전기전자/정보통신

Mitsubishi Electric_2017.2(Vol.91 No.2) 권두논문 (p2~6)

미쓰비시전기 기보
안전∙안심∙방재에 대한 공헌

안전∙안심∙방재에 공헌하는 선진기술
Advanced Technologies for Safety, Security and Disaster Management
Moriyasu Miyazaki / 전자시스템사업본부 최고연구원(공학박사)

요지
원래 안전보장은, 최근의 기상환경의 급격한 변화나 지각변동이 활발해지면서 이에 따르는 피해 등 일상 생활에 잠재하고 있는 다양한 위험에 대해, 안전∙안심할 수 있는 생활을 확보하여 방재대책을 강화하는 시도가 요구되고 있다. 그 요구를 달성하기 위해 위험의 징조를 빠르게 파악하여 조기에 예방책을 강구해야 한다. 그러기 위해서는 실효적 기술인 관측기술, 측위기술, 통신기술 전부가 광역성, 상시성, 즉시성, 정확성, 적응성의 5개의 요소를 갖추는 것이 유용하다.

미쓰비시전기는 합성개구레이더(SAR : Synthetic Aperture Radar)나 광학센서(촬영, CO2 등 온난화 가스, 기상) 등의 위성탑재 센서기술, 쓰나미 감시나 풍량 계측 등 지상의 레이더∙라이더(Lidar) 기술, 준천정(準天頂)위성을 이용한 센티미터급 측위기술, 고정밀도 3차원 지도생성 등의 지리공간정보 이활용기술, 광역성과 상시성에 뛰어난 통신위성, 그리고 응용성(기동성)에도 뛰어난 Helisat이나 SNG(Satellite News Gathering)와 같은 위성통신시스템 등, 앞에서 말한 5개의 요소에 대응하여 안전∙안심∙방재에 크게 공헌하는 실효적 기술을 망라하여 개발, 제품의 형태로 세상에 소개하고 있다.

이들 실효적 기술을 바탕으로, 안전∙안심∙방재에 대한 대비를 서비스로서 제공하기 위해서는 네트워크 기술의 진전도 반드시 필요하다. 그 중에서도 IoT 시대를 지원하기 위해, 다종다양한 정보가 혼재하는 통신 요구에 대응하는 시스템으로서 신세대 네트워크가 기대를 받고 있다.

1. 머리말
자연환경의 급격한 변화나 지각변동의 활성화가 표면화되는 가운데, 일상 생활에 잠재하는 다양한 위험에 대항하여, 안전∙안심할 수 있는 생활을 확보하여 방재대책을 강화해야 한다. 그러기 위해서는 상시 관측하고 감시하여 징후를 빨리 파악하여 조기에 예방책을 강구해야 한다. 이를 위해 필요한 실효적 기술로서, 관측기술, 측위기술, 통신기술을 들 수 있다. 또한 이들 실효적 기술은 서로 연계하여 시스템화되며, 서비스 또는 솔루션으로서 세상에 제공됨으로써 비로소 유효하게 기능한다. 따라서 그를 위한 시스템화 기술로서의 네트워크 기술도 중요하다.

본고에서는 앞서 말한 실효적 기술에서 요구되는 필요조건으로서 특징적인 5개의 요소를 들었다. 이들 5개의 요소를 겸비하는 실효적 기술로서의 위성(관측, 측위, 통신), 지상 레이더∙라이더, 및 위성통신시스템 등에 관한 당사의 선진기술과 제품, 그리고 생활에 대한 공헌을 소개한다. 또한 이들의 실효적 기술을 바탕으로 안전∙안심∙방재에 대한 대비를 서비스로서 제공한다. 그리고 그 서비스를 제공함에 있어서 반드시 필요한 차세대 네트워크에 대해, IoT∙AI∙빅데이터 해석과 같은 주목되는 기술과도 연계하면서 그 역할을 고찰한다.

2. 안전∙안심∙방재를 지원하는 실효적 기술
안전한 방재대책을 강구하여 사람이 안심할 수 있는 행동 프로세스를 시계열적으로 파악, 필요한 기술을 추출해 보면, 위험으로 연결될 수 있는 상황을 정확하게 파악하기 위한 “관측기술”, 상황변화 등의 사태가 발생한 위치를 파악하기 위한 “측위기술”, 그리고 취득한 정보를 확실하고 신속하게 전송하여 집결∙분배하기 위한 “통신기술”을 들 수 있다. 여기에서는 이들 3개의 기술을 실효적 기술로서 위치시킨다.

