김관호
(예)육군 대령
한국군사문제연구원 ICT사업단 자문위원
개인공간서비스 협회 국방전문그룹 위원장
국방정보통신협회 연구소장



IT기술의 혁신은 어제의 운영개념을 순식간에 바꾸게 하는 힘을 발휘하고 있다.
현재 SPIDER체계의 노드와 노드를 연결, 대용량의 데이터를 전송하기 위해 산 정상에 설치, 운용하는 전술다중채널무전기인 TMR(Tactical Multichannel Radio)장비의 발전 속도는 우리의 상상을 초월하는 발전을 하고 있다. 변화의 속도를 계량적으로 표시하는 SWaP(Size, Weight and Power)면에서 장비의 특성을 비교해 보면 그 변화의 속도가 얼마나 빠른가를 한눈에 판단할 수 있다.



현재의 IT기술은 한국군에서 사용하는 AN/GRC-512장비와 비교 시 부피는 1/20, 무게는 1/4~1/5, 전송용량은 250배가 증가되었다.
TMR무전기를 외국에서는 가시선 (LOS : Line Of Sight)무전기라고 정의하는데 그 이유는 개통을 위해서는 양 단말 통신소는 가시선(LOS)가 확보되어야 하며 그림처럼 10Km 이격 시 1도의 편차는 174m의 오차가 발생, 약 40Km가 이격된 단말간의 개통을 위해서는 안테나 가시선을 확보하는 고도의 훈련이 요구되고 있다.
개통을 위해 양 단말 통신소간 가시선(LOS)이 확보되어야 하기 때문에 차량 탑재형 LOS(Line Of Sight)무전기는 그림처럼 높은 고지에서 운영되고 있으며, 한국군 LOS 장비 운용의 문제점은 중계소에서는 데이터를 사용할 수 없다는 것이다.

가시선(LOS)무전기의 세계적 추세
1. 장비의 소형화 : 통신환경에 설치 가능토록 전력소비가 적은 소형 장비 추구
2. 다양한 연동기능 제공 : 기존 및 상용장비와도 연동 가능한 S/W장비, 즉 FD, TD, MIMO, 4G LTE, Wi-Fi 등 다양한 망 구성장비
3. 효율적인 망 구성 : PTP(1:1), PMP(1:Multi) 및 OTM(이동간 통신)기능 구비
4. 대용량 : 시대적 요구에 맞는 전송용량 제공

세계 최고 성능 LOS 장비소개(미국 WIN-T 사례 중심)
미국은 Win-T 2단계 사업에 Ultra 사의 AN/GRC-245C를 2013년 9월에 채택 하였으며, 이 장비는 SDR체계의 장비로서 PTP(점대점), PMP(점대 다중점) 및 OTM운용이 가능한 모든 웨이브 폼을 지원하는 장비로 한 개의 장비로 3개의 독립된 장비가 운용되고, 각각의 장비에 연결되는 모든 데이터는 상호 공유함으로서 통신망 구성에 유연성을 제공할 수 있도록 설계되어있다.
ORION(AN/GRC-245C) 장비 특징
필자는 2년전에 직접 Ultra회사를 방문해서 경험과 지식축적을 통해 혁신적인 무전기를 만들고 있는 것을 확인하였고, 그 결과 세계에서 가장 우수한 소프트웨어무전기(SDR)인 ORION장비에 대한 세부 특징적인 내용을 소개하고자 한다.

■ 3개의 찬넬 제공
■ 최고전송속도 1Gbps
■ 상용LTE망 사용가능
■ 3/4, X, ISM 밴드사용
■ 군사규격 충족
■ 방수방진 규격만족
■ IP 통신망제공




•ORION장비 내부에는 3개의 다른 주파수를 사용하는 장비가 포함됨.
•밀집된 곳에서 주파수가 부족할때는 시분할(TD)방식 사용가능.
•주파수가 여유 있을때는 주파수분할(FD)방식 사용가능.
•단말, 중계소 구분없이 다양한 구조의 통신망을 구성할 수 있음.
•소프트웨어 무전기로서 다양한 Waveform을 지원.




• ORION장비는 타장비와 호환성이 매우높은 장비로 위에 모든 장비와 연동됨.
• 다양한 기능 제공하나 크기/무게/소비전력 면에서는 매우 작고, 경량이며 낮음.
•상용WiFi 사용가능으로 스마트폰과 같은 상용장비를 사용할 수 있음.
•단말, 중계소 구분없이 다양한 구조의 통신망을 구성할 수 있음.
•소프트웨어 무전기로서 다양한 Waveform을 지원.



• 기존의 무전기와 LOS무전기의 차이점은 RFU(Radio Frequency Unit)와 안테나간의 거리가 다르다는 점이다. 기존 무전기는 RFU와 안테나가 한 장비속에 있으나, 장거리용인 LOS무전기는 RFU와 안테나까지 거리가 길어 연결 RF케이블의 손실을 극복하기 위해 고출력이 필요하고, 장비 크기도 매우 커야 합니다.
• 그러나, 스위치를 비롯한 각종 소자기술 발달은 장비 크기와 무게를 감소시켰으며 MIMO(Multi In Multi Out)안테나 기술 발달은 저출력으로 장거리 송신이 가능하고, 더 낮은 수신감도로도 충분히 통신이 가능하여 결국 안테나를 RFU에 근접하여 결합시킬 수 있어 P-999K와 유사한 크기와 무게로 과거 LOS장비가 제공해 주는 모든 서비스 보다 더 많은 능력을 사용자에게 제공해 주고 있다.

• 이 같은 서비스가 가능한 것은 위 그림처럼 모듈 구조의 무전기로 진화가 가능하게 된 것이다. 또한 다양한 Waveform을 만드는 소프트웨어 무전기(SDR)는 SCA(Software Communication Architecture)라는 구조를 통해 과거에는 불가능했던 시분할(TD),주파수분할(FD)를 필터집합체(Filter Bank)를 적용 야전상황에 적합하게 즉시 전환이 가능하여 아래와 같은 운용개념을 지원하고 있다.

• 단말과 단말간 통신(Point To Point)은 과거처럼 고속 대용량의 서비스를 제공
• 중계소와 이동단말은 무지향성의 멀티 통신(Point Multi Point)서비스 제공
• 2Km 이내의 단말 간 통신은 WiFi, 802.11 Access Point 능력을 제공해 준다.
• 이 같은 운용개념은 기존의 무전기와 LOS무전기간의 차이점이 사라진 것을 보여주는 것으로 급격히 변화하는 IT기술은 기존의 무전기를 모두 하나의 틀속으로 집중(Convergence)시킨다. 따라서, 미래의 무전기는 소프트웨어 기반의 무전기로 마치 우리가 요즘 사용하는 PC라는 프랫폼을 갖고 원하는 서비스를 얻기 위해서는 다양한 Application를 설치하면 되듯이 계속 진화하게 될 것이다.
고로, 우리군도 IT강국 위상에 부합되게 첨단 SDR기술 개발에 집중해야 한다.

결 론
혁신적인 변화를 계속하고 있는 IT기술의 발달은 우리군LOS장비와 현재의 기술차이가 1000배나 발전하였다는 것을 아래와 같이 가시적으로 보여주고 있다.
• 따라서, 우리가 추구해야할 방향은
- 좀더 저렴한 가격으로 : Cheaper !
- 좀더 빠르게 전력화를 : Faster !
- 좀더 나은 성능을 구비하여 : Better ! 전장을 Digital화 하는 것이다.