[KIDA논단] 5세대(5G) 이동통신 기술의 군사적 활용 방안
5세대(5G) 이동통신 기술의 군사적 활용 방안
『국방논단』 1859호(한국국방연구원 발행)
한명수 94-20085@mnd.go.kr
국군지휘통신사령부 지원처
안병오 boahn@kida.re.kr
한국국방연구원 군사발전연구센터
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이동통신 기술의 발달은 사회·문화적인 변화뿐만 아니라 군에도 많은 혁신을 가져왔다. 군은 인사, 정보, 작전, 군수분야 등 모든 기능에서 이동통신 기술을 다양하게 활용하고 있으며 지난해부터 영내 병사들은 개인 스마트폰을 자유롭게 사용하고 있다. 4차 산업혁명 시대를 선도하고 있는 5세대 이동통신 기술은 또 한 번의 큰 변화를 예고하고 있다. 1세대로부터 4세대에 이르기까지 이동통신 기술을 군사적으로 활용해 본 군에서는 그 편리성과 작전적 효용성을 충분히 공감하고 있으며 추가적인 활용방안을 모색하고 있다. 5세대에서는 초고속·초연결·초저지연/고신뢰 특성을 구현하기 위해 다양한 신기술들이 연구 및 개발되고 있으며 이 중에는 군사적으로 활용가치가 높은 기술들이 포함되어 있다. 이제 막 상용화를 시작한 5세대 이동통신 서비스가 머지않아 보편화되면 이를 기반으로 군 경계작전, 교육훈련, 병영생활 등 다양한 분야에서 실험사업과 신기술 융합 노력들이 이루어질 것이다. 본고는 이에 대한 고민과 방향을 담고 있다.
5G 이동통신은 국제적으로 표준화된 5세대(Generation) 이동통신 기술이다. 현재까지 이동통신 기술은 1G에서부터 5G로 진화해 왔으며, 각 세대에 따라 주요 기능 및 성능이 발전되고 있다. 5G 이동통신기술은 4G보다 전송속도 향상, 지연시간 감소, 접속기기 수 증가를 주요 특징으로 하고 있다. 다가올 가까운 미래에는 5G 이동통신 네트워크를 통해 모든 사람과 사물들이 연결될 것이며 여기서 발생한 데이터가 빠르고 안전하게 가상세계로 전달되고 인공지능 등의 기술과 접목되어 인간에게 더 편하고 안전하게 다양한 서비스를 제공해줄 것이다.
대한민국은 2019년 4월 세계 최초로 5G를 상용화하여 서비스를 제공하기 시작했다. 아직 초기단계이긴 하지만 가까운 시일 내에 모든 국민이 5G 이동통신 네트워크를 기반으로 한 AR/VR, 자율주행, 무인 드론 등 다양한 지능형 서비스를 이용하게 될 것으로 예측된다.
5G 이동통신 기술은 국방 모바일환경 구축과 더불어 사물인터넷 기반 실시간 지휘통제 및 정보 공유, 인공지능과 빅데이터를 접목한 부대 관리용 센서 구축 등 군사적 활용가치가 매우 높다. 현재 군은 5G 기반 모바일환경을 구축하는 것을 포함하여 인사, 정보, 작전, 군수 등 다양한 분야에서 5G 서비스를 제공 및 활용하는 것까지 광범위한 측면에서 5G 기술의 군 활용방안을 고민 중이다.
이러한 고민을 같이한다는 측면에서 본고에서는 그동안 이동통신 세대별 군사적 활용사례들과 이제 막 상용화 서비스를 시작한 5G 이동통신의 주요 기술들을 소개하고 군사적으로 활용이 가능한 분야를 제시하고자 한다.
이동통신 기술의 발전은 군에 많은 변화를 가져왔다. 1세대부터 4세대에 이르기까지 다양한 영역에서 이동통신 기술을 군사적으로 활용하여 왔으며 효과적으로 사용하고 있는 중이다.
1세대(1G) 이동통신
1세대 이동통신은 200MHz에서 900MHz 대역의 주파수를 사용하여 약 10kbps 전송속도로 단순한 음성통화 서비스만 제공하였다. 1983년 미국 시카고에서 Ameritech사가 세계 최초로 서비스를 개통하였으며 우리나라에서는 1984년에 서비스를 시작하여 1999년 서비스가 중단되기까지 약 290만 명의 서비스 가입자 수를 기록하였다.
그러나 고가의 단말기 가격과 이용 요금으로 인해 일반 대중이 사용하기에는 어려웠다. 서비스 지역도 수도권과 지방 주요 도시 중심이었고 부유층이나 특정 계층, 특정 기관에서만 사용되었다. 이와 함께 ‘삐삐’라는 무선호출기가 등장하였다. 20개 이내 숫자를 수신자 단말에 전달할 수 있었고 실질적인 의사소통은 공중전화나 유선전화를 통해야만 했다.
