기획 완결 국방 디지털트랜스포메이션

풍선 모양의 위성 안테나?...전장 어디서나…30분 만에 통신망 구축한다

입력 2021. 02. 19   17:32
업데이트 2021. 02. 21   09:26
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기술혁신으로 탄생한 팽창식 위성 안테나
 
美, 운반용 전술지휘통신 사업 추진
팽창식 위성 안테나 전력화하고
2019년 韓 캠프 험프리에도 배치
 
작전지역서 신속 개통·휴대 가능
열악한 야전현장에도 설치 용이
우리 군 미래전장 대비 개발 필요

미 육군은 GATR사에서 개발한 팽창식 위성안테나(ISA)를 채택해 네트워크 통합시험을 거쳐 전력화했다. 풍선 모양의 팽창식 위성 안테나는 특수 부대 등이 오지에서 사용하는 것을 전제로 설계돼 안정적인 통신을 보장하기 어려운 곳에 적합하다.  필자 제공
미 육군은 GATR사에서 개발한 팽창식 위성안테나(ISA)를 채택해 네트워크 통합시험을 거쳐 전력화했다. 풍선 모양의 팽창식 위성 안테나는 특수 부대 등이 오지에서 사용하는 것을 전제로 설계돼 안정적인 통신을 보장하기 어려운 곳에 적합하다. 필자 제공
미군은 미래 네트워크중심전(NCW)에 대비해 기존 네트워크를 개선하기 위해 네트워크 현대화 로드맵을 계획하고 있다. 또 전술 지휘통제통신 사업집행실(PEOC3T·Program Executive Office for Command, Control and Communications-Tactical)을 중심으로 전장에서 더욱 강력하게 신뢰성을 보장하고, 다양한 체계와 접속을 유지하며, 신속하게 전개 가능한 네트워크를 구축하고 있다.

특히 미래에는 우주 및 사이버 공간을 포함한 다영역작전(MDO)이 펼쳐져 인공위성 통신망이 지휘통신체계의 핵심이 될 것이다. 이런 개념을 충족하기 위해 네트워크 용량 및 통신 도달 거리를 증대시키는 새로운 위성 단말 사업 중 운반용 전술지휘통신(T2C2·Transportable Tactical Command Communications) 사업은 한국군이 준비할 미래 네트워크중심전의 방향을 알려준다.

미 육군은 작전 상황이 계속 변화함에 따라 작전지역 투입 즉시 위성통신을 개통할 수 있도록 다양한 운반수단으로 이동·휴대가 가능하고 작전지역 통신 요구를 해결할 수 있는 충분한 대역폭 지원 통신체계를 요구했다.

그 결과 GATR(현재는 CUBIC에 합병)사가 개발한 고무풍선 같은 팽창식 위성안테나(ISA·Inflatable Satellite Antenna)를 채택, 네트워크 통합시험을 거쳐 전력화했다. 참고로 미군은 통신망이 전혀 구성돼 있지 않은 곳에서 작전할 때 최우선으로 작전지역과 본토 간 통신망은 인공위성을 통해 구성한다. 대규모 통신회선(Backbone)과 연결 통신망을 신속하게 구성하기 위해 T2C2사업을 추진하게 된 것이다.

팽창식 위성 안테나(ISA)는 특수부대 등이 오지에서 사용하는 것을 전제로 설계된 장비로, 안정적인 통신을 보장하기 어려운 곳에 적합하다. 즉 비상사태와 작전 지원 임무를 수행하는 병사들이 작전지역에 도착해 최단시간에 통신망을 개통, 싸울 준비를 완료할 수 있다. 또 강력한 통신 및 데이터 링크를 조기에 제공한다. 휴대 가능한 운송 케이스에 적합한 안테나는 기존의 견고한 위성접시처럼 강력한 데이터 링크를 제공하지만, 무게는 최대 80%까지 가벼워 물류 부담을 크게 줄였다.

팽창식 위성 안테나는 풍선처럼 부풀린 공 안쪽에 유연한 파라보릭 안테나가 들어가 있는 형태인데 이런 디자인 덕분에 무게나 부피 모두 획기적으로 줄었다. 유연한 볼과 안테나 접시의 무게는 25파운드에 불과해 전체 시스템을 상업용 항공기에 위탁수하물로 운반할 수 있을 만큼 작고 가벼우며, 현장에서 30분 이내에 설치할 수 있다.

