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임춘식
csyim@etri.re.kr
75년 한국항공대학 통신공학과 졸업
86년 한국항공대학 대학원 전자공학과 석사
92년 일본 요코하마국립대학 전자정보공학과 박사
78∼80년 국방과학연구소(ADD)
현재 한국전자통신연구원 ITS시스템 연구개발팀장
◇개요=지능형 첨단교통시스템(ITS:Intelligent Transport System)의 기본개념은 막대한 물류비용이 손실되는 복잡한 교통문제를 해결하기 위해 차량에 무선이동통신기술과 도로 매체간 진보된 정보통신기술을 접목하는 새로운 개념의 도로교통 체계다.
우리나라도 90년대 이후 가속화된 자동차의 대중화가 이어지며 차량 증가에 따른 도로의 확장과 신설에만 의존해오던 기존의 틀을 벗어나 도로교통 정보를 신속히 수집하고 교통 이용자에게 실시간으로 분배함으로써 효율적인 교통관리가 가능한 지능형 교통시스템을 도입하기 시작했다.
ITS 연구는 정보·통신·센서·제어기술 등을 복합적으로 이용해 교통지체·도로환경·차량탑재 등의 관련정보를 실시간 또는 보조적인 정보유통을 가능하게 하는 것부터 시작돼 최적경로유도 등 차량항법이나 안전운전지원시스템·자동운전시스템 등 차세대 정보제공 매체로 인정받으며 새로운 서비스 분야로 자리를 굳혀가고 있다.
ITS서비스를 위해 필수적으로 필요한 우리나라의 전용 단거리 무선통신기술은 통신반경이 수 미터에서 수백 미터인 도로변 기지국장치와 이 통신영역을 통과하는 차량 탑재장치들 사이에서 점대점(point to point) 또는 점대다점(point to multipoint) 양방향의 고속통신 기술이다. 공중 무선 통신망과 달리 도로상에서 고속 주행중인 차량을 대상으로 노변에 비교적 간단하게 기지국 시스템을 설치하고 저가의 통신단말기를 사용자에게 값싸게 서비스를 제공할 수 있는 장점을 가지고 있을 뿐만 아니라 적은 비용으로 교통정보를 수집, 인적 및 물적 자원의 원활한 유통을 가능케 한다.
그러나 최근 정보통신분야의 거대 산업 중 하나로 인터넷서비스 산업과 차량 탑재용 모바일 무선데이터 산업이 차량과 접목된 이동 무선데이터 통신 및 사회 기반의 획기적인 산업으로 발전될 전망이다.
이에 따라 고도화된 정보화사회에서는 정보통신 네트워크상에서 새로운 인간관계가 형성될 것으로 예측되며 정보통신 네트워크를 통해 단순한 교통정보 서비스에서 다양한 생활양식이 도입되는 새로운 패러다임으로 점차 발전되고 있다. 그림1 참조
◇ITS 요소기술 =현재 ITS서비스에 적용되는 대표적인 단거리 무선패킷 데이터 통신기술은 그 용도에 따라 비컨(beacon) 방식과 DSRC(Dedicated Short Range Communication) 통신방식, PCS와 같은 셀룰러 통신방식으로 구분할 수 있다. 그림2 참조
ITS에 활용되는 통신기술 발전추세와 기술현황에 대해 알아본다.
△비컨·태그기술=비컨 통신방식은 노변 기지국과 차량 단말기간 단방향 서비스(기지국→단말기, 단말기→기지국)를 위주로 하는 저속(10Kbps 이하) 통신시스템으로 프로브카(probe car)와 노변 기지국간 통신을 통해 프로브카의 현재 위치와 자동차 속도, 접속시간을 센터로 보내 시간별 도로에 대한 교통정보를 얻을 수 있다.
센터에서는 프로브카의 위치를 파악할수 있을 뿐만 아니라 시간별·도로별로 도로 교통상태를 파악할 수 있으므로 교통방송과 관리에 쉽게 활용이 가능하다.
비컨 통신은 차량 단말기와 노변 기지국간 무선데이터 통신을 함에 있어 통신 셀 크기는 500m 이내이고, 주파수 대역은 200㎒ 대역을 사용하며, 최대 데이터 전송속도가 10Kbps 이하인 무선통신방식을 말한다.
이 통신방식은 차량 단말기와 노변 기지국간 양방향 통신이 가능하나 여러 개의 차량 단말기와 다중접속이 지원되지 않으므로 셀 내에서 2개 이상의 단말기가 동시에 무선 채널을 액세스할 때는 링크 셋업이 안되는 단점이 있다.
비컨 통신방식은 제한적인 양방향 통신이 가능하며 현재 응용중인 시스템은 적외선 레이저, 마이크로웨이브 등 다양한 시스템이 있다.
△DSRC 패킷통신기술 =DSRC 방식은 크게 수동형 DSRC 방식과 능동형 DSRC 방식으로 분류된다.
현재 나와있는 대표적인 수동형 DSRC 통신방식은 차량 단말기와 노변 기지국의 통신 셀 크기가 10m 이내이고, 주파수 대역은 5.8㎓ 대역을 사용하며, 최대 데이터 전송속도는 하향링크 500Kbps, 상향링크 250Kbps다.
이 통신방식은 차량 단말기와 노변 기지국간 여러 개의 차량 단말기와 다중접속이 지원되지만 상향 링크 구성시 기지국의 CW(지속파)를 제공받아야 하므로 반이중 통신이 이루어지며, CW(지속파) 전력으로 인해 주파수 재사용을 위한 노변 기지국간 거리가 260m 이상이 되어야 한다. 이 방식은 셀 크기가 10m 이내로 ITS서비스의 제약이 되는 단점이 있다.
