상단여백
HOME 4차산업 5G/IoT/디바이스
[협력형 지능교통시스템으로 진화하는 자동차 산업①] 한차원 높은 지능형 교통시스템 C-ITS  기술 주도 경쟁 시작

[뉴스비전e 정윤수 기자] 자율주행자동차의 기술 발전은 자동차 산업이 직면하고 있는 가장 큰 변화중 하나다. 

이를 통해 도시의 효율과 안전성 향상을 기대하고 있으며, 산업적 측면에서도 새로운 서비스와 사업 모델이 활성화 될 것이라는 기대가 높다.  산업의 활성화로도 이어질 전망이다. 

자동차 산업에서의 이와 같은 큰 변화속에, 통신은 V2X의 다양한 방식으로 그 변화를 지원하고 있다 .

최근 3GPP 에서는 기존의 LTE 기술을 발전시킨 'LTE-V2X' 표준화 작업을 진행했다.

그 결과 기지국 통신과 단말간 통신을 통해 V2V를 포함한 다양한 서비스에 이어 'IEEE 802.11p'를 능가하는 성능을 보이고 Cloud 서비스, 빅데이터 분석, 인공지능 등 4차 산업혁명의 대표 기술들과의 연결성에서도 경쟁력을 가질 수 있게 됐다. 

또한 높은 전송속도, 사물통신, 저지연 통신과 고신뢰성을 바탕으로 다양한 산업에의 적용을 목표로 개발 중인 5G에서는 네트워크 구조의 개선을 통해 자동차 산업이 보다 쉽게 이동통신망을 사업에 활용할 수 있는 기반을 제공할 것으로 기대되고 있다.

자동차 산업은 전기자동차, 자율주행자동차, 공유경제, C-ITS(Cooperative-Intelligent Transport Systems)를 활용한 도로교통시스템 등 다양한 기술적, 사업적 변화를 맞이하고 있다.

 

◆기술적·사업적 급변기 맞이한 자동차 산업...협력형 지능교통시스템으로 진화

구글 (Google)은 적극적으로 자율주행자동차에 대한 도로 시험을 진행하고 있으며 이미 2016 년 10월에 320만 킬로미터의 주행 시험을 진행했다.   

테슬라(Tesla)는 자율주행 기능을 탑재한 전기자동차를 출시했고,  BMW, 아우디, 메르세데스벤츠 등 전통적인 자동차 제조기업들은 반자율주행 기능을 탑재한 자동차를 출시하고 있다 .

대부분의 자동차회사들이 2020년~2021년에는 자율주행 기능을 탑재한 자동차를 실용화 하겠겠다는 목표를 발표하고,  기술 개발 및 도로에서의 시험을 진행중이다.

최근의 자율 주행자동차의 추세는 다양한 빅데이터를 확보하여 인공지능 (AI) 을 적용한 분석을 통해 자율주행의 안전성과 효율을 높이는 방향으로 연구가 적극적으로 진행되고 있다.

 

◆한차원 높은 지능형 교통시스템 C-ITS 

미국 DSRC, 유럽 ETSI ITS G5, 3GPP LTE-V2X의 프로토콜 스택(stack) <자료 / 에릭슨LG>

C-ITS 분야에서는 기존에 성공적으로 추진된 ITS 시스템에 차량, 보행자, 도로안전시설(교통신호체계 , 도로시설물 등), 클라우드 서버 상의 앱 등을 통신 시스템으로 연결해 다양한 데이터를 활용한 한 차원 높은 협력적 지능형 교통시스템으로 진화하고 있다.

자율주행자동차와 C-ITS를 통해 도로 시스템의 효율을 향상시키고 , 차량 운행의 안전성을 획기적으로 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다 .

자율주행자동차와 C-ITS라는 두 자동차 산업의 변화 방향에서 공통적으로 중요한 역할을 담당하고 있는 것이 통신시스템, 특히 무선통신시스템이다.

IEEE 802.11p 표준에 기반을 둔 DSRC(Dedicated Short Range Communications)는 차량 간 통신을 포함한 V2X(vehicle-to-everything) 통신을 위한 기술로 개발됐다. 

최근에는 이동통신에 널리 사용되고 있는 LTE 기술을 활용한 V2X 기술이 3GPP 를 중심으로 표준화 됐다.  이와함께 전송속도 향상, 사물통신, 저지연 통신과 고신뢰성 기술을 바탕으로 다양한 산업과의 융합을 지원하는 목표를 가지고 개발되고 있는 5G는 기술적 진보와 함께 네트워크 구조의 변화를 통해 자동차 산업을 포함한 다양한 산업에서 이동통 신시스템을 보다 쉽게 활용할 수 있도록 진화하고 있다.

이에 따라 세계 각국은 LTE 와 5G 의 이동통신시스템을 활용하여 C-ITS 를 구축해 가는 방향으로 선회중이다.

 C-ITS를 중심으로 자동차 산업의 변화와 이에 따른 통신 분야에서의 새로운 요구사항에 적극 대응하는 것은 미래자동차 및 5G를 비롯한 차세대 통신산업에서도 중요한 대목으로 부각된다. 

3GPP 에서 최근 표준화된 LTE-V2X 기술과 그 진화 형태인 5G에서의 기술개발에 있어 C-ITS 지원 현황은 관심을 모은다. 

