든 물체와의 강력한 유비쿼터스 데이터 전송을 보장하기 때문이다.

 

모든 교통수단에서 넷플릭스를 시청하면 정말 재미있을 것이다. 이뿐만 아니라 차내 위성 인터넷 연결은 오늘날 V2X(자동차 대 인프라) 무선통신을 위한 안전장치면서 완전 자율주행차의 현실화에 가까이 다가가는 데 도움을 줄 것이다.

 

자동차를 위한 위성 안테나는 새로운 것이 아니다. 2004년 2월, 우리는 거대하고 비싼 루프랙 장착형 기계장치를 달았는데도 다리 밑에서 TV를 수신하지 못하는 KVH 트랙비전 A5를 다룬 적 있다. 이 장치는 너무 크고 무거워 자동차 위에 얹는다는 건 사실상 불가능했다.

 

반도체를 이용해 전자식으로 작동되는 ‘위상배열(Phased Array)’도 있는데, 안테나를 움직이지 않고 빔의 방향이나 방사 패턴을 바꾸는 레이더 안테나 시스템이다. 이 시스템이 제공되는 비행기에서의 인터넷 연결은 자동차보다 낫다. 하지만 간격이 균일한 각각의 요소가 서로 간에 파괴적인 간섭을 일으킨다. 이를 보완하기 위해 더 많은 요소가 추가돼 비용과 전력 소비를 증가시키고, 결국 잔열이 발생한다. 잔열은 안테나의 효율, 유효 전송 속도, 확실성을 손상시킨다.

 

 

NXTCOMM은 국방부에서 만든 ‘분할된 조리개 기술’의 상업화를 시도하고 있다. 이 기술은 슈퍼컴퓨터를 활용해 개별 안테나 요소를 ‘파괴적인’이 아닌 ‘건설적인’ 간섭이 되도록 전략적으로 배치한다. 게다가 안테나 배열을 비행기 동체나 자동차 지붕 같은 곡면과도 일치시킨다. NXTCOMM 안테나는 약 6.4mm 두께의 큰 프린트 배선 보드이기 때문에 경쟁적인 접근 방식보다 형상 계수가 훨씬 더 효율적이다. 부품 수도 경쟁적인 위상배열 유닛보다 20~40% 적다. 또한 파괴적인 간섭 문제를 걱정할 필요 없이 전력 소비량도 절반 이상으로 줄어든다.

 

분할된 조리개 안테나는 300MHz에서 30GHz에 이르는 넓은 주파수 범위의 다양한 맞물림을 처리할 수 있다. 자동차 분야에서 NXTCOMM 안테나 한 개가 GPS, 위성 라디오, 무선통신, 위선 인터넷 및 비디오 등 여러 가지 기능을 담당할 수 있다는 것을 의미한다. 기능 대부분이 수신 전용이기 때문에 안테나 설계를 간소화할 수도 있다.

 

이 기술은 현재 자동차 제조사들이 쓰는 샤크핀 안테나(약 100달러)보다 많은 비용이 든다. 따라서 풍부하고 속도가 빠른(50~100mb/s) 서비스에 많은 비용을 지불할 용의가 있는 스포츠카와 럭셔리카 고객들에게 먼저 서비스를 제공할 예정이다. 그 이후부터는 규모의 경제가 안테나를 더욱 저렴하게 만들 것이다.

 

한편, 전 세계 위성 용량의 증가에 대응하려면 저궤도 위성이 필요하다. 현재 북미의 정지궤도 통신 인공위성(적도에서 3만5888km 높이에 위치) 집합체 대부분을 인텔SAT, SES, 휴스, 비아SAT가 운영하며 그중 비아SAT의 용량은 제한적이다. 따라서 제공업체들은 초기에 비싼 가격을 부과할 수밖에 없다. 아마도 현재 무선통신 데이터 사용요금보다 10배는 더 비쌀 거다. 반면 스페이스X는 인터넷 연결을 위한 1만2000개의 저궤도(400~885km) 위성 발사에 대한 승인을 받았으며 이 중 422개는 이미 발사됐다. 아마존과 텔레SAT도 비슷한 방식의 저궤도 위성들을 계획 중이다. 이렇게 늘어난 위성 용량은 서비스 비용 인하에 도움을 줄 것이다.

 

하지만 완전 자율주행은 V2V(자동차 대 자동차)나 V2X 통신에 어느 정도 의존해야 할 것이다. 미국처럼 크고 넓게 트인 나라에서 지상파 무선통신 타워와의 연결을 보장하는 예측 가능한 방법은 없다. 만약 자율주행차들을 연결하는 인공위성을 믿어야 한다면, 그 인공위성들은 이미 익숙해진 항공기형 와이파이 서비스보다 훨씬 잘 작동해야 할 것이다. NXTCOMM의 새로운 안테나는 그것을 약속한다.

 

 

 

 

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CREDIT

EDITOR : Frank Markus PHOTO : NXTCOMM

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