우리 군에서는 고위 장성급 계층에서 카폰이라는 이름으로 차량에 장착하여 이동 간 무선 전화기를 운용하였고 비화 통화는 제공되지 않았다. 이 시절에는 무선호출기 기능을 활용하여 주요 직위자들을 긴급 호출하거나 사전에 정해진 숫자화된 약호를 이용하여 부대 상황을 전파하였다. 1990년대 군에서 많이 운용되었던 삐삐는 1997년 2세대 디지털 방식 휴대전화가 등장하면서 급격히 사라졌으며 현재는 상용 정보통신장비 반입이 금지된 지하 벙커 등에서 긴급 호출용으로 일부 운용되고 있다.
2세대(2G) 이동통신
1996년 이동통신기술이 아날로그에서 디지털로 전환되면서 800MHz 주파수 대역과 1.7GHz 대역을 활용한 코드분할다중접속(CDMA) 방식의 2세대 이동통신 서비스가 시작되었다. 이 방식의 원천기술은 미국의 Qualcomm사가 소유하고 있었으나 우리나라에서 세계 최초로 제품 개발과 상용화가 이루어졌다. 이 기술은 주파수 효율성을 높여 여러 사람이 동시에 이동전화를 사용할 수 있도록 하였고 이전보다 훨씬 저렴한 가격으로 서비스를 제공하여 대중화하는 데 성공하였다. 초창기 벽돌만 한 크기의 무선 전화기도 이동통신 기술 발달과 더불어 소형화되었고 생활을 편리하게 하는 다양한 부가 서비스 기능도 추가되었다.
2세대 이동통신의 등장은 우리 군의 작전통신망 운용에도 획기적인 변화를 가져왔다. 1990년대 중반 제2이동통신 사업자로 선정된 포항제철 계열의 컨소시엄 회사였던 신세기 이동통신은 군과 협약을 통해 전국의 주요 군 중계소 및 통신소에 이동통신 기지국을 설치하였다.
이를 조건으로 군에서는 이동전화 중간번호 일정 대역을 받았고 이 번호 대역만 군 유선교환기와 이동전화교환기간 연결을 허용함으로써 신세기 통신 이동전화에 가입한 군 간부들이 이동 간에도 모든 부대의 사무실 유선전화 가입자와 무료통화가 가능해졌다. 또한, 보안모듈을 개발하여 비화용 휴대폰을 운용함으로써 보안성이 강화된 상용이동통신 서비스 기반의 군 자체 비밀통화용 무선 네트워크를 구축하게 되었다. 이후에 군은 KT와 LG유플러스 이동전화 가입자까지 군 교환기 접속을 확대하였다.
이와 더불어 약호화된 숫자를 전달하던 무선호출기 세대에서 2G 서비스 기반의 문자동보시스템을 구축하여 주요 직위자를 포함하여 필요시엔 모든 이동전화 가입자를 대상으로 부대 공지사항을 전파할 수 있게 되었다.
2009년에는 헬기위치추적체계(HAPS)를 도입하여 작전 중인 모든 헬기들의 위치를 실시간 공유하고 있다. 현재 KT는 2012년 비효율적인 망 유지비용과 차세대 서비스를 위한 주파수 사용을 위해 2G 서비스를 완전히 종료했으며 SK텔레콤도 2020년 7월 서비스를 종료하였고 LG유플러스는 2021년경으로 종료 예정이다.
3세대(3G) 이동통신
3세대 이동통신 기술의 개발 및 표준화는 사람들이 이동하는 중에도 인터넷으로 대표되는 데이터통신을 사용할 수 있게 하는 것이 주된 목적이었다. 국내에서는 2002년부터 서비스가 시작되었고 얼굴을 보면서 통화하고 사진을 촬영하여 전송할 수 있는 기능에 온 국민이 놀라워하던 시절이었다.
그런 가운데 2007년 애플의 스마트폰이 등장하면서 고정된 사무실과 집안에서만 사용할 수 있던 개인용 컴퓨터가 유선을 잘라내고 손에 쥐고 마음대로 이동하면서 인터넷에 접속할 수 있는 세상이 되었다. 이로 인해 페이스북, 트위터, 카카오톡, 밴드 등의 SNS 사용자가 급속도로 늘어나게 되었고 사용자들은 단순한 음성통화에서 벗어나 더 많은 데이터 용량을 더 빠르게 이용할 수 있는 서비스를 요구하게 되었다.
작전부대 지휘관의 빠른 지휘결심과 상·하 인접제대 간의 실시간 상황공유는 작전의 성패를 좌우하는 가장 중요한 요소였기 때문에 군에서도 영상과 사진을 상호 공유하고 실시간 대화를 할 수 있는 서비스가 요구되었다. 이에 따라 2010년대 초에 국방부 주도하에 3G 이동통신 서비스 기반의 스마트폰 군 활용체계를 개발하였고 전용 단말기를 휴대한 모든 작전 현장에서 실시간 동영상과 사진을 합참까지 공유할 수 있게 되었다. 또한, 서버에 저장된 영상과 사진도 언제든지 재생 가능하여 정보분석과 채증 자료 활용 등 다양한 작전영역에서 운용되고 있다.
