‘셀룰러 V2X’, 커넥티드 카 구현을 위한 통신업계의 새로운 제안

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1789호(2017. 3. 29 발행)에 기고한 원고입니다. 

▶ IITP에서 PDF 포맷으로 퍼블리싱한 파일을 첨부합니다. 가독성이 좋으니 참고하시기 바랍니다.

셀룰러 V2X_커넥티드 카.pdf

ž 올해 모바일 월드 콩그레스(MWC2017)는 모터쇼를 방불케 한다는 평가가 나올 정도로 ‘커넥티드 카’가 핵심 주제였는데, 이를 위한 통신 기술로 ‘셀룰러 V2X’가 주목을 받았음

Ø 자동차 산업은 통신업계가 다음 광맥으로 바라보고 있는 IoT(사물인터넷) 분야 중에서도 가장 산업 규모가 큰 분야이기 때문에, 현 단계는 통신 업계가 이런 저런 방법으로 자동차 업계에 적극적인 추파를 보내고 있는 구도라 할 수 있음

Ø 커넥티드 카 전시가 눈에 띈 것이 올해 비로소 시작된 흐름은 아니며 사실 지난 몇 년간 MWC의 트렌드였는데, 단 지금까지는 차량용 엔터테인먼트가 주를 이뤘으며 인포테인먼트와 텔레매틱스 분야의 제안이 그닥 많지 않았음

Ø 그러나 올해 MWC에서 전개된 커넥티드 카 관련 논의에서는 드라이버의 안전 운전을 휴대전화 망에서 지원하려는 ‘셀룰러 V2X’가 급부상하였음

ž ‘셀룰러 V2X’는 운전자의 육안이나 자동차 센서가 닿지 않는 범위에 관한 정보를 LTE 통신망을 이용해 수집한 다음 운전자에게 경고함으로써 안전 운전을 지원하는 기술임

Ø 센서를 이용해 전방 차량과 안전거리를 유지하거나 사각에 놓인 차량의 움직임을 감지해 알려주는 기술은 이미 상용화되어 있지만, 바로 앞의 차량이 대형 차량이거나 커브 구간을 운행할 경우 그 앞쪽의 정보는 센서로도 얻을 수 있는데, 이때 사용하는 기술이 ‘V2X’임

Ø V2X는 Vehicle to Everything의 약어로 차량 간 통신(V2V: Vehicle to Vehicle)과 차량과 인프라간 통신(V2I: Vehicle to Infrastructure), 차량과 보행자간 통신(V2P: Vehicle to Pedestrian) 등을 모두 포함하는 개념임

[그림 1] 셀룰러 V2X의 활용

Ø V2X은 오래 전부터 논의되어 왔으며 ‘DSRC(Dedicated Short Range Communications, 단거리전용통신)’라는 통신 표준을 기반으로 하는데, 유럽에서는 ETSI ITS-G5, 미국 등에서는 IEEE 802.11p이라는 이름으로 규격화되어 있고, 규격 별로 프로토콜 스택의 범위 등은 약간 차이가 있음

Ø V2X가 기반으로 하는 DSRC 표준은 1.6km 내외의 거리에서 저전력으로 데이터를 주고받는 것이 가능하지만 이를 위해 별도의 통신 인프라를 깔아야 하는 것이 보급의 걸림돌임

<자료> EDN [그림 2] 셀룰러 V2X와 DSRC의 반응시간 비교

Ø 올해 MWC에서 급부상한 이슈인 ‘셀룰러 V2X’는 DSRC 통신 표준 대신 휴대전화 네트워크를 사용하자는 것으로, 기존 셀룰러 망을 이용하므로 인프라 구축 비용이 상대적으로 낮다는 것이 장점이나 DSRC에 비해 지연 시간이 상대적으로 긴 것이 단점이라는 평가를 받고 있음

Ø 세계 이동통신 표준화 협력기구인 3GPP는 이번 달에 LTE 사양을 확장하여 만든 ‘LTE V2X’를 3GPP 릴리스 14로 확정하며 안정성과 지연시간 등의 기술 사양을 명시하였음

Ø LTE 망을 이용한 ‘셀룰러 V2X’ 사양이 등장하게 된 것은 유럽의 이동통신 사업자와 세계 유수의 통신장비 공급업체, 그리고 전세계 자동차 메이커가 모두 이 기술을 주목했기 때문이며, 이런 배경 하에서 MWC 2017에서는 셀룰러 V2X가 핵심 이슈로 급부상하게 된 것임

ž 영국 보다폰과 중국 화웨이, 독일 아우디는 MWC 2017 기간 동안 바르셀로나 중심부에서 30 킬로미터 떨어진 카탈루냐 서킷에서 셀룰러 V2X의 라이브 데모를 선보였음

Ø 보다폰이 선보인 V2X의 적용 사례(Use Case)는 ①신호의 사전 경고, ②전방 차량의 영상을 받아보기(See Through), ③보행자 경고, ④비상 브레이크 등 4가지였는데, 모든 경우에서 5.9GHz 대역의 LTE V2X를 사용했으며 ②번 사례만 보다폰 스페인의 상용 LTE 네트워크를 이용하였음