반면 능동방식의 DSRC 통신방식은 차량 단말기와 노변 기지국간 무선데이터 통신을 함에 있어 통신 셀 크기는 수 미터에서 수백 미터이고, 주파수 대역은 5.8㎓ 대역을 사용하며, 데이터 전송속도는 양방향 링크가 1Mbps 이상인 무선패킷 통신방식이다. 이 통신방식은 한 대의 노변 기지국이 여러 대의 차량 단말기와 다중접속을 지원하며, 주파수 재사용을 위한 노변 기지국간 거리가 최소 60m 이상으로 수동방식에 비해 셀 크기가 크고 주파수 재사용 특성이 우수한 장점이 있다. 표참조
△GPS와 무선데이타 응용기술 =GPS수신기를 사용해 차량 단말기의 위치정보와 시간정보를 무선데이터로 알아내 목적지까지 최단 거리를 분석, 운전자에게 운행정보를 실시간으로 제공해준다. 이 시스템은 GPS를 사용하기 때문에 대도시의 빌딩 숲에 들어가면 위치 오차가 100m 정도 발생할 수 있으므로 정확도가 떨어질 수 있다.
△셀룰러·PCS통신=셀룰러 통신은 차량 운전자에게 이동시에도 음성서비스를 제공하기 위한 개념으로 발전된 서킷 통신방식이다. 차량 단말기와 기지국간 무선링크는 900㎒ 대역을 사용해 양방향 통신이 가능하며 최대 음성 데이터 전송속도는 10Kbps 이하이고, 셀 크기는 10∼20㎞ 정도다. PCS 통신방식은 1.8㎓ 대역을 사용하며, 유선에서의 음질을 지원하기 위한 음성 데이터 전송속도는 13Kbps, 셀 크기는 1㎞ 정도다.
◇ITS 기술발전 전망=ITS 정보통신시스템은 교통문제의 해결책을 제시해줄 뿐만 아니라 일상생활의 상당부분을 차지하는 자동차 내에서도 외부와의 정보 송수신이 차단되는 일 없이 다양한 정보를 액세스해 차내 공간에서 비즈니스나 여가선용이 가능해야 한다.
지금까지 단순 이동수단이었던 자동차를 첨단 정보통신기술과 도로에 접목시킴으로써 이용자의 공간이동 등에 따라 ‘움직이는 사무실(Mobile Office)’로 변신시키는 도로정보화와 함께 정보통신환경이 크게 변화하기 때문에 이용자의 위치 등에 대응한 통신수단의 선택이 필요하다.
이에 따라 공급자측면에서는 제한된 차량내 공간에서 다양한 서비스를 통합적으로 제공하려면 차량내 셋톱박스 형태로 단순하고 고기능화된 서비스 기술들이 접목된 통합단말기로 나타나게 될 것이다. 그림3 참조
그러기 위해서는 사용자측면에서 이동 중 어느 액세스망을 사용할 것인가의 선택이나 전환이 가능해야 한다. 각종 ITS서비스를 제공하고 정보를 효율적으로 분배할 수 있는 모바일 오피스 에이전트 기술과 밀리미터파대 차량간 센서기술 및 다이내믹 무선 존 제어기술, 차량과 도로 또는 차량간 네트워킹 제어기술, DSRC·ADSRC 기반 모바일 IP 계층 구현기술, 서비스 포워딩 제어기술, 모바일 인터넷 제어기술, 고속 핸드-오프기술 등이 차세대 ITS 도로정보화를 위한 핵심 기반기술들은 새로운 사회적 인프라의 변화와 요구에 부응한 ITS 핵심요소기술들이 지속적으로 변형 발전될 전망이다.
◇맺음말=정보통신의 발달로 방송과 통신의 융합에 대해서도 학계나 산업계에서는 이미 자연스럽게 융합되고 있으며, 현재는 서로 다른 서비스간의 대융합도 새삼스러운 일들이 아닌 것처럼 변해버렸다.
그러면 정보통신과 도로의 관계는 어떤가. 현재의 발전상으로 보아 고도화된 정보사회에서는 네트워크 신조류 속에 정보통신과 도로라는 상호간의 서로 다른 네트워크를 통해 다양한 생활양식이 도입되는 사회 실현은 자연스러운 현상이다.
아마도 그것은 고도화된 정보사회를 이끌어나가기 위한 사회학자들의 수단과 정보통신의 발전이 크게 작용됐으리라 믿고 있다. 그 가운데 지능형 교통시스템은 진보된 정보통신 기술을 이용해 정보통신과 도로 네트워크상에서 새로운 관계를 만들었다.
따라서 ITS 정보통신시스템은 교통문제의 해결책을 제시해줄 뿐만 아니라 일상생활의 상당부분을 차지하는 자동차 내에서도 외부와의 정보 송수신이 차단되는 일 없이 다양한 정보를 액세스해 차내 공간에서도 비즈니스나 여가선용이 가능케 돼 여유 있고 질 높은 국민생활을 가져올 것이라는 기대감으로 활용성이 높게 평가되고 있다.
ITS서비스가 단순한 도로교통정보 수집 및 운전자에게 보조적인 수단으로만 제시해주는 것이 아니라 일반 탑승자들에게도 일상생활의 상당부분을 차지하는 자동차 공간내에서 보다 쾌적하고 향상된 운전환경을 제공함으로써 국민생활의 질을 높여줄 것으로 예측하고 있다.
이에 따라 단순 이동수단이었던 자동차를 지능화된 고도의 정보통신기술과 도로를 접목시킴으로써 ‘움직이는 사무실’로 변신시키는 카멀티미디어화 준비로 ITS 도로정보화 서비스에 대비해야 하겠다.
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