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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 성큼 다가온 '우주 빅데이터 전쟁' 시대... 승자는?

기사입력 : 2018년12월17일 07:55

최종수정 : 2018년12월17일 07:55

'하늘 위 무선통신 개척자' 마르코니

19세기는 전기공학의 이론과 실험이 태동하고 꽃을 피우기 시작한 시기였다. 그 결과 인류가 편리하게 전기를 발생하고, 전송하고, 공급하고 사용하는 것이 가능해졌다. 이와 함께 전자파 이론도 수립되고 그 응용 기술도 개발되기 시작했다. 이러한 발전에 힘입어 유선과 무선 통신이 시작됐다.

  김정호 카이스트 교수

이중에서도 전선이 없이도 무선 통신이 가능하게 한 대표적인 인물이 물리학자이면서 전기공학자인 굴리엘모 마르코니(Il Marchese Guglielmo Giovanni Maria Marconi. 1874~1937)이다. 1874년 이탈리아 볼로냐에서 태어났고, 1895년 헤르츠의 전자기파 이론에 기초하여 현대 장거리 무선통신의 기초를 이루었으며, 이와 같은 무선통신에 관한 업적으로 1905년 노벨물리학상을 수상했다. 그는 구리 전선을 이용해서 구현하던 유선 통신 시대를 무선 통신 시대로 전환하는 큰 역할을 했다.

마르코니가 실현한 무선통신은 매우 초기 방식으로, 스파크 전류 팔스를 일으키고, 안테나를 설치해서 공중으로 전파한다. 전류를 짧게 보내고, 길게 보내고 하면, 그 결과물이 안테나에서 전파로 송신된다. 모스 부호(Morse code)는 형태로 장거리 무선 통신을 가능하게 하였다.

그 결과 영국 해군 대연습에서 약 120㎞ 사이의 무선 통신에 성공하고, 1899년에는 그의 무선 통신기를 이용해 영국에서 등대선 조난 구제에 처음으로 성공하였다. 마침내 1901년에는 영국 컨월주의 폴듀와 캐나다 뉴펀들랜드의 인트존스까지 대서양을 사이에 두고 3570㎞의 무선 통신에 성공하여 이때부터 무선 통신은 함선을 비롯한 각종 통신에 실용화되었다.

전류를 이용해서 전자파를 발생시키고, 안테나를 설치해서 공간 방사 효율을 높이는 기본적인 구조는 지금의 무선통신과 그 원리와 구조에서 차이가 없다. 4차 산업혁명의 무선 빅데이터 네트워크는 이렇게 시작됐다.

이탈리아 물리학자이자 전기공학자인 마르코니가 무선통신 실험을 하고 있다. [출처: 나무위키]

 

무선통신, 이제 우주로 뻗어간다

약 3주전 필자는 스페이스 X 에 실려 우주로 올라가는 KAIST 소형 과학 위성 1호 발사를 참관하기 위해 미국 캘리포니아 바덴버그 공군기지를 방문했다. 이번에 사용한 스페이스 X 프로그램은 인공위성 발사의 비용을 최대한 줄이기 위해서 1단 로켓을 재활용하는 우주 개척 프로그램이다. 로켓 발사 후에 바다에 떨어진 1단 발사체를 회수해서 재사용하여 비용을 줄이자는 개념이다.

성공적으로 발사되고 정상궤도에 진입한 KAIST 세대 소형 인공위성 1호는 내년 2월부터 2년 동안 우주과학 연구에 활용될 영상자료를 얻고, 이를 국내 관련 기관에 제공하게 된다. 이처럼 차세대 소형 인공위성 1호를 싣고 발사된 미국 민간 우주탐사 기업 스페이스X '팰컨9 로켓'은 우주탐사 사상 최초로 세 번째 재활용 기록을 세웠다. 이후 100번까지 재사용하겠다는 앨런 머스크의 혁신적인 발상이다.