4세대(4G) 이동통신
국제전기통신연합(ITU)은 최초 4세대 이동통신의 전송속도 규격을 정지상태에서 1Gbps, 고속 이동 시 100Mbps로 정하였다. 그러나 이 규격을 맞추기에는 기술적 한계에 부딪혀 2010년 12월, 3G보다 월등히 발전된 기술을 4G로 볼 수 있다고 발표하면서 LTE 기술을 4G의 범주로 포함하게 되었다.
LTE 기술은 기존의 CDMA 방식을 벗어나 직교주파수다중분할접속(OFDMA)이라는 새로운 무선통신 기술과 고성능 변복조 및 신호처리 기술을 적용하였다. 이를 통해 단말기당 최소 100Mbps 이상의 전송속도가 가능하여 다양한 이동환경에서 더 빠른 무선 데이터 서비스를 제공하게 되었다.
LTE시대가 되면서 이동전화 요금체계에도 변화를 가져왔다. 기존의 초 단위 음성통화 과금체계에서 데이터 요금제 가입 시 무제한 음성통화를 할 수 있게 되었다. 요금제에 따라 수백 메가바이트(Mbyte)에서 수십 기가바이트(Gbyte)까지 데이터 이용이 가능하였고 가족이나 친구 사이에 데이터를 선물로 주고 받을 수 있게 되었다.
LTE와 4세대 이동통신 표준규격을 경쟁하던 WiMax(또는 WiBro) 기술은 우리 군의 전술정보통신망(TICN)에 접목되어 전력화되었다. 기존의 2~4Mbps 무선 전송속도를 45Mbps까지 증가시킴으로써 무인정찰기, 위성 등의 고화질 감시영상 및 사진을 보병여단급 제대까지 실시간 전송할 수 있게 되었고 상·하급 C4I체계 간 데이터 유통도 이전보다 훨씬 더 원활하게 되었다. 또한, 음성통화만 가능한 덩치만 컸던 이동형 전술무전기도 영상통화까지 가능한 스마트폰 크기로 소형화되었다.
LTE 이동통신 기술은 군뿐만 아니라 경찰, 소방, 지자체 등과 국가 재난 상황 시 상호 지휘통제가 가능하도록 현재의 재난안전통신망(PS-LTE)에도 적용되었다. 군은 2G 서비스 기반으로 개발했던 문자동보체계, 헬기위치추적체계 등을 현재 LTE 기반으로 전환하였고 공군 비행기지 경계 및 정비체계, 위성장비와 결합한 이동형 LTE체계 등 다양한 분야에서 4세대 이동통신 기술을 접목하여 활용하고 있다.
지금까지 언급한 바와 같이 이동통신 기술의 발전에 따라 군의 활용 분야도 점진적으로 변화하였다. 최초 음성통화에서 문자전송, 사진 및 영상공유, 위치정보 전시, 비밀통화, 모바일 오피스 등의 순으로 요구되는 서비스는 점차 다양해지고 있다. 국방부, 합참을 비롯한 각 군에서는 5G 이동통신의 새로운 기술들을 군에 접목하기 위한 다양한 서비스 발굴에 많은 노력을 기울이고 있다.
경계작전 자율주행 기능이 장착되면 어선 및 선박들을 원격 통제할 수 있다. V2X 통신기술이 접목된 자율주행 차량과 같이 동일한 개념의 통신모듈이 모든 선박에도 장착된다면 안전사고 예방효과 뿐만 아니라 연안을 항행하는 선박 위치정보를 레이더 기지와 해안경계 책임부대에서도 실시간 수신할 수 있게 된다. 물론, 현재의 AIS 및 V-Pass 시스템을 이용해서도 일정 톤수 이상의 어선까지 자동으로 위치정보를 수신할 수 있다.
전방부대에서 운용 중인 스마트폰 군 활용체계의 활용성과 생존성을 높일 수 있다. 이상 징후가 발생한 장소에 출동한 책임자가 사진과 실시간 영상 등을 단순 전송하는 기능을 뛰어넘어 스마트폰에서 해당 지역을 스캔한 후 지휘통제실로 전송되고 작전지역의 3D 영상이 홀로그램 형태로 전시되면 기존보다 훨씬 더 정보공유 효과를 높일 수 있다.
또한, 서버에 저장된 데이터베이스를 전방 스마트폰에 전송하여 정비 담당자가 고글 착용 시 증강현실(VR)이 현시되면 감시 카메라, 광 망센서 등의 정비를 훨씬 더 쉽게 할 수 있다. 더불어, 기기 간 직접 통신기술이 접목된다면 태풍 등으로 인해 기지국 작동이 제한되는 상태에서도 인접 부대 스마트폰과 정보공유를 할 수 있는 여건이 보장될 것이다.
