국내 연구진이 영국과 국제 공동연구를 통해 지하철에서 이동형 백홀 통신 기술로 증강현실(AR) 서비스를 시연하는 데 성공했다. 이로써 버스, 지하철 등 움직이는 환경에서도 고화질 영상 스트리밍 등 다양한 멀티미디어를 원활하게 즐기게 될 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 지난달 말, 지하철 8호선 잠실역~송파역 구간 지하철 내에서 초고주파 무선 백홀 시스템을 이용, 5G 서비스 시연에 성공했다고 10일 밝혔다. 이날 시연은 1.9Gbps급으로서 기존대비 30배 빠른 수준이다. AR 몰입형 멀티미디어 서비스를 190명이 동시에 이용할 수 있다.

현재 지하철에서 이동통신 사업자가 제공하는 무선랜 서비스의 평균 다운로드 속도는 58.50Mbps로 승객이 몰리는 출퇴근 시간에는 속도가 더욱 떨어진다. 이러한 통신 환경에서는 사용자들이 대용량 멀티미디어 서비스를 이용하기에는 한계가 있다.

연구진은 용도 미지정 주파수 대역(FACS) 밀리미터파 주파수를 활용, 인터넷에 연결하는『초고주파 기반 무선 백홀 시스템』을 보완, 개발하고 서울 지하철에 적용했다.

ETRI는 지하철 터널 내부 5개 구간에 기지국 시스템, 잠실역 통신실에 게이트웨이와 서버, 지하철 운전실에 단말 시스템을 설치, 통신 시연 환경을 만들었다.

시연 장소는 직진성이 강한 주파수 특성의 한계를 넘어 충분한 성능을 내는지 확인하기 위해 우리나라 지하철에서 가장 곡률(曲律)이 심한 8호선 잠실역~송파역 구간을 선정했다.

시연은 달리는 지하철 안에서 전송속도를 측정하고 송파역 승차장에서 몰입형 멀티미디어 서비스를 체험하는 형태로 진행했다. 특히, 이번 시연에는 광고 콘텐츠를 송출하여 사용자들이 맞춤형 콘텐츠를 수신하는 새로운 광고 서비스 모델이 적용됐다.

연구진은 최신형 운동화를 광고하는 사이니지 모니터를 활용, 스마트폰 앱과 AR 글래스를 연결, AR 기술로 신발을 신어보는 시연에 성공했다. 향후 광고시장에 큰 파급효과가 예상된다.

최신형 신발을 신어보는 AR 몰입형 멀티미디어 서비스 시연을 위해선 약 10Mbps 전송속도가 필요한데 ETRI는 기지국 시스템과 단말 간 최대 1.9Gbps 전송속도를 확인했다고 밝혔다.

연구진은 필요한 단말에 송신 신호를 집중해 보내는 빔포밍(Beam Forming) 기술과 지하철이 이동하면서 단말과 연결되는 기지국이 바뀌는 상황에서도 데이터가 손실되지 않고 자연스럽게 연결을 유지하는 핸드오버(Handover) 기술이 본 성과의 핵심이라고 밝혔다.

본 성과는 2018년 2월 개최된 제 3차 한·영 ICT 정책 포럼의 결과로 시작되어 2019년 4월부터 2년 간 국제 공동연구로 이뤄졌다. 한국에서는 초고주파 기반 지하철 무선백홀 시스템을 개발하고 영국에서는 5G 기반 몰입형 멀티미디어(AR) 서비스를 개발했다.

ETRI 김명준 원장은“이번 시연을 통해 지하철 등 상용 대중교통망에서 고속 무선랜 서비스를 제공할 수 있음을 확인했다. 본 기술을 발판으로 향후 국내 기업들이 해외로 진출할 수 있는 계기를 마련한 측면에서 큰 의미가 있다”고 말했다.

사이먼 스미스(Simon Smith) 주한영국대사도“한-영 국제공동연구로 개발된 5G 기술이 다음 달 영국에서도 실증 단계에 돌입할 예정이다. 향후 더 많은 기술교류로 해당 기술이 상용화되어 한국과 영국뿐 아니라 전 세계에 성공적으로 안착할 수 있기를 기대한다”고 밝혔다.

연구진은 나아가 다양한 철도환경에서도 고속 이동 백홀 네트워크를 적용할 수 있도록 추가 연구개발을 수행할 계획이다. 또한, 한영 간 포럼 등 국제연구 교류와 융합 연구를 이룰 접점을 찾는 노력 또한 지속할 예정이다.

본 성과는 과학기술정보통신부와 영국 디지털문화미디어체육부(DCMS)가 공동으로 추진하는 방송통신산업기술개발사업 내 한-영 국제 공동연구과제로 추진되었다.

우리나라는 ETRI가 본 연구를 주관하고 ㈜윌러스표준기술연구소, 단국대학교 산학협력단, ㈜클레버로직, 서울교통공사가 공동연구기관과 위탁연구기관으로 참여 중이다.

영국에서는 시스코(Cisco)가 주관하고 서브라임(Sublime), 앰플스팟(Amplespot), 스트래스클라이드(Strathclyde) 대학, 글래스고 시 의회(Glasgow city council) 등이 공동연구기관으로 참여하고 있다.