라즈베리파이 음향 모뎀, 新 수중 통신 시대 열린다

지상에서는 무선 신호나 광신호 등을 이용한 무선 통신이 중요하게 사용되지만 수중에서의 무선 통신은 대부분 음향 신호를 사용하는 게 보통이다. 음향 신호는 무선 신호나 광신호보다 전달 속도는 느리지만 수중에서 더 멀리 전달될 수 있다. 하지만 수중 음향 통신용 특수 하드웨어 및 소프트웨어는 비싸서 모뎀만 해도 1만 달러를 넘는 경우가 있다. 이런 수중 통신에 혁명을 가져올 가능성을 가진 기술이 이탈리아에서 개발되고 있다.

이탈리아 파도바 대학 연구팀은 스타트업 서브씨펄스SRL(SubSeaPulse SRL)을 설립해 수중 통신에서 중요하고 고가인 구성 요소인 모뎀(송신기 및 수신기)과 트랜스듀서(안테나) 저비용 대안을 개발하고 있다. 서브씨펄스SRL이 개발 중인 음향 모뎀은 시중에 나와 있는 제품 10분의 1 가격인 저렴한 모뎀이라는 점이 특징.

서브씨펄스SRL 음향 모뎀은 SuM이라는 이름으로 라즈베리 파이 위에 구축되어 있다. 신호를 변조할 수 있는 저전력 음향 모뎀으로 음향 신호를 테스트하기 위한 아날로그 프론트엔드로도 기능한다고 한다.

또 서브씨펄스SRL은 개당 2,000달러 이상 하는 기존 트랜스듀서의 저렴한 대안도 개발 중이다. 서브씨펄스SRL은 해양 포유류 소리를 듣기 위해 사용되는 400달러 장치를 개조해 에너지를 음향 신호로 변환하거나 음향 신호를 에너지로 변환해 트랜스듀서로 활용할 계획이다.

수중 음향 통신은 앞서 언급한 대로 비용이 높다는 문제점을 안고 있어 현재는 국방 등 일부 분야에서만 주로 사용되고 있다. 하지만 서브씨펄스SRL의 저렴한 수중 음향 통신용 모듈이 보급되면 해안 지역에서 수중 센서를 사용해 기후 변화를 연구하거나 해양 오염을 모니터링하거나 생물 다양성을 추적하는 등 활동을 더 쉽게 할 수 있게 될 것이다.

SuM은 소프트웨어 정의 방식이기 때문에 사용자는 특정 애플리케이션에 맞춰 신호를 변조할 수 있다. 완전한 모뎀이 아닌 아날로그 프론트엔드로도 사용할 수 있어 음향 신호를 테스트하는 것도 가능하다. 따라서 사용자는 자신의 소프트웨어를 설치해 사용할 수 있으며 이런 유연성도 SuM의 장점이라고 주장하고 있다.

한 전문가는 고가 장비를 이용할 수 없는 연구자나 원하는 모든 유형의 파형을 전송할 수 있는 소프트웨어 정의 유닛을 찾는 연구자에게 SuM이 유용할 수 있다고 말한다. 하지만 모뎀은 완전한 수중 통신 시스템 한 구성 요소에 불과하다고도 언급했다. 수중 통신에서는 범위와 비트레이트도 사용자에게 중요한 요소이며 이는 주로 트랜스듀서와 수중 통신 고유 대역폭 제한에 의해 결정되기 때문에 수중 음향 채널에서의 전파와 신호 왜곡 문제는 사소한 게 아니라고 지적했다.

다만 더 많은 이들이 서브씨펄스SRL 수중 음향 통신 모듈 개발에 참여한다면 더 나은 게 될 것이라며 향후 발전에 기대를 표명했다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.