교육훈련
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훈련 통제 및 안전분야 지도 시, 보안성이 강화된 정보유통체계를 구축할 수 있다. 부대의 교육훈련은 전술전기를 연마하는 것이므로 모든 훈련은 전력화된 전술통신장비를 최대한 운용하여 지휘 통제체계를 구성하고 장비 조작법을 숙달해야 한다. 다만, 교육훈련 과정에서 반드시 편성하는 훈련 및 안전 통제관들은 신속한 통제와 상호 협조가 최우선이며 이를 위해 전술통신장비보다 휴대성 우수하고 사용이 편리한 스마트폰을 사용한 카카오톡 등 SNS 기능 또는 TRS를 활용하고 있다. 그러나 이것은 통신 네트워크를 공유함에 따라 보안에 다소 취약한 면을 갖고 있다.
이러한 단점을 해소하기 위해 앞서 소개된 5G 이동통신 기술 중의 네트워크 슬라이싱 기술을 적용한 다면 지금보다 더 보안성을 향상시킬 수 있다. 훈련 통제 목적의 전용 네트워크를 일정 기간 이동통신사에 요금을 지불하여 구성하고 종료 후 해체한다면 외부 해커나 바이러스로부터 차단되어 인터넷 접속이 불가능한 독립된 네트워크를 구성하여, 더욱 안전한 정보유통체계를 구축할 수 있을 것이다.
병영생활
병사들의 스마트폰 데이터 트래픽 과부하를 해소할 수 있다. 주지하고 있는 바와 같이, 군에는 2019년부터 영내 병사들의 개인 스마트폰 반입이 전면 허용되어 평일 업무시간을 제외하고 야간 및 휴일에 자유롭게 사용할 수 있게 되었다.
이에 따라 스마트폰은 군 외부와 자유로운 SNS 소통을 통한 상대적인 고립감 해소, 자기계발을 위한 동영상 강의 시청 등의 목적으로 활용되어 병영생활에 매우 유용한 도구가 되고 있다.
그러나 현재의 4G 이동통신 시스템에서는 동시에 수십 대의 스마트폰이 동시에 접속할 경우 인터넷 접속이 매우 느려지는 현상을 겪고 있다. 특히, 해저 광케이블이 없는 서북도서 및 남·서해안 도서 지역의 감시기지에 근무하는 장병은 더욱더 제한사항이 많다.
모바일 에지 컴퓨팅 기술과 초고밀도 네트워크 기술이 적용된 초고속 5G 시대에는 이러한 문제점을 해결할 수 있을 것으로 기대된다. 즉, 대부분의 이동통신사의 코어 시스템이 서울 지역에 있으므로 인해 모든 데이터가 중앙으로 왔다가 다시 내려가는 현상을 에지 컴퓨팅 기술에 적용된 데이터 캐싱 방법을 활용하면 지역 서버에서 신속하게 데이터를 배포하여 트래픽을 분산시킬 수 있다. 또한, 가장 가까운 한 개의 기지국에서 데이터를 수신하지 않고 동시에 여러 개를 접속하여 데이터를 동시에 분산하여 수신할 수 있게 되면 현재와 같은 트래픽 과부하 현상은 크게 해소될 수 있을 것이다.
사이버지식정보방을 대체할 수 있다. 모든 부대의 독립 숙영지에 설치되어 운용 중인 사이버지식정보방은 광 네트워크 기반으로 별도의 공간에서 운용하고 있으며 현재는 사용료가 무료이고 인터넷 접속속도가 이동전화에 비해 상대적으로 빠른 장점이 있다.
그러나 20Gbps급의 초고속 전송속도가 보장되는 5G가 보편화되면 공공장소에서 SNS 이용 간 사생활 노출, 전방 숙영지 공간 확보제한, 사용시간 제약 등의 불편함이 있는 사이버지식정보방은 문을 닫게 될 것이다. 병사들의 데이터 이용 요금부담 문제가 발생할 수 있으나 장병 복지 차원에서 국방부와 이동통신사가 협약을 통해 저렴한 특수 요금제를 마련한다면 해결할 수 있을 것으로 판단된다.
앞에서 기술한 바와 같이 5G 이동통신 기술의 군사적 활용을 위해 우리 군은 인프라 구축과 서비스 발굴을 추진하고 있다. 현재는 인프라 구축에 좀 더 치우친 모습이다. 상용 기반으로 할지, 독립적인 폐쇄망으로 할지, 행안부 재난안전망 기반으로 할지 등 기술적인 구현에 논의의 초점이 맞춰져 있다. 그 고민은 서비스 대상과 범위 등 활용 방향이 좀 더 명확하게 정립한 후에 이루어져야 한다고 본다.