[동영상] 아우디 화웨이 보다폰의 셀룰러 V2X 데모 - MWC 2017

Ø 시연된 데모는 아우디 차량의 기존 대시보드에 통합된 형태로 보여져 실제 상용화가 매우 가까워졌다는 인상을 풍겼는데, 가령 ‘②관통해 보기(See Through)’의 경우 전방 차량의 카메라 영상이 대시보드 전면에 표시되는 것으로 앞 차량이 대형 트럭이어서 그 앞의 상황을 파악하기 어려운 경우 등에 도움을 줄 수 있음

Ø ④비상 브레이크의 사례는 앞차가 급브레이크를 밟았을 때 V2X 통신을 사용하여 브레이크 정보를 후속 차량에 전달함으로써 뒤차도 자동으로 브레이크를 작동하게 하는 것임

Ø 이렇게 되면 육안 및 자동차 센서를 이용해 전방 차량의 동작을 파악할 때보다 신속하게 충돌 위험의 회피를 구현할 수 있게 될 것으로 기대되는데, 화웨이 관계자에 따르면 LTE V2X를 이용할 때 통신 지연 시간은 불과 20~30 밀리 초 정도에 불과하다고 함

Ø 이 밖에도 MWC 2017에서는 프랑스의 통신사 오렌지, 에릭슨, 프랑스의 PSA 푸조 시트로엥 그룹이 공동으로 셀룰러 V2X 데모를 시연하였는데, 이 컨소시엄 역시 전방 차량의 영상을 후속 차량에 전송함으로써 앞차를 추월하는 경우에 경고를 내보내는 등의 적용 사례를 보여주었음

ž 셀룰러 V2X의 경쟁 상대는 이전부터 존재했었던 V2X 통신 규격인 DSRC가 될 것으로 보이는데, 미래의 기술 로드맵은 아직 명확하지 않은 상태

Ø 퀄컴은 DSRC(IEEE 802.11p)와 셀룰러 V2X(LTE V2X)의 통신 성능을 비교한 데모를 선보였는데, LTE V2X는 DSRC에 비해 통신 영역이 배 이상 넓기 때문에, 육안으로 보이는 범위 이외의 정보를 얻으려면 LTE V2X가 적합하다는 점을 어필했음

Ø MWC는 이동통신 사업자 중심의 행사이기 때문에 셀룰러 시스템 기반의 기술을 미는 움직임이 눈에 띄는 것이 당연하다고 볼 수도 있지만, 5G로의 진화까지 고려할 때 확실히 DSRC 보다는 셀룰러 V2X에 대한 관심이 높아질 것 같다는 것이 대체적인 분석

Ø 셀룰러 V2X의 모멘텀이 증가하고 있는 배경에는 2016년 9월 독일의 자동차 제조업체와 전세계 주요 통신사업자, 통신장비 공급업체가 공동으로 설립한 협회인 ‘5G Automotive Association (5GAA, 5G 자동차 연합)’의 존재도 빼놓을 수 없음

Ø 5GAA는 통신업계와 자동차업계를 중개할 목적으로 설립되었지만 2016년 11월에 공개된 백서를 보면 가장 큰 목적이 셀룰러 V2X의 확산임을 알 수 있는데, 백서는 DSRC에 비해 셀룰러 V2X의 장점을 어필하는 등 셀룰러 V2X 추진에 5GAA가 앞장서려는 모습을 보여주고 있음

ž 현재 세계 V2X의 전개 상황을 보면, 셀룰러 V2X가 우세한 지 DSRC가 우세한 지는 지역별로 나뉘는 특징을 보여주고 있음

Ø 미국은 DSRC 표준을 모든 차량에 의무화하는 움직임을 보이고 있는 반면 중국은 LTE V2X를 이용한 실증 실험을 진행하는 등 상반된 양상을 보여주고 있음

Ø 화웨이에 따르면, 중국의 LTE V2X 실증 시험은 7개 장소에서 실시 중인데, 한 곳당 25 평방 킬로미터의 광대한 영역을 대상으로 한 시험으로, 현재 중국은 전세계에서 LTE V2X의 추진에 가장 적극적으로 나서는 국가라 할 수 있음

[동영상] 중국 항저우 지역에서 시연된 셀룰러 V2X 데모

Ø 유럽은 기본적으로 기술 중립적인 입장이나 5GAA에 참여하는 유럽계 자동차 메이커의 대응방식을 볼 때 서서히 LTE V2X의 모멘텀이 증가할 것으로 예상해 볼 수 있음

Ø 한국은 SK텔레콤이 MWC 2017에서 BMW, 에릭슨, 인텔 등과 공동으로 밀리미터파 대역을 이용한 5G 커넥티드 카 테스트 버전을 선보이는 등 셀룰러 V2X 진영에 가담할 것으로 보임