이러한 저비용, 소형 인공위성의 발사 시도는 하늘과 우주에서 벌어지는 ‘무선 빅데이터 네트워크’ 구축과 관계가 크다. 저비용 다수의 군집 소형 인공위성을 이용해서 수백 개의 인공위성 데이터 네트워크를 하늘에 설치할 수 있다. 그러면 마르코니가 시작한 무선통신이 지구 위 하늘의 빅데이터 네트워크로 완성될 것이다.

그러면 KT 아현 전화국 경우처럼, 지구 땅 위의 네트워크가 전쟁이나 천재지변으로 망가지는 비상 사태가 발생해도, 지구 위에서 인공위성을 이용한 빅데이터 네트워크를 그대로 유지할 수 있다. 인공위성 망은 하늘 위의 백업 빅데이터 네트워크가 된다.

2018년 12월 3일 새벽 KAIST 차세대 소형 인공위성 1호가 미국 반덴버그 공군기지에서 스페이스 X 에 실려 발사되고 있다. [출처: 전자신문]
스페이스 X에 실린 KAIST 차세대 소형 인공위성 1호 발사를 지원하기 위해 미국 캘리포니아 바덴버그 공군기지를 방문한 필자. [출처: KAIST]


'지구촌 빅데이터 네트워크 전쟁' 대비해야 

마르쿠니 시대에는 전류의 끊김과 길이로 모스 부호를 만들고 무선 전송하였다. 지금은 ‘1’과 ‘0’으로 이루어진 디지털 데이터 형태로 하늘에 보낸다. 그 디지털 신호는 문서, 텍스트, 사진뿐만 아니라 음성과 동영상 시대로 넘어 갔을 뿐이다. 이처럼 4차 산업혁명 시대의 가장 중요한 인프라인 빅데이터 센터와 빅데이터 네트워크 확보 전쟁은 하늘에서도 계속되고 있다. 앨런 머스크도 알고 있는 듯 하다.

19세기 마르쿠니 시대에 영국은 대륙간 통신, 선박간 통신, 해양간 통신으로 연락하면서 5대양 6대주를 누볐다. 일본이 태평양 전쟁을 시작할 때, 진주만을 공격 시에도 일본 본토와 항공모함과 무선 통신으로 지령을 교환하였고, 미국은 그 전파를 감지해서 암호를 풀려고 했다. 식민지, 시장, 자원의 확보에 무선통신이 사용되었다. 그 시기 19세기 말 조선이 망해가고 외세의 침입이 본격화되는 시기이다.

KAIST 는 가격을 줄일 수 있는 초소형 인공위성을 군집형태로 수백 개, 수천 개 하늘에 날려서 네트워크를 이후는 꿈을 꾸고 있다. 그러나 아직 한국에는 스페이스 X 와 같은 로켓이 없다. 언제인가 우리 자체 로켓을 확보하면 우리의 초소형 군집 위성 빅데이터 네트워크의 확보할 수 있다는 꿈을 꾼다.

KAIST 초소형 군집위성 핵심기술 연구센터 기술 구성 개념도. [출처: KAIST]


joungho@kaist.ac.kr


[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수] 