※ 본 내용은 집필자의 개인적 의견이며, 한국국방연구원의 공식적 견해가 아님을 밝힙니다.
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이동통신 기술의 발달은 사회·문화적인 변화뿐만 아니라 군에도 많은 혁신을 가져왔다. 군은 인사, 정보, 작전, 군수분야 등 모든 기능에서 이동통신 기술을 다양하게 활용하고 있으며 지난해부터 영내 병사들은 개인 스마트폰을 자유롭게 사용하고 있다. 4차 산업혁명 시대를 선도하고 있는 5세대 이동통신 기술은 또 한 번의 큰 변화를 예고하고 있다. 1세대로부터 4세대에 이르기까지 이동통신 기술을 군사적으로 활용해 본 군에서는 그 편리성과 작전적 효용성을 충분히 공감하고 있으며 추가적인 활용방안을 모색하고 있다. 5세대에서는 초고속·초연결·초저지연/고신뢰 특성을 구현하기 위해 다양한 신기술들이 연구 및 개발되고 있으며 이 중에는 군사적으로 활용가치가 높은 기술들이 포함되어 있다. 이제 막 상용화를 시작한 5세대 이동통신 서비스가 머지않아 보편화되면 이를 기반으로 군 경계작전, 교육훈련, 병영생활 등 다양한 분야에서 실험사업과 신기술 융합 노력들이 이루어질 것이다. 본고는 이에 대한 고민과 방향을 담고 있다.
5G 이동통신은 국제적으로 표준화된 5세대(Generation) 이동통신 기술이다. 현재까지 이동통신 기술은 1G에서부터 5G로 진화해 왔으며, 각 세대에 따라 주요 기능 및 성능이 발전되고 있다. 5G 이동통신기술은 4G보다 전송속도 향상, 지연시간 감소, 접속기기 수 증가를 주요 특징으로 하고 있다. 다가올 가까운 미래에는 5G 이동통신 네트워크를 통해 모든 사람과 사물들이 연결될 것이며 여기서 발생한 데이터가 빠르고 안전하게 가상세계로 전달되고 인공지능 등의 기술과 접목되어 인간에게 더 편하고 안전하게 다양한 서비스를 제공해줄 것이다.
대한민국은 2019년 4월 세계 최초로 5G를 상용화하여 서비스를 제공하기 시작했다. 아직 초기단계이긴 하지만 가까운 시일 내에 모든 국민이 5G 이동통신 네트워크를 기반으로 한 AR/VR, 자율주행, 무인 드론 등 다양한 지능형 서비스를 이용하게 될 것으로 예측된다.
5G 이동통신 기술은 국방 모바일환경 구축과 더불어 사물인터넷 기반 실시간 지휘통제 및 정보 공유, 인공지능과 빅데이터를 접목한 부대 관리용 센서 구축 등 군사적 활용가치가 매우 높다. 현재 군은 5G 기반 모바일환경을 구축하는 것을 포함하여 인사, 정보, 작전, 군수 등 다양한 분야에서 5G 서비스를 제공 및 활용하는 것까지 광범위한 측면에서 5G 기술의 군 활용방안을 고민 중이다.
이러한 고민을 같이한다는 측면에서 본고에서는 그동안 이동통신 세대별 군사적 활용사례들과 이제 막 상용화 서비스를 시작한 5G 이동통신의 주요 기술들을 소개하고 군사적으로 활용이 가능한 분야를 제시하고자 한다.
이동통신 기술의 발전은 군에 많은 변화를 가져왔다. 1세대부터 4세대에 이르기까지 다양한 영역에서 이동통신 기술을 군사적으로 활용하여 왔으며 효과적으로 사용하고 있는 중이다.
1세대(1G) 이동통신
1세대 이동통신은 200MHz에서 900MHz 대역의 주파수를 사용하여 약 10kbps 전송속도로 단순한 음성통화 서비스만 제공하였다. 1983년 미국 시카고에서 Ameritech사가 세계 최초로 서비스를 개통하였으며 우리나라에서는 1984년에 서비스를 시작하여 1999년 서비스가 중단되기까지 약 290만 명의 서비스 가입자 수를 기록하였다.
그러나 고가의 단말기 가격과 이용 요금으로 인해 일반 대중이 사용하기에는 어려웠다. 서비스 지역도 수도권과 지방 주요 도시 중심이었고 부유층이나 특정 계층, 특정 기관에서만 사용되었다. 이와 함께 ‘삐삐’라는 무선호출기가 등장하였다. 20개 이내 숫자를 수신자 단말에 전달할 수 있었고 실질적인 의사소통은 공중전화나 유선전화를 통해야만 했다.
