한국전자통신연구원(ETRI) 연구진이 그동안 불가능하다고 여겨졌던 지중 무선통신 기술을 세계 최초로 구현했다. 이 성과는 광산 붕괴나 지하 매설물 사고 등 재난 현장에서 매몰자와 구조팀 간 통신이 가능해지면서 구조 효율을 크게 높일 수 있는 기술로 평가된다. 또한 군사 작전, 지하 시설 안전 관리 등 다양한 분야에도 활용 가능성이 주목된다.
ETRI는 직경 1m 규모의 송신 안테나와 수 cm급 수신 안테나를 이용해 광산 지하 100m 거리에서 음성 신호를 주고받는 데 성공했다고 밝혔다. 이른바 ‘자기장 지중 통신 원천기술’을 개발해 음성이 통하는 새로운 지하 무선 채널을 개척한 것이다. 기존 기술로는 신호 감쇠가 심한 지하 공간에서 통신이 불가능했지만, 연구팀은 저주파 자기장의 안정적인 전달 특성에 주목해 이를 극복했다.
실험은 특히 석회암 암반 환경, 즉 전파 감쇠가 극심해 기존 무선 통신이 전혀 닿지 않는 조건에서 진행됐다. 연구진은 약 15kHz의 저주파 대역에서 2~4kbps의 데이터 속도로 음성 통신이 가능한 시스템을 구축했으며, 지상 광산 입구와 지하 5단 구간(직선거리 100m) 사이에서 양방향 통신에 성공했다. 이는 해외 연구에서 수십 미터 수준에 머물던 실험 거리보다 훨씬 앞선 세계 최초의 결과다.
ETRI는 이번 기술이 광산 붕괴 등 지하 재난 시 매몰자 생존 여부 확인 및 구조작업 지원뿐 아니라 가스관·송유관 같은 지하 기반시설 관리, 국방 분야의 지하 벙커 통신 등에도 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 내다봤다. 현재 스마트폰 등 개인용 단말과 연계한 기술 확장 연구도 추진 중이며, 지상과 지중을 연결하는 중계(AP) 기능을 수행하는 방안도 검토하고 있다.
이 기술은 통신 분야 국제 학술지 IEEE IoT Journal에 게재됐으며, 송수신기·안테나·저주파 모뎀·대역폭 확장 등 핵심 요소에 대해 국내외 특허 출원을 완료했다. 또 SCI 논문 12편, 국제학술대회 발표 2건, 국제 특허 8건, 기술이전 사례 등을 확보했다.
조인귀 책임연구원은 “생활 무전기도 닿지 않는 지하에서 통신에 성공한 만큼, 광산 사고 시 구조 통신 단절 가능성을 크게 줄일 수 있다”고 설명했다. 박승근 전파연구본부장은 “이번 기술은 터널, 해양 굴착, 국방 등 극한 환경에서 신뢰성 높은 통신 수단으로 활약할 것”이라고 밝혔다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원(IITP)의 ETRI 연구개발지원사업 ‘[전문연구실] 10pT급 미소자계 기반 중장거리 자기장 통신기술’ 과제로 수행됐으며, (주)에드모텍과 (주)두잇이 협력에 참여했다.
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