 

◆C-ITS 기술정의 및 표준화 경쟁하는 미국과 유럽

C-ITS는 도로 상의 차량이 차량간 통신 (Vehicle-to-Vehicle: V2V), 차량과 도로시설물과의 통신 (Vehicle-to-Infrastructure: V2I), 차량과 보행자 간의 통신 (Vehicle-to-Pedestrian: V2P), 그리고 차량과 네트워크 상의 응용 프로그램과의 통신 (Vehicle-to-Network: V2N) 을 통해 내 차량의 상태 뿐 아니라 도로 상의 다른 차량의 운행 상태, 도로의 차량 운행 흐름 및 보행자 상태, 신호 상태 등을 종합적으로 활용해 차량 운행의 안전성과 도로의 효율을 극대화하는 시스템이다. 

C-ITS는 기존의 ITS에 비해 통신을 적극 활용한 협력적 지능형 교통시스템이다 . 

최근에는 도로와 차량의 다양한 센서와 동영상 정보를 활용하여 클라우드 시스템에서의 빅데이터 분석과 인공지능의 활용을 통해, 보다 효율적인 도로교통시스템을 구축함으로써 향상된 서비스를 제공하는 추세다. 

C-ITS는 대중교통 효율 향상, 도로교통 흐름 최적화, 도시 내 혹은 도시 간 물류, 운전자 안전도 향상 등에 기여할 것으로 기대되고 있다. 자율주행의 효율과 안전성 향상에도 역할을 수행할 것으로 기대되고 있다 .

C-ITS의 다양한 통신 형태를 지원하기 위해 근거리통신 기술부터 위성 통신까지 다양한 기술이 시도되고 있다.  

대표적인 기술은 유럽과 미국을 중심으로 진행된 IEEE 802.11p 표준 기반의 통신시스템이다.  

미국에서는 IEEE 802.11p 기반의 물리계층(PHY와 MAC)에 IEEE 1609.4 MAC extension을 거쳐 SAE와 IEEE의 상위 프로토콜을 올린 DSRC를 정의했다.

유럽에서는 ETSI에서 관련 표준화를 진행하여 IEEE 802.11p 물리계층에 DCC 기반 MAC extension을 사용하고 상위 프로토콜을 정의한 ETSI ITS-G5를 사용한다.

기지국 통신과 단말간 통신 사용시 LTE-V2X 시나리오<자료 / 3GPP>

이동통신 표준을 만드는 3GPP에서는 C-ITS 서비스를 지원하기 위해 LTE-V2X 기술을 최근 표준화했다. 단말간 통신과 기지국 기반의 통신을 활용하여 서비스의 요구 사항을 만족시키는 방향으로 표준화가 진행됐으며, DSRC와 ETSI ITS-G5의 상위 프로토콜을 3GPP LTE 의 물리계층에 접목해 물리계층의 교체만으로 기존의 서비스를 그대로 사용하는 것을 목표로 작업이 진행됐다. 

3GPP는 이와 병행해 5G에 대한 표준화를 진행하고 있으며, 이를 통해 자동차, 공장, 에너지, 의료 등 다양한 산업에서 이동통신을 융합한 새로운 서비스와 사업 모델에서의 혁신을 지원하고 있다 . 

다양한 산업에서 이동통신을 활용한 혁신을 추진할 수 있도록 기존의 네트워크 구조 변화를 도모하고 있으며 가상화, 사업화 지원, 네트워크 슬라이스, 운영 및 관리 시스템의 진화도 표준화 중이다.

미국의 DoT(Department of Transportation)는 C-ITS 와 관련한 서비스를 V2I safety, V2V safety, agency data, environment, road weather, mobility, smart roadside로 나눠 정의하고 있다. 이와 함께 DoT 에서는 IEEE 802.11p 기반의 WAVE 기술뿐 아니라 LTE-V2X 를 포함한 복수 통신 방식의 적용을 통한 경쟁과 상호 보완에 기반한 발전을 권고했다.  

유럽에서는 ERTICO에서 C-ITS 서비스와 기술 동향 , 서비스 요구사항 등에 대한 분석 보고서를 발행했다. 

보고서에서 IEEE 802.11p 기반의 ETSI ITS-G5 기술뿐 아니라 이동통신과 위성통신 등 다양한 통신 기술 의 현황을 분석하고 C-ITS 에서 제공해야 할 서비스와 요구사항 그리고 예상되는 비용 분석과 후보 기술의 대비를 통해 다양한 무선 기술의 상호보완적인 발전 필요성을 주장했다.  보고서에서는 각 서비스의 요구사항을 통해, 많은 서비스들이 100km에 달하는 서비스 범위를 필요로 하고 있다. 

DSRC와 ETSI ITS-G5는 V2N 서비스를 제공할 수 있는 직접적인 통신 경로를 가지고 있지 못하고, IEEE 802.11a 기반의 기술을 사용해 자원의 효율성이 떨어지는 단점이 있으며, 기술의 미래 청사진을 제시하지 못하고 있다. 

미국과 유럽 등 세계적으로 이동통신 (LTE-V2X)을 비롯한 복수 기술의 사용을 주장하고 있는 이유다. 

정윤수 기자  newsvision-e@hanmail.net

<저작권자 © 뉴스비전e, 무단 전재 및 재배포 금지>

icon인기기사
기사 댓글 0
전체보기
첫번째 댓글을 남겨주세요.
여백
여백
여백
Back to Top