우리 군에서는 고위 장성급 계층에서 카폰이라는 이름으로 차량에 장착하여 이동 간 무선 전화기를 운용하였고 비화 통화는 제공되지 않았다. 이 시절에는 무선호출기 기능을 활용하여 주요 직위자들을 긴급 호출하거나 사전에 정해진 숫자화된 약호를 이용하여 부대 상황을 전파하였다. 1990년대 군에서 많이 운용되었던 삐삐는 1997년 2세대 디지털 방식 휴대전화가 등장하면서 급격히 사라졌으며 현재는 상용 정보통신장비 반입이 금지된 지하 벙커 등에서 긴급 호출용으로 일부 운용되고 있다.
2세대(2G) 이동통신
1996년 이동통신기술이 아날로그에서 디지털로 전환되면서 800MHz 주파수 대역과 1.7GHz 대역을 활용한 코드분할다중접속(CDMA) 방식의 2세대 이동통신 서비스가 시작되었다. 이 방식의 원천기술은 미국의 Qualcomm사가 소유하고 있었으나 우리나라에서 세계 최초로 제품 개발과 상용화가 이루어졌다. 이 기술은 주파수 효율성을 높여 여러 사람이 동시에 이동전화를 사용할 수 있도록 하였고 이전보다 훨씬 저렴한 가격으로 서비스를 제공하여 대중화하는 데 성공하였다. 초창기 벽돌만 한 크기의 무선 전화기도 이동통신 기술 발달과 더불어 소형화되었고 생활을 편리하게 하는 다양한 부가 서비스 기능도 추가되었다.
2세대 이동통신의 등장은 우리 군의 작전통신망 운용에도 획기적인 변화를 가져왔다. 1990년대 중반 제2이동통신 사업자로 선정된 포항제철 계열의 컨소시엄 회사였던 신세기 이동통신은 군과 협약을 통해 전국의 주요 군 중계소 및 통신소에 이동통신 기지국을 설치하였다.
이를 조건으로 군에서는 이동전화 중간번호 일정 대역을 받았고 이 번호 대역만 군 유선교환기와 이동전화교환기간 연결을 허용함으로써 신세기 통신 이동전화에 가입한 군 간부들이 이동 간에도 모든 부대의 사무실 유선전화 가입자와 무료통화가 가능해졌다. 또한, 보안모듈을 개발하여 비화용 휴대폰을 운용함으로써 보안성이 강화된 상용이동통신 서비스 기반의 군 자체 비밀통화용 무선 네트워크를 구축하게 되었다. 이후에 군은 KT와 LG유플러스 이동전화 가입자까지 군 교환기 접속을 확대하였다.
이와 더불어 약호화된 숫자를 전달하던 무선호출기 세대에서 2G 서비스 기반의 문자동보시스템을 구축하여 주요 직위자를 포함하여 필요시엔 모든 이동전화 가입자를 대상으로 부대 공지사항을 전파할 수 있게 되었다.
2009년에는 헬기위치추적체계(HAPS)를 도입하여 작전 중인 모든 헬기들의 위치를 실시간 공유하고 있다. 현재 KT는 2012년 비효율적인 망 유지비용과 차세대 서비스를 위한 주파수 사용을 위해 2G 서비스를 완전히 종료했으며 SK텔레콤도 2020년 7월 서비스를 종료하였고 LG유플러스는 2021년경으로 종료 예정이다.
3세대(3G) 이동통신
3세대 이동통신 기술의 개발 및 표준화는 사람들이 이동하는 중에도 인터넷으로 대표되는 데이터통신을 사용할 수 있게 하는 것이 주된 목적이었다. 국내에서는 2002년부터 서비스가 시작되었고 얼굴을 보면서 통화하고 사진을 촬영하여 전송할 수 있는 기능에 온 국민이 놀라워하던 시절이었다.
그런 가운데 2007년 애플의 스마트폰이 등장하면서 고정된 사무실과 집안에서만 사용할 수 있던 개인용 컴퓨터가 유선을 잘라내고 손에 쥐고 마음대로 이동하면서 인터넷에 접속할 수 있는 세상이 되었다. 이로 인해 페이스북, 트위터, 카카오톡, 밴드 등의 SNS 사용자가 급속도로 늘어나게 되었고 사용자들은 단순한 음성통화에서 벗어나 더 많은 데이터 용량을 더 빠르게 이용할 수 있는 서비스를 요구하게 되었다.
작전부대 지휘관의 빠른 지휘결심과 상·하 인접제대 간의 실시간 상황공유는 작전의 성패를 좌우하는 가장 중요한 요소였기 때문에 군에서도 영상과 사진을 상호 공유하고 실시간 대화를 할 수 있는 서비스가 요구되었다. 이에 따라 2010년대 초에 국방부 주도하에 3G 이동통신 서비스 기반의 스마트폰 군 활용체계를 개발하였고 전용 단말기를 휴대한 모든 작전 현장에서 실시간 동영상과 사진을 합참까지 공유할 수 있게 되었다. 또한, 서버에 저장된 영상과 사진도 언제든지 재생 가능하여 정보분석과 채증 자료 활용 등 다양한 작전영역에서 운용되고 있다.