이들의 실효적 기술에 대해, 이용 측면에서 파악한 경우에 갖추어야 할 특징 요소를 고찰한다. 우선은 닥쳐오는 위험정보를 종합적으로 정확하게 파악할 수 있는 “광역성”과, 재해 때에도 지상 인프라의 영향을 쉽게 받지 않고 항상 기능을 유지하는 “상시성”이 3개의 모든 실효적 기술에 요구된다. 그 외에 “관측기술”에는 관측의 기본인 “정확성”과 더불어 재빨리 다양한 관측 대상에 대응할 수 있는 “즉시성”과 “적응성”도 요구된다. “측위기술”에도 “즉시성”과 “정확성”이 중요하다. 또한 “통신기술”에는 실간으로 정보를 전달하는 의미에서의 “즉시성”과 전파환경이나 인프라 상황에 대응한 회선 확보를 확실하게 수행할 수 있는 “적응성”도 요구된다.

이들 실효적 기술이 갖추어야 할 특징 요소와 이들을 실현하는 당사의 기술과의 관계를 살펴보면, 우선 특징적인 것은 “광역성”과 “상시성” 면에서 위성 이용이 광범위하게 유용하다는 점이다. 또한 관측 및 측위에 있어서 “즉시성”이나 “정확성”의 확보에는 레이더∙라이더의 적용이 유용하다. 한편, 측위에 있어서 “즉시성”과 “정확성”의 확보에는 GNSS(Global Navigation Satellite System, 위성측위시스템)의 활용도 유용하다. 그리고 관측에 있어서 “정확성”과 “적응성” 및 통신의 “적응성”의 확보에는 사용하는 전파나 빛의 주파수∙파장의 선택이 지극히 중요하다. 위성탑재용의 SAR, 광학센서(촬영, CO2 등의 온난화 가스, 기상), 및 지상 레이더∙라이더의 경우는 HF(High Frequency)대부터 가시광선까지가, 그리고 위성통신을 비롯하여 다양한 무선통신에서도 VHF(Very High Frequency)대부터 밀리파대까지의 광범위한 주파수∙파장 영역이 알맞게 선택∙활용되고 있다.

또한 이들의 실효적 기술의 능력을 최대한으로 발휘하게 하여, 안전∙안심∙방재에 대한 공헌 범위를 확대하기 위해서는, 일련의 실효적 기술이 서로 연계하여 관측∙감시 시스템을 구축하는 것이 중요하다. 아울러 다른 종류 및 다양한 시스템이 더욱 연계를 강화함으로써 기능과 성능을 향상시켜, 서비스 확대로 연결할 필요가 있다. 안전∙안심∙방재에 공헌하는 시스템의 확대에 있어서 확대는 3개의 스텝으로 진행된다.

스텝1에서는 관측위성 등 복수의 센서, 스텝2에서는 관측과 측위 각각에 도움을 주는 다양한 센서들이 서로 통신 네트워크에 연결되어 로컬 시스템을 형성, 스텝3에서는 다른 분야의 시스템이 서로 네트워크에 연결되어 정보를 공유하여, 진정한 지역 IoT로서 광범위하게 확대되는 서비스를 제공한다. 즉, 점(點)에서의 관측이 면(面)에서의 광역관측으로 발전하여, 관측∙감시 능력의 비약적인 발전이 기대된다.

한편, 이와 같은 시스템의 확대에 따라, 오가는 정보량의 폭발적인 증가와, 서로 다른 분야의 서비스 사이에서 네트워크의 혼재가 예상된다. 이에 대응하기 위한, 플렉시블하며 현명한 신세대 네트워크 망의 검토가 IoT∙AI∙빅데이터 해석 등의 최신기술과도 서로 어울려서 진행되고 있어, 장기적으로 활용은 반드시 필요하다.

지금까지 안전∙안심∙방재에 공헌하는 3개의 실효적 기술과, 이들에게 요구되는 5개의 요소를 추출함과 동시에, 시스템화 기술로서의 네트워크 기술의 중요성에 대해 논하였다. 3장에서는 관련된 당사의 선진기술 및 안전∙안심∙방재에 대한 공헌 사례에 대해 알아본다.

3. 당사의 선진기술
3.1 관측기술
 3.1.1 위성탑재고성능 센서
 3.1.2 지상의 고기능 센서
3.2 준천정위성 고정밀도 측위기술 및 이활용기술
3.3. 위성통신기술
 3.3.1 통신위성
 3.3.2 Helisat

4. 플렉시블한 통신네트워크

5. 맺음말
안전하고 안심할 수 있는 생활을 확보하여 방재 대책 강화를 도모하기 위해 필요한 기술을 조감하여, 실효적 기술로서 “관측기술” “측위기술” “통신기술”을 들어, 이들 기술에 요구되는 5개의 기술 요소를 추출하였다. 그리고 이 실효적 기술의 실현 사례인 당사의 선진기술과 제품에 대해 설명하였다. 또한 이들 실효적 기술을 연계하여 보다 고도의 솔루션을 제공하는데 반드시 필요한 신세대통신 네트워크에 대한 기대를 설명하였다.

  -- 끝 --