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LH "윗집 발망치 소리, 내년부터 끝" [세종=뉴스핌]김정태 건설부동산 전문기자= 지난 21일 한국토지주택공사(LH)의 주택성능연구개발센터(HERI). 세종시에 위치한 이곳에는 주택 성능을 시험할 수 있는 여러 시험동이 있지만, 5층짜리 실제 아파트 건물 한 동이 눈에 들어왔다. 출입구 한켠에는 'db35lab(데시벨 35 랩)'이란 영문과 숫자 표기가 부착돼 있었다. 아파트 1층 내부에 들어가야 이 표기의 의미를 알게 됐다. 이는 LH가 층간소음 1등급 기준인 37데시벨보다 낮은, 도서관처럼 조용한 집으로 만들겠다는 의지를 담은 층간소음기술연구소의 시험동 이름이다. 층간소음 등급별 시연 모습 [사진=국토부기자단 공동] 거실에 설치된 대형 모니터 화면에는 2층의 층간소음을 일으킬 수 있는 런닝머신, 책상과 의자, 공 등의 도구들이 보였다. 우선 화면을 통해 윗층에서 아래층에 전달되는 성인의 발걸음 소리를 들려줬다. 말 그대로 '발망치' 소리였다. 들려오는 소음은 49데시벨로 4등급 수준이다. 층간소음의 기준이 제대로 정립되지 않은 2005년 전에 지어진 공동주택의 경우 일부에서 이러한 불편함을 느낄 수 있는 중량충격음이다. 이번에는 실제로 윗층에서 걷는 소리를 듣는 순서였는데, 귀를 쫑긋 세우지 않고서는 소음을 느끼기 어려웠다. 미세한 진동음이 들리긴 했지만, 불편한 수준은 아니었다. 이어 1m 높이에서 3kg 무게의 공을 떨어뜨리는 실험도 시연됐다. 이는 아이들이 뛰어다니는 중량충격음으로, 역시 4등급 수준에서는 참기 어려운 소음과 진동이 느껴지지만, 이곳의 실제 시연에서는 역시 진동음이 확 줄었다. 의자 끄는 소리는 비교적 가볍고 딱딱한 충격음이어서 경량충격음이라고 하는데 4등급 수준에서는 참기 어려울 정도로 불편했지만, 실제 시연에서는 거의 들리지 않을 정도로 충격음이 전달되지 않았다. 이처럼 층간소음이 획기적으로 줄어든 데는 1등급 기준인 37데시벨에 맞춘 성능으로 시공된 바닥 때문이었다. 기존 슬래브 두께보다 두꺼운 250mm로 시공하고, 그 위에 40mm 복합완충재와 30mm 고밀도몰탈 및 와이어 메쉬 등을 함께 깔아 놓은 바닥재다. 공동주택 층간소음 저감기술은 2023년부터 개발되기 시작했으나, 슬래브 두께는 210mm로 상대적으로 얇고 낮은 등급의 완충재와 일반 몰탈을 적용해 3등급 수준에 머물렀으나, 이를 매년 개선해 온 결과 올해 1등급 기준을 충족하게 됐다. LH는 이러한 기술 개발을 실험동 연구에 그치지 않고, LH 공동주택 각 현장에 실증 시공을 하면서 실증 결과 데이터를 쌓아왔다. LH가 층간소음 저감기술을 처음으로 적용한 단지는 양주회천 A15블록으로, 당시 3등급 수준이었으나 지난해에는 평택고덕 ab57-2블록에 2등급 수준으로 끌어 올려 적용했다. LH 연구원 관계자는 "이 같은 1등급 기준을 달성하기 위해 2022년부터 지속적으로 관련 기술과 공법을 연구해 왔다"면서 "47개의 기술 모델 개발과 총 1347회에 걸친 실증을 거쳐 자체 1등급 기술 모델을 정립해 내년부터 주택 설계에 본격적으로 적용할 예정"이라고 설명했다. 다만, 이 같은 1등급 기준 설계로 분양가 상승의 요인이 되는 것은 사실이다. 기존 공동주택 24평형(전용면적 59㎡) 기준으로 가구당 300만~400만 원의 공사비가 더 소요되는 것으로 LH는 추정하고 있다. 