드론의 미래를 여는 5G 시대가 온다 – LG 공식 블로그
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드론의 미래를 여는 5G 시대가 온다

작성일2019-08-14

4차 산업혁명을 거론할 때 드론은 빠지지 않는 핫이슈 중 하나입니다. 4차 산업혁명을 이루는 핵심 기술인 AI, IoT, 빅데이터, 지율주행 등과 결합하여 산업의 패러다임, 나아가 우리의 삶을 혁신할 기술로 부각되고 있죠.

4차 산업혁명 시대가 오면서 드론의 상용화에 대한 본격적인 논의가 시작되었다.

이런 첨단기술들을 무선으로 ‘초연결’할 수 있게 해주는 5G 기술은 드론이 다음 단계로 진화하기 위한 기본 전제라고도 할 수 있습니다. 이제 본격적인 5G 시대를 맞아 드론 기술이 어떻게 도약하게 될지 함께 알아볼까요?

생각보다 오래 된 드론의 역사

21세기 테크놀로지의 산물로 각광받고 있는 드론이지만, 사실 그 역사는 알려진 것보다 훨씬 오래 되었습니다. 최초로 무인항공기에 대한 기초 이론을 설립한 건 크로아티아 출신의 전기 공학자인 니콜라 테슬라(Nikola Tesla·1856~1943)입니다. 무선통신 원리로 원격조종이 가능한 무인 비행기를 만들면 공중전에서 조종사의 인명 피해를 줄일 수 있다는 것이 그 기초 이론이었습니다.

윈스턴 처칠 수상이 1941년 이륙 준비 중인 드론을 시찰 중이다. (출처:영국전쟁박물관)

1941년 이륙 준비 중인 드론을 시찰하는 윈스턴 처칠 수상 (출처 : 영국전쟁박물관)

드론이라는 명칭 또한 오랜 역사를 지니고 있는데, 1930년대 초반에 영국에서 개발된 Droned Fairy Queen이라는 무인 항공기에서 비롯되었습니다. 드론이라는 단어는 원래 벌이나 잠자리 등의 곤충이 날아다닐 때 발생하는 윙윙거리는 소리를 의미하는데, 이 소리가 무인 항공기의 프로펠러에서 나는 소리와 비슷했기 때문입니다.

군사적 목적에서 민간 분야로, 다양한 발전을 거듭나고 있는 드론

1930년대 이후 많은 수의 무인 항공기가 개발되었습니다만, 1990년대에 이르러 그 활용 가치가 급상승하기 시작했습니다. 특히, 1991년에 중동에서 발발한 걸프 전쟁(Gulf War)은 무인 항공기의 군사적인 목적의 효용성을 확신시켜준 계기가 되었습니다.

현재 미군이 운용 중인 대표적인 무인기인 MQ-1 Predator의 모습이다.

현재 미군이 운용 중인 대표적인 무인기, MQ-1 Predator

군사용으로 개발이 시작된 드론은 이제 민간 분야로 그 적용 분야가 확대되고 있습니다. 측량 조사, 영화 촬영, 삼림 보호, 스포츠 중계, 인명 구조, 야생 관측, 파이프라인/전선 점검, 격오지 구호품 전달, 환경 관리나 농약 살포 등 다양한 방향으로 개발 및 응용이 이루어지고 있습니다.

드론은 모터스포츠 경기 중계에도 활용된다. (출처 : DJI 2017 World Rally Championship)

모터스포츠 경기 중계를 하고 있는 드론 (출처 : DJI – 2017 World Rally Championship)

드론의 무선통신 방식과 각각의 한계

현재 드론의 무선통신 방식으로 많이 사용되고 있는 것은 블루투스, 와이파이, 위성통신, 그리고 LTE 방식이 있으며, 이제는 5G 기술이 새로운 무선통신 방식으로 주목을 받고 있습니다.

드론의 무선통신 방식으로 블루투스. 와이파이, 위성통신. LTE가 있으며 5G가 차세대 드론 무선통식 방식이 될 것이다.

드론의 무선통신 방식

블루투스는 전송 속도가 와이파이에 비해 느리고, 사진이나 동영상, MP3 등의 고용량 자료전송이 곤란하여 드론의 제어에도 적합한 방식이 아닙니다. 와이파이는 고속으로 데이터와 동영상 등을 전송할 수 있지만 출력이 제한되어 있고 통신 범위 또한 제한이 심하기 때문에 통신범위가 넓어지면 다른 기기들과 간섭이 심해져서 이 역시 드론의 제어에는 걸맞지 않지요.

