획기적인 기가비트 통신 시스템은 레이저와 전파를 결합하여 악천후 조건에서도 사용할 수 있도록 설계되었습니다.

다낭대학교 연구팀이 레이저와 전파를 유연하게 결합하고 실시간으로 작동하며 기상 조건에도 적응하는 기가비트급 무선 통신 시스템을 개발하는 데 성공하여 외딴 지역에 안정적인 광대역 연결 솔루션을 제공할 수 있게 되었습니다.

국가 과학 기술진흥재단(NAFOSTED)의 지원을 받아 다낭대학교의 응우옌 탄 훙 부교수와 그의 동료들이 "복잡한 지형과 혹독한 기상 조건의 지역을 위한 레이저와 전파를 지능적으로 결합한 고신뢰성 기가비트 데이터 전송 시스템 개발" 연구 프로젝트를 수행했습니다.

험준한 지형과 악천후 조건에서 FSO와 전파 간의 결합 시스템에 대한 일반적인 시뮬레이션.

응우옌 탄 훙 박사에 따르면, 레이저 광을 이용한 무선 통신은 고속 정보 전송 기술로, 특히 언덕, 산, 강과 같은 복잡한 지형이나 고층 건물이 밀집된 도심 지역에서 광섬유 케이블 기술보다 훨씬 저렴한 비용으로 신속하게 설치할 수 있습니다.

폭풍이나 홍수와 같은 자연재해가 빈번하게 발생하는 지역에서는 케이블을 이용한 네트워크 시스템 구축이 매우 어렵습니다. 자연재해로 케이블 시스템이 완전히 파괴될 경우 복구에 수개월에서 수년이 걸릴 수 있습니다. 반면 레이저를 이용한 무선 전송은 재해 발생 후 며칠, 심지어 몇 시간 내에 복구가 가능합니다. 따라서 이 기술은 베트남의 농촌 지역, 외딴 지역, 험준한 산악 지역 등 자연재해가 잦은 지역에 가장 적합한 고속 통신 기술로 여겨집니다.

하지만 FSO는 안개, 연기, 비, 대기 에어로졸 등에 매우 민감하여 신호가 저하되고 연결이 끊기는 등의 심각한 문제에 직면해 있습니다. 따라서 신뢰성 향상은 이 기술이 널리 채택되기 위한 핵심 요소입니다.

실질적인 필요성을 바탕으로, 응우옌 탄 훙 부교수가 이끄는 본 프로젝트는 다양한 기상 조건에 대응하기 위해 유연한 구성과 실시간 처리가 가능한 고속 레이저(초당 기가비트)를 이용한 무선 통신 시스템 개발에 중점을 두고 있습니다.

이를 위해 본 프로젝트는 다중 대역 위상 및 진폭 변조(CAP) 또는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)와 같이 스펙트럼 효율과 에너지 효율이 높은 인코딩 기법을 고급 채널 등화 기법과 결합하여 전송 품질을 향상시키는 방안을 제안합니다. 또한, Xia 및 SRRC 펄스 포맷과 같은 고급 펄스 필터링 기법을 사용하여 시스템 효율을 높입니다. 본 시스템은 FPGA 기술을 사용하는 시스템 온 칩(SoC) 플랫폼에서 실시간으로 구현됩니다.

또한, 악천후로 인한 연결 끊김을 방지하고 채널 신뢰성을 확보하기 위해, 본 프로젝트는 기상 조건에 기반한 자동 전력 제어 메커니즘을 통해 고속 레이저 무선 통신 및 RF 무선 통신 시스템을 위한 소프트 스위칭 솔루션을 제안합니다. 이는 기상 변화에 따라 시스템이 자동으로 자체 제어를 수행할 수 있도록 하는 새롭고 효과적인 방법입니다. 이를 통해 레이저 및 무선 채널 간 자원을 최적으로 분배하여 최고 전송 속도로 시스템의 연속성을 보장합니다.

본 프로젝트에서 제안된 솔루션과 기술은 특허 출원, 권위 있는 국제 학술지에 두 편의 논문 게재, 그리고 대학원생 교육에 대한 기여를 통해 인정받았습니다. 본 프로젝트는 레이저 기반 무선 통신 분야의 세계적인 연구 기관인 영국 노섬브리아 대학교와의 국제 협력을 통해 수행되었습니다.

본 연구 프로젝트의 실험 시스템은 영국 노섬브리아 대학교에 위치해 있습니다.

연구팀을 대표하여 응우옌 탄 훙 부교수는 개발된 방법과 기술 구조가 기존 FSO(무선 위성 통신)의 한계를 극복하고 베트남에서 기가비트 데이터 전송 기술을 실용화하는 데 한 걸음 더 다가설 수 있기를 기대한다고 밝혔습니다. 고속 인터넷에 연결될 경우, 이 솔루션은 외딴 지역이나 자연재해가 잦은 지역에 거주하는 수백만 명의 사람들에게 경제적 , 교육적, 사회적 가치를 제공할 수 있으며, 이러한 지역에서는 지속 가능한 통신 시스템에 대한 필요성이 더욱 절실합니다.

과학기술소통센터

출처: https://mst.gov.vn/dot-pha-he-thong-truyen-thong-gigabit-ket-hop-laser-va-song-vo-tuyen-trong-dieu-kien-thoi-tiet-khac-nghiet-197251212001734068.htm