4세대(4G) 이동통신
국제전기통신연합(ITU)은 최초 4세대 이동통신의 전송속도 규격을 정지상태에서 1Gbps, 고속 이동 시 100Mbps로 정하였다. 그러나 이 규격을 맞추기에는 기술적 한계에 부딪혀 2010년 12월, 3G보다 월등히 발전된 기술을 4G로 볼 수 있다고 발표하면서 LTE 기술을 4G의 범주로 포함하게 되었다.
LTE 기술은 기존의 CDMA 방식을 벗어나 직교주파수다중분할접속(OFDMA)이라는 새로운 무선통신 기술과 고성능 변복조 및 신호처리 기술을 적용하였다. 이를 통해 단말기당 최소 100Mbps 이상의 전송속도가 가능하여 다양한 이동환경에서 더 빠른 무선 데이터 서비스를 제공하게 되었다.
LTE시대가 되면서 이동전화 요금체계에도 변화를 가져왔다. 기존의 초 단위 음성통화 과금체계에서 데이터 요금제 가입 시 무제한 음성통화를 할 수 있게 되었다. 요금제에 따라 수백 메가바이트(Mbyte)에서 수십 기가바이트(Gbyte)까지 데이터 이용이 가능하였고 가족이나 친구 사이에 데이터를 선물로 주고 받을 수 있게 되었다.
LTE와 4세대 이동통신 표준규격을 경쟁하던 WiMax(또는 WiBro) 기술은 우리 군의 전술정보통신망(TICN)에 접목되어 전력화되었다. 기존의 2~4Mbps 무선 전송속도를 45Mbps까지 증가시킴으로써 무인정찰기, 위성 등의 고화질 감시영상 및 사진을 보병여단급 제대까지 실시간 전송할 수 있게 되었고 상·하급 C4I체계 간 데이터 유통도 이전보다 훨씬 더 원활하게 되었다. 또한, 음성통화만 가능한 덩치만 컸던 이동형 전술무전기도 영상통화까지 가능한 스마트폰 크기로 소형화되었다.
LTE 이동통신 기술은 군뿐만 아니라 경찰, 소방, 지자체 등과 국가 재난 상황 시 상호 지휘통제가 가능하도록 현재의 재난안전통신망(PS-LTE)에도 적용되었다. 군은 2G 서비스 기반으로 개발했던 문자동보체계, 헬기위치추적체계 등을 현재 LTE 기반으로 전환하였고 공군 비행기지 경계 및 정비체계, 위성장비와 결합한 이동형 LTE체계 등 다양한 분야에서 4세대 이동통신 기술을 접목하여 활용하고 있다.
지금까지 언급한 바와 같이 이동통신 기술의 발전에 따라 군의 활용 분야도 점진적으로 변화하였다. 최초 음성통화에서 문자전송, 사진 및 영상공유, 위치정보 전시, 비밀통화, 모바일 오피스 등의 순으로 요구되는 서비스는 점차 다양해지고 있다. 국방부, 합참을 비롯한 각 군에서는 5G 이동통신의 새로운 기술들을 군에 접목하기 위한 다양한 서비스 발굴에 많은 노력을 기울이고 있다.
경계작전 자율주행 기능이 장착되면 어선 및 선박들을 원격 통제할 수 있다. V2X 통신기술이 접목된 자율주행 차량과 같이 동일한 개념의 통신모듈이 모든 선박에도 장착된다면 안전사고 예방효과 뿐만 아니라 연안을 항행하는 선박 위치정보를 레이더 기지와 해안경계 책임부대에서도 실시간 수신할 수 있게 된다. 물론, 현재의 AIS 및 V-Pass 시스템을 이용해서도 일정 톤수 이상의 어선까지 자동으로 위치정보를 수신할 수 있다.
전방부대에서 운용 중인 스마트폰 군 활용체계의 활용성과 생존성을 높일 수 있다. 이상 징후가 발생한 장소에 출동한 책임자가 사진과 실시간 영상 등을 단순 전송하는 기능을 뛰어넘어 스마트폰에서 해당 지역을 스캔한 후 지휘통제실로 전송되고 작전지역의 3D 영상이 홀로그램 형태로 전시되면 기존보다 훨씬 더 정보공유 효과를 높일 수 있다.
또한, 서버에 저장된 데이터베이스를 전방 스마트폰에 전송하여 정비 담당자가 고글 착용 시 증강현실(VR)이 현시되면 감시 카메라, 광 망센서 등의 정비를 훨씬 더 쉽게 할 수 있다. 더불어, 기기 간 직접 통신기술이 접목된다면 태풍 등으로 인해 기지국 작동이 제한되는 상태에서도 인접 부대 스마트폰과 정보공유를 할 수 있는 여건이 보장될 것이다.