정운섭 LH 스마트건설본부장은 "층간소음 1등급 설계 적용 때문에 수분양자의 분양가 상승 부담으로 돌아가지 않도록 자체 원가절감과 함께 정부 재정 지원을 요청한 상태"라면서 "지속적인 기술 개발로 공사비 상승의 주요인인 슬래브 두께를 슬림화하면서도 1등급 기준을 충족할 수 있도록 할 계획"이라고 말했다. 층간소음감지기를 통해 경고 알람이 뜨는 월패드 시연 장면 [사진=국토교통부기자단 공동] 층간소음 1등급 설계는 새로 짓는 공동주택에서만 가능하다. 때문에 구축에서는 이러한 혜택을 누리기 어렵다. LH는 이를 보완하는 방안으로 층간소음 감지기를 IT업체와 협력해 개발 중이다. 바닥에 여러 차례 충격을 줄 경우, 층간소음 감지기의 센서가 작동해 해당 세대 월패드를 통해 주의를 당부하는 알람이 뜨도록 하는 장치다. 정승호 LH 스마트주택기술처 팀장은 "구조적으로 층간소음을 줄일 수는 없겠지만, 층간소음을 일으키는 기준을 해당 세대에게 알림으로써 아래층 이웃과의 분쟁을 줄일 수 있도록 고안한 장치"라고 말했다. 실제 이날 시연은 기존 공동주택에 적은 비용으로도 층간소음을 저감시킬 수 있다는 점에서 팸투어에 참여한 국토교통부 기자들에게 큰 호응을 얻었다. 층간소음 1등급 바닥구조 [사진=뉴스핌DB] LH는 바닥에서 발생하는 층간소음에 국한하지 않고, 옆 세대와의 벽간소음, 화장실 배관 소음 등 공동주택에서 발생하고 있는 다양한 생활소음 저감 방안도 마련하고 있다. 벽간소음을 저감하는 소음 차단 성능 1등급 벽체 구조는 2019년 11월부터 이미 설계에 반영한 바 있다. 내년부터는 화장실 배관이 아래층을 통하지 않고 각 세대 내에서 설치되는 자체 배관을 적용해 배관을 통해 전달되는 소음도 줄여나간다는 계획이다. 또 내구성이 좋은 장수명 주택, 수요자의 취향에 맞게 가변형 평면 구성이 가능한 라멘 구조 주택, 레고처럼 조립·건설하는 모듈러 주택 등 주택 건설의 새로운 대안으로 부상하는 주택 유형에도 층간소음 1등급 접목 방안을 모색해 적용 범위를 지속적으로 확대해 나가기로 했다. LH는 층간소음 저감 기술 저변을 민간으로 확산해 나간다는 방침이다. 우선, 민간의 고성능 신기술을 발굴하고, 다양한 1등급 기술 요소의 시장화를 지원한다는 방침이다. 올해에는 층간소음 기술 마켓을 통해 6개의 고성능 기술을 발굴했으며 LH 공공주택 현장에서 그 성능을 검증해 상용화를 추진하고 있다. LH는 층간소음 1등급 적용 확산을 위해 db35lab을 내년 3월부터 전면 개방하기로 했다. 자체 층간소음 시험 시설이 없는 중소기업에 데시벨 35랩을 테스트베드로 제공해 기술 개발을 지원한다는 것이다. LH는 또 그간 개발해 온 층간소음 저감 기술 요소와 시공법, 실증 결과를 중소 민간 건설사들과 공유할 계획이다. 더불어 자체 기술 개발과 층간소음 저감 시공·품질관리에 어려움을 겪는 건설사들에 대한 기술 지원도 아끼지 않겠다는 입장이다. 이날 이한준 LH 사장은 "2년 전 취임 당시 제일 먼저 강조한 게 층간소음 문제 해결을 약속한 것이었다"면서 "내년부터는 LH가 짓는 모든 아파트에 1등급 기준을 적용해 국민 일상의 생활 고통을 덜어주는 데 앞장서겠다"고 말했다. 그러면서 "궁극적으로는 벽식 구조의 공동주택에서 벗어나 라멘(기둥식) 구조와 모듈러에도 층간소음 1등급 기준을 적용해 100년 이상 가는 장수명 주택의 근간을 마련하겠다"고 덧붙였다. dbman7@newspim.com 2024-11-24 11:00
