드론, 너와 나의 무선통신 연결고리
무선통신 전파인증과 신호세기
얼마 전 저희 네이버 카페 폴-드론 아카데미 내에 DJI 매빅 미니 나라별 드론 수신거리 대한 이야기가 있었습니다.
나라별 다른 전파인증기준 때문에 수신거리가 다르다는 이야기였는데 드론의 수신거리는 모든 드론유저의 관심사이기 때문에 저도 전파인증은 무엇이고 그에 따른 변화는 무엇인지 궁금해졌습니다.
그래서 오늘은 드론과 나를 연결시켜주는 무선통신, 그 중 전파인증과 그 상관관계에 대해 말씀드리는 시간을 갖도록 하겠습니다. 일단 무선통신 (전파)에 대해 알고 넘어 가야겠죠??
현행 전파법에 따르면 “전파란 인공적은 유도 없이 공간에 퍼져 나가는 전자파로서 국제전기통신연합이 정한 범우의 주파수를 가진 것을 말한다.”라고 정의되어 있습니다. 어렵다고요?? 그렇다면 전자기 파장을 이용한 무선통신으로 이해하시고 넘어가면 될 거 같네요.
전자기 파장의 종류는 다양합니다. 우리 눈으로 사물을 확인할 수 있게 하는 가시광선, 자외선, 적외선, 몸 안을 촬영할 때 활용하는 X선 등등이 모두 전자기 파장의 한 종류입니다.
이 중 드론과 관련되어 있는 전자기 파장이 바로 라디오 파라고 불리는 파장입니다.
이런 라디오파를 수신하는 기기를 외국에선 모두 라디오기기라 표현합니다. 드론 등 무선 원격조종 비행기 자동차를 통 칭해 RC(Radio Control)로 부르는 이유가 여기에 있죠.
국가가 인증 관리하는 전파
전파에 대한 개념을 조금(?) 이해하셨다면 이젠 이런 전파를 어떻게 운용하고 관리하는지 알고 넘어 가야겠네요 전파는 눈에 보이지 않는다고 아무나 소유할 수 있는 것이 아닙니다. 공공재 성격이 강한 전파는 원칙적으로 국가에서 관리하고 있습니다.
통신사 등 민간업체에게 전파를 판매하는 경우는 있지만 이 경우도 어디까지 사용할 수 있는 권리만을 줄 뿐이죠.
주파수 판매가격이 어마무시 하네요^^ <출처 : 퀘사이존>
드론의 무선통신은 국가가 비용없이 쓸 수 있게 열어준 개방형 이용형 주파수 대역인 2.4ghz~5.8ghz 대역대를 활용합니다. 이 대역대는 우리가 흔이 쓰는 Wi-Fi대역대이기도 하죠. 개방형 이용권 주파수 대역은 지금도 수많은 기기들이 연결되어 있기 때문에 기기들간의 전파혼선 간섭을 막기 위해서 전파강도를 규제할 필요합니다.
그래서 각 국가에서는 전파를 인증하는 절차를 만들었고 우리가 흔히 전자장비에 볼 수 있는 KC, CE, FCC 등이 이런 전파인증을 나타내는 문자인 것이죠.
각 나라의 전파인증
우리나라의 경우 국립전파연구원에서 “방송통신기자제등의 적합성평가”을 통해 드론에 사용되는 전파 인증을 진행하고 있습니다. 우리나라에서 전파인증을 통과한 제품은 KC마크를 받고 있죠
미국의 경우는 FCC, 유럽은 CE마크로 인증을 하고 있는데 나라마다 상이한 세부 기준을 가지고 있습니다.
각 국가별 다른 전파인증기준을 가지고 있습니다. (출처 : 시험인증원 홈페이지)
전파인증 기준 중 에 드론과 관련해서 주목해야할 것은 위에서도 언급 드린 것과 같이 바로 전파강도입니다. 전파강도는 드론의 수신거리와 연관이 있기 때문이죠.
우리나라(KC인증) 경우 1W, 유럽CE인증)0.1W, 미국(FCC인증) 4W의 전파강도 제한을 가하고 있습니다.