교육훈련
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훈련 통제 및 안전분야 지도 시, 보안성이 강화된 정보유통체계를 구축할 수 있다. 부대의 교육훈련은 전술전기를 연마하는 것이므로 모든 훈련은 전력화된 전술통신장비를 최대한 운용하여 지휘 통제체계를 구성하고 장비 조작법을 숙달해야 한다. 다만, 교육훈련 과정에서 반드시 편성하는 훈련 및 안전 통제관들은 신속한 통제와 상호 협조가 최우선이며 이를 위해 전술통신장비보다 휴대성 우수하고 사용이 편리한 스마트폰을 사용한 카카오톡 등 SNS 기능 또는 TRS를 활용하고 있다. 그러나 이것은 통신 네트워크를 공유함에 따라 보안에 다소 취약한 면을 갖고 있다.
이러한 단점을 해소하기 위해 앞서 소개된 5G 이동통신 기술 중의 네트워크 슬라이싱 기술을 적용한 다면 지금보다 더 보안성을 향상시킬 수 있다. 훈련 통제 목적의 전용 네트워크를 일정 기간 이동통신사에 요금을 지불하여 구성하고 종료 후 해체한다면 외부 해커나 바이러스로부터 차단되어 인터넷 접속이 불가능한 독립된 네트워크를 구성하여, 더욱 안전한 정보유통체계를 구축할 수 있을 것이다.
병영생활
병사들의 스마트폰 데이터 트래픽 과부하를 해소할 수 있다. 주지하고 있는 바와 같이, 군에는 2019년부터 영내 병사들의 개인 스마트폰 반입이 전면 허용되어 평일 업무시간을 제외하고 야간 및 휴일에 자유롭게 사용할 수 있게 되었다.
이에 따라 스마트폰은 군 외부와 자유로운 SNS 소통을 통한 상대적인 고립감 해소, 자기계발을 위한 동영상 강의 시청 등의 목적으로 활용되어 병영생활에 매우 유용한 도구가 되고 있다.
그러나 현재의 4G 이동통신 시스템에서는 동시에 수십 대의 스마트폰이 동시에 접속할 경우 인터넷 접속이 매우 느려지는 현상을 겪고 있다. 특히, 해저 광케이블이 없는 서북도서 및 남·서해안 도서 지역의 감시기지에 근무하는 장병은 더욱더 제한사항이 많다.
모바일 에지 컴퓨팅 기술과 초고밀도 네트워크 기술이 적용된 초고속 5G 시대에는 이러한 문제점을 해결할 수 있을 것으로 기대된다. 즉, 대부분의 이동통신사의 코어 시스템이 서울 지역에 있으므로 인해 모든 데이터가 중앙으로 왔다가 다시 내려가는 현상을 에지 컴퓨팅 기술에 적용된 데이터 캐싱 방법을 활용하면 지역 서버에서 신속하게 데이터를 배포하여 트래픽을 분산시킬 수 있다. 또한, 가장 가까운 한 개의 기지국에서 데이터를 수신하지 않고 동시에 여러 개를 접속하여 데이터를 동시에 분산하여 수신할 수 있게 되면 현재와 같은 트래픽 과부하 현상은 크게 해소될 수 있을 것이다.
사이버지식정보방을 대체할 수 있다. 모든 부대의 독립 숙영지에 설치되어 운용 중인 사이버지식정보방은 광 네트워크 기반으로 별도의 공간에서 운용하고 있으며 현재는 사용료가 무료이고 인터넷 접속속도가 이동전화에 비해 상대적으로 빠른 장점이 있다.
그러나 20Gbps급의 초고속 전송속도가 보장되는 5G가 보편화되면 공공장소에서 SNS 이용 간 사생활 노출, 전방 숙영지 공간 확보제한, 사용시간 제약 등의 불편함이 있는 사이버지식정보방은 문을 닫게 될 것이다. 병사들의 데이터 이용 요금부담 문제가 발생할 수 있으나 장병 복지 차원에서 국방부와 이동통신사가 협약을 통해 저렴한 특수 요금제를 마련한다면 해결할 수 있을 것으로 판단된다.
앞에서 기술한 바와 같이 5G 이동통신 기술의 군사적 활용을 위해 우리 군은 인프라 구축과 서비스 발굴을 추진하고 있다. 현재는 인프라 구축에 좀 더 치우친 모습이다. 상용 기반으로 할지, 독립적인 폐쇄망으로 할지, 행안부 재난안전망 기반으로 할지 등 기술적인 구현에 논의의 초점이 맞춰져 있다. 그 고민은 서비스 대상과 범위 등 활용 방향이 좀 더 명확하게 정립한 후에 이루어져야 한다고 본다.
※ 본 내용은 집필자의 개인적 의견이며, 한국국방연구원의 공식적 견해가 아님을 밝힙니다.