인공위성을 통해 통신 신호를 주고받는 위성통신의 경우, 블루투스나 와이파이와 달리 환경변화에 대한 간섭이 없고 공간의 제약도 받지 않지만, 위성통신의 교신 자체에 지연이 발생하는 경우가 많습니다. 그리고 무엇보다 중계용 위성의 이용가격이 비싸고 기지국의 건설에도 막대한 비용이 발생하기 때문에 주로 군사용으로 사용되고 있습니다.

LTE 통신의 경우에는 대단위로 통신망이 구축되어 있다는 점과 비행거리에 제한을 받지 않는다는 장점이 있지만, 초저지연성이 특징인 5G에 비하면 데이터 송신에 약간의 시차가 발생한다는 점이 드론 활용에 있어서 한계로 작용할 수 있습니다. 그렇다면 5G 환경에서의 드론은 어떨까요?

5G, 드론의 한계를 넘다

5G는 일반적으로 저속 광역망에 해당하는 6GHz 이하 주파수 대역과, 초고속 근거리망에 쓰이는 mmWave (혹은 28GHz) 두 개로 나뉘어져 있습니다. 2019년 8월 현재, 국내외 5G 통신망에서 28GHz 서비스는 아직 이루어지지 않고 있으며, 6GHz 이하 주파수 대역인 3.5GHz의 서비스가 이루어지고 있습니다.

5G 기술의 핵심은 앞으로 다가올 28GHz의 초고속 근거리망 서비스에 있습니다. 초고속 근거리망이 실현되면 기존 LTE 대비 20배에 달하는 속도와 1밀리세컨드(1 milliseconds = 1,000분의 1초)에 육박하는 초저지연이 실현됩니다.

28GHz의 초고속 근거리망 서비스가 실현이 되면 5G 인프라를 갖춘 주택지에 택배나 소형 화물 등을 배달하는 서비스로 드론을 활용할 수 있습니다. 또한, 지형의 특성을 데이터베이스화 하여 보다 정확한 지도를 작성하거나 이를 기반으로 대형 토목 공사의 건축 시간을 단축 혹은 자연환경의 변화를 관찰할 수도 있고 교통 체증 등의 통제도 가능하게 됩니다.

5G 기술은 초저지연성의 특성을 가지고 있어 드론의 활용 영역을 넓힐 수 있다.

드론의 활용 영역을 넓힐 5G 기술의 도래

“4G 시대의 드론은 수동 조종 또는 설정된 경로의 자동 비행과 FHD급 고화질 영상 전송이 가능하였다면, 5G 환경에서는 고용량 데이터 전송이 가능하여 4K, 8K의 고화질 영상을 실시간으로 전송할 수 있습니다. 따라서 화질이 더욱 선명해지고 사람, 동물, 차량, 선박 등 물체들의 인식률이 높아져 보다 의미있는 서비스 제공이 가능해집니다.

또한 원격 조정을 통한 반응 시간이 4G보다 훨씬 더 빨라집니다. 예를 들어, 10Km/h 속도로 비행하는 드론에 멈춤 명령을 내릴 경우, 4G 환경에서는 3m를 비행하고 멈추지만 5G 환경에서는 30cm이내에 멈추게 됩니다.”

LG유플러스 드론사업팀

5G의 초저지연성과 초고속 연결은 복잡한 조작을 필요로 하던 기존의 드론을 스마트폰이나 증강현실(AR) 장비 등을 통해 제어할 수 있게 해줍니다. 테러 현장에서의 폭발물 원격제어나 재난 현장에서의 인명 구조 및 수색, 혹은 굴삭기나 크레인 등 중장비의 원격 조종같이 빠른 피드백이 필수적인 작업도 드론으로 대체할 수 있게 됩니다.

5G 기술로 VR로 화면을 보면서 드론을 조종하는 모습이다.

VR로 화면을 보면서 조종 가능한 드론

또한, 드론은 비행을 하는 특성상 5G를 활용해 여러 사물과 실시간으로 통신할 수 있다는 장점이 있습니다. 이는 IoT를 활용하여 보다 효율적이고 높은 생산성을 추구하는 ‘스마트 팩토리(Smart Factory)’와도 연계가 가능합니다. 드론은 이런 환경으로 구축된 생산거점에서 물류의 운반을 담당할 수 있고, 나아가서는 산업용 로봇 등을 대체하여 생산공장이나 물류 창고의 최소화를 실현시킬 수도 있을 것입니다.