국내에서 KC전파인증을 받는 드론 제품들을 보면 대부분 KC마크와 CE마크가 동시에 있는 것을 확인할 수 있습니다. 이는 미국 FCC기준으로 제작된 기체가 수입 될 경우 국내 기준치를 넘 길수 있기 때문에 유럽CE 기준 제품이 수입되기 때문입니다.
국내 판매되는 드론은 보통 KC와 CE인증마크 둘다 있습니다.
전파 세기와 드론의 수신거리
그럼 이제부턴 오늘 주제의 핵심인 전파세기와 드론 수신거리에 대해 알아보겠습니다.
다음 영상은 매빅미니 CE버전을 FCC버전으로 나누어 전파의 세기를 측정한 유튜브 영상입니다.
내용을 간단히 설명 드리자면
1 : CE 버젼 기체 + GPS 유럽
2 : CE 버젼 기체 + GPS 미국
3 : FCC 버젼기체 + GPS 미국
4 : FCC 버젼 기체 + GPS 유럽
숫자가 클수록 전파의 세기가 큰것입니다. <출처:유투브 갭쳐화면>
결과적으로 기종의 버전 차이뿐 아니라 GPS의 위치에 따라서도 전파 출력에 차이가 나는걸 알 수있습니다.
그러나 매빅미니는 CE와 FCC 2가지 버전으로 제작되어 소프트웨어로 드라마틱하게 전파 출력량을 올릴 순 없었습니다(그래서 외국에서 직구로 사시는분들도 계십니다^^)
참고로 매빅미니 CE버전 FCC버전 변경활용은 fake gps를 사용해 사용자 위치를 미국으로 인식시켜 약간의 출력량을 올리는 방식입니다.
여기서 매빅미니 FCC변경에 대해 생각해 볼 문제가 있습니다. 그것은 국내에서 FCC버전으로 전파 출력량을 늘린다는 것은 경우에 따라 전파법위반 소지가 있을 수 있고 FCC버전 매빅미니는 5.8GHz 대역대만 사용한다는 것입니다.
5.8GHz는 직진성은 뛰어나지만 장애물엔 대단히 취약합니다. 그렇다 보니 장애물이 없는 개활지에서 효과가 있을 순 있지만 도심지에서 오히려 수신거리가 짧아질 수 있습니다.
그 반면 CE버전은 2.4~5.8GHz를 모두 활용하기 때문에 비행환경에 따라 통신 전환이 가능하다는 장점이 있죠. 어디든 장단점이 있는 거 같습니다.
무엇보다 드론을 다양한 환경에서 운용해본 분들이라면 전파의 세기가 수신거리와 비례해지지 않다는 것을 아실겁니다. 사실 드론의 수신거리는 전파의 세기보다는 주변 환경에 영향을 더 많이 받습니다. 개활지에선 2km까지 수신이 되던 드론이 산 속에선 700m 못가고 수신이 끊기는 경우가 많죠.
드론을 업으로 하시는 분들이 비행 전 주변 지형을 세세하게 체크하시는 이유이기도 합니다.
오늘은 전파 인증제도와 전파세기 그에 따른 드론 수신거리에 대해 간략하게 알아봤습니다. 드론은 첫째도 안전 둘째도 안전 셋째도 안전인거 아시죠??
모두 안전비행하시길 기원하며 코로나19 때문에 어려운 시기, 잘 이겨내시기 바랍니다.
WRITER 최창영
4차 산업혁명의 가장 핵심인 드론에 대한 관심으로 시작하여 드론을 경찰업무에 활용하기 위하여 연구하는 전문적 학습공동체(폴드론아카데미) 일원으로 활동하고 있습니다. 현재 경찰 드론 실종자 수색 연구를 하고 있습니다. skyccy2001@naver.com
폴드론아카데미는 전원 현직경찰관들로 구성되어 활동하는 전문적학습공동체로, 드론을 활용하여 효율적인 치안업무에 도움을 주고자 연구하는 경찰 내 현장학습동아리 입니다.