이 시스템은 풍선을 쉽게 켜고 끌 수 있는 동적 팽창 메커니즘을 갖추고 있으며 바람과 같은 환경 요인으로 인한 압력 변화에 즉시 자동 조정 기능을 제공한다. 정전 시 최소 6시간 동안 작동의 연속성을 보장하는 배터리 백업 시스템도 포함돼 있다. 위성과 접속은 수동으로 이뤄지지만 간단한 교육과정을 통해 쉽게 숙달할 수 있어 운영자가 어느 곳에서든 신속하게 인공위성 통신망을 개통할 수 있다.

풍선 모양의 형태는 바람의 영향을 크게 줄인다. 고유한 케이블 고정 시스템은 40mph를 초과하는 바람에서 안정성을 보장하고 다른 모든 터미널에서 연결을 방해할 수 있는 풍속인 최대 60mph의 생존성도 보장한다. 또 모든 안테나의 구성요소가 환경 테스트 요구 사항을 통과해 열악한 야전현장에서 설치하기에 용이하다.

미군이 작전을 수행할 경우 일부 전장에서는 재래식 전장에서와 같이 근접전을 할 수도 있지만, 저강도 분쟁이나 대반란작전과 같은 기타 전장에서는 부대가 소산되어야 한다. 이때 T2C2는 전술적으로 최말단에 흩어져 있는 중대·팀에게 고속의 대용량 데이터를 제공하도록 했다.

따라서 T2C2사업에는 통신 지원 능력에 따라 2가지 형태인 경량형(Lite)과 중형(Heavy)이 갖춰져 있다. 개인 휴대용인 T2C2 경량형은 10분 안에 설치 및 동작시킬 수 있다. 네트워크 기반시설이 없는 곳에서 작전하는 소파견대 및 도보 팀에게 위성능력을 제공하며, 정보를 안전하게 중계하고 전체 작전에 대한 상황인식을 증대시켜 준다. 이 장비는 상용 위성기술을 적용, 영상·비디오·생체정보와 같은 대규모 데이터를 지원할 수 있는 고속의 데이터능력을 제공한다.

이에 비해 T2C2 중형은 상급본부로부터 가시선을 벗어나서 작전하고 있는 중대 및 전방 작전기지에 고속 대역폭의 전술 네트워크를 확장시켜 신속하게 이동하는 지휘소·기동중대에 임무 지휘용 앱, 전자우편, 기타 네트워크능력을 제공해준다.

경량형이나 중형 모두 Ka, Ku 및 X대역에 기반을 둠으로써 광대역 범세계 위성통신 체계와 접속할 수 있으며, 기존 능력에 비해 상당히 많은 처리량을 제공한다.

팽창식 위성 안테나(ISA)는 보안군 지원여단(SFAB)이 연합국 및 동맹국과 훈련 및 작전을 수행하는 특수부대를 지원하기 위해서 확장 가능한 통합터미널(SCOUT)과 통합전술네트워크(ITN)를 지원하며 장비별 특징은 표1과 같다.

팽창식 위성 안테나(ISA)는 이미 2019년 3월 26일 한국에 배치됐다. 캠프 험프리 지역 부대에 설치돼 인도태평양사령부의 위성통신체계를 지원하고 있다. 이 장비가 신속하게 한국에 배치된 이유는 다영역작전(MDO) 원칙에 따라 분산된 부대에 신속하게 인공위성을 이용한 통신지원을 하기 위함이다.

우리 군도 미래전에 대비하기 위해 2019년 7월 육군본부 아미 타이거(Army TIGER) 4.0 통합기획단에서 미래 육군의 우주분야 발전 목표와 우주전력 활용 방안에 대한 연구용역을 통해 육군의 우주 작전 수행방안과 우주전력 활용 방향 등을 제시한 바 있다. 상용기술이 나날이 발달함에 따라 최첨단 기술의 야전 적용이 요구되는 만큼 군도 디지털트랜스포메이션(DX)을 통해 한국군 실정에 적합한 T2C2와 같은 체계 개발이 필요한 시기다. <김관호 육군협회 사이버센터장>


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