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기후동행카드, 고양·과천도 30일부터 [서울=뉴스핌] 이경화 기자 = 서울시는 '기후동행카드'가 오는 11월 30일 첫 차부터 고양시와 과천시까지 서비스를 확장한다고 21일 밝혔다. 이로써 서울~고양~과천을 오가는 시민들도 월 5만~6만원대로 기후동행카드의 무제한 혜택을 받을 수 있게 된다. 지난 1월 27일 서울 지역을 대상으로 출발한 기후동행카드는 3월 30일 김포골드라인, 8월 10일 진접선·별내선까지 확대됐다. 서울 공동생활권인 인구 100만의 대규모 도시 고양시와 지리적으로 서울시와 경기남부의 길목에 위치한 과천시까지 연결됨에 따라 수도권으로 본격 확대되는 계기가 될 것으로 시는 기대한다.  서울 외 지역 기후동행카드 이용 가능 도시철도 구간 [이미지=서울시] 서울시와 고양시, 과천시는 지난해 2~3월 기후동행카드 참여 업무협약을 체결한 이후 후속 논의를 통해 구체적인 시행방안을 마련하고 11월 30일 고양시(3호선·경의중앙선·서해선), 과천시(4호선)의 기후동행카드 참여를 확정지었다. 관계기관들과 함께 시스템 개발·최종 점검을 완료했다. 이번 확대로 3호선은 고양시 일산서구 대화역에서 서울시 송파구 오금역까지 모든 역사(44개)에서 기후동행카드를 이용할 수 있게 된다. 경의중앙선은 고양시 일산서구 탄현역에서 구리시 구리역까지 34개 역사, 서해선은 고양시 일산서구 일산역에서 서울시 강서구 김포공항역까지 7개 역사, 4호선은 남양주시 진접역에서 과천시 정부과천청사역사까지 34개 역사에서 기후동행카드를 이용할 수 있다. 이에 더해 현재 기후동행카드 서비스 범위에 이미 고양시를 경유하는 서울 시내버스 28개 노선과 과천시를 경유하는 6개 노선이 포함돼 있음을 고려하면 서울과 고양·과천을 통근·통학하는 약 17만 시민의 이동 편의가 더욱 증진될 것으로 보인다.  또 이용범위가 대폭 확대되면서 과천·고양 등 시민들도 기후동행카드의 다양한 문화 혜택을 동일하게 누릴 수 있다. 과천시 4호선 확대로 대공원역도 기후동행카드를 이용할 수 있는 만큼 방문 시 서울대공원 50% 할인 등 혜택을 참고하면 된다.  기후동행카드는 올해 1월 23일 서비스 시작 이후 70일 만에 100만 장이 팔리는 등 시범사업 단계부터 큰 호응이 확인된 바 있다. 7월부터 본사업에 들어가면서 청년할인권·관광객을 위한 단기권 등 다양한 혜택이 더해졌다. 평일 최대 이용자가 65만명이 넘어가는 등 인기가 지속되고 있다. 서울시는 고양·과천 지하철 적용을 시작으로 수도권 시민들에게도 실질적인 혜택을 제공할 수 있도록 관련 협의·시스템 개발 검토를 적극 추진할 계획이다. 향후 기후동행카드의 무제한 확장을 위한 타 경기도 지자체와의 논의 역시 급물살을 탈 것으로 기대된다고 시는 덧붙였다.  기후동행카드를 이용하려면 안드로이드 기반 휴대전화에서 '모바일티머니' 앱을 무료로 다운받아 충전하면 된다. 실물카드는 서울교통공사 1~8호선 고객안전실, 지하철 인근 편의점 등에서 구매한 후 서울교통공사 1~8호선, 9호선, 신림선·우이신설선 역사 내 충전기에서 권종을 선택·충전 후 사용할 수 있다.  기후동행카드의 고양시, 과천시 확대 등에 관한 자세한 내용은 고양시(031-909-9000), 과천시(02-3677-2285), 서울시 120 다산콜센터로 문의하면 된다. 윤종장 서울시 교통실장은 "김포·남양주·구리에 이어 고양·과천 확대로 경기도 동서남북 주요 시군까지 기후동행카드의 무제한 대중교통 혁신이 이어지고 있다"며 "교통비 절감·생활 편의·친환경 동참 등 일상 혁명을 수도권 시민들까지 누릴 수 있도록 수도권 지역 서비스 확대·편의 향상에 총력을 기울이겠다"고 말했다.  kh99@newspim.com 2024-11-21 11:15
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