드론이 물건을 옮기는 모습이다.

드론은 스마트 팩토리의 생산성을 높여준다

5G 네트워크에 연결된 드론은 인터넷 인프라가 부족한 아프리카나 중남미, 히말라야 산간과 같은 벽지에 인터넷 서비스를 공급할 수도 있습니다. 현재 구글은 인터넷 보급이 더딘 지역의 상공을 비행하면서 인터넷 연결 신호를 전달하는 ‘프로젝트 룬(Project Loon)’ 실험을 진행 중입니다. 이러한 드론이 5G의 초고속·초연결·초저지연 네트워크와 연결되면 보다 빠르고 안전한 인터넷 서비스를 세계 각국의 오지에도 공급할 수 있을 것으로 기대됩니다.

구글의 드론 '룬'이 푸에르토리코 오지에 성공적으로 인터넷을 공급한 모습이다.

실험비행에서 푸에르토리코의 오지에 성공적으로 인터넷을 공급한 구글의 룬 (출처 : 프로젝트 룬 공식 사이트)

LG유플러스와 함께 하는 드론

LG유플러스는 지난 2019년 4월 16일, 육군 제31보병사단과 함께 전라남도 여수시 무슬목 서쪽 1.6킬로미터 해상에서 군사용 드론 기반의 해상 작전을 성공리에 펼쳤습니다. 참고로 육군 제31보병사단은 현재 우리 군에서 추진하고 있는 육군의 드론봇(드론+로봇) 전투체계의 실험을 주도하고 있는 부대입니다.

LG유플러스 스마트 드론이 여수 앞바다를 순찰하고 있는 모습이다.

여수 앞바다를 순찰하고 있는 LG유플러스 스마트 드론

4월 16일에 진행된 해상작전실증은 스마트 드론을 이용해 시시각각 변화하는 해상상황에 대한 실시간 대응, 해안수색, 적군의 고속침투에 대한 상황 대응, 건물 내부 수색 등으로 이루어졌는데요. 고용량의 이미지를 고속으로 촬영하고 120Km 떨어진 관제 센터로 실시간으로 전송하는 등 긴급상황에 즉시 대응 가능한 LG유플러스 스마트 드론의 기술력을 입증했습니다.

LG유플러스는 현재 이처럼 드론 사업에서 군/경과 같은 정찰/감시/공공치안 분야에 집중하고 있으며 부산시, 대구시, 울주 군청, 완도 군청 등에서 지차제별 맞춤형 서비스 사업을 진행하고 있는데요. 이를 위해 LG유플러스는 통신이 가능한 전국 어디서나 비시야권과 야간에도 원격 조종을 할 수 있는 국내 유일의 관제시스템과, 실시간 영상을 전송하고 언제 어디서나 FHD/4K급의 고화질 영상을 확인할 수 있는 영상 시스템도 보유하고 있습니다.

LG유플러스 스마트 드론이 전남 완도군 망남리 인근의 전복 양식장 주변을 정찰하는 모습이다.

LG유플러스 스마트 드론이 전남 완도군 망남리 인근의 전복 양식장 주변을 정찰하는 모습

“LG유플러스 드론사업은 산업 분야별 필요한 솔루션과 결합하여 고객에게 맞춤형 부가 가치를 제공할 예정입니다. 예를 들어 군의 경우 미확인 선박을 자동으로 검색 색출하는 서비스, 농업의 경우 농작물의 생육 상태를 분석하여 정밀하게 농약을 살포하는 서비스, 시설 점검에서는 0.3mm 이하 크랙을 자동 검출하는 서비스 등으로 확대할 계획입니다. 또한 3D 모델링 솔루션으로 산불 감시, 미세 먼지 측정, 하천 오염 감시 등 사람이 접근하기 어려운 지역의 환경에 맞는 서비스도 추진할 계획입니다.

이를 위해 앞으로 드론용 5G통신, AI기반 군집자율 비행, 초정밀위치정보, 3D 모델링 등의 핵심 기술과, 사람의 개입없이 원격으로 드론을 조종하고 운영할 수 있는 드론 스테이션을 확보하기 위해 자체 개발 및 국내외 업체와의 협력을 통해 노력할 예정입니다.”

LG유플러스 드론사업팀


5G 기술은 드론을 포함해 많은 분야에서 기존에 넘지 못했던 기술의 벽을 무너뜨리고 있습니다. 5G 서비스의 확대를 통해 드론과 함께하는 어떤 미래가 우리에게 펼쳐질지 많은 기대가 됩니다.

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