전시 상황 전달할 디지털 통신체계의 앞날은

[월간 디펜스타임즈 안승범 편집장]전술정보통신체계(TICN ) 사업은 기존의 음성 위주의 아날로그 방식 통신기반체계(SPIDER) 체계와 무전기를 대체하기 위한 디지털 데이터 통신 체계로서 대용량 무선전송장치(HCTR), 대용량 무전기(TMMR), 망 관리 시스템(NMS), 이동통신장비(M-SAP), 연동장치 등으로 구성되어 있다.

TICN 블록 1-1의 핵심 구성체계인 HCTR, TMMR, NMS, M-SAP, 연동장치 등은 2016년까지 1차 양산이 완료됐다. 시험평가 결과 방위사업청에서는 개발 실패를 이유로 사업 중단 결정을 내리게 된다.

사업 중단을 결정하게 된 이유는 TMMR(Tactical Multiband Multirole Radio) 무전기가 군의 요구 성능을 충족하지 못했기 때문이다.

TMMR 무전기의 핵심은 아날로그 무전기 4종(HF 대역 AM, VHF 대역 AM, UHF 대역 AM, VHF 대역 FM)과 디지털 데이터 통신 3종(VHF 대역 FM, HF 대역 AM, K-WNW 전용)을 각개의 하드웨어(무전기)가 아니라 하나의 TMMR 무전기에 소프트웨어로 통합된다는 점이다.

DAMA(Demand Assignment Multi-Access)와 WNW(Wide Network Waveform), 그리고 TADIL-J, Have Quick II, SINCGARS(Single Channel Ground and Airborne Radio System) 등을 모두 LRU(Linear Replacement Unit) 카드로 통합해 사용하는 JTRS(Joint Tactical Radio System)과 같은 소프트웨어 기반 통합형 무전 시스템과 유사하다.

개발 중단 결정을 야기한 문제는 이 중 디지털 데이터 통신 기능에서 발생했다.

디지털 데이터 통신 기능 중 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiflexing) 방식을 사용하는 한국형 WNW은 시험 평가 결과 IP 기반 무선 네트워크 구성과 고속 데이터 전송, 암호 보안성, Ad-hoc 등에서 군의 요구 성능을 충족했다.

반면 VHF 대역 FM 데이터 통신 기능과 HF 대역 AM 데이터 통신 기능의 경우에는 군의 요구 사항을 충족하지 못한다는 판정을 받게 된다.

특히 VHF-FM 데이터 통신과 HF-AM 데이터 통신의 경우, 좁은 밴드폭에서 주파수 도약 방식으로 고용량 데이터를 고속 전송할 경우 군이 요구한 데이터 통신 거리에 미치지 못하는 결과가 나왔다고 한다.

이는 VHF 대역과 HF 대역에서 고용량 데이터 통신을 위해 PRF(Pulse Repetition Frequency)가 큰 채널을 사용하게 되면 도달 거리가 짧아지고, 도달 거리를 확장하기 위해 할당된 주파수 범위 안에서 좀 더 낮은 주파수의 채널을 사용하게 되면 고용량 데이터의 전송 소요 시간이 길어지는 문제가 발생한다는 것을 의미한다.

주파수 효율 문제 때문에 주어진 주파수 범위 안에서 최대한 많은 채널을 만들기 위해 각 주파수 도약 채널의 대역폭을 좁게 설정하고, TMMR에 세팅된 채널 중 VHF 대역 반송파 채널을 선택하여 주파수 변조(FM)를 위한 기저 밴드를 사용하거나 혹은 HF 대역 반송파 채널을 선택하여 진폭 변조(AM) 기저 밴드를 사용하게 되면 고용량 데이터 전송율 또는 데이터 통신 거리가 군의 요구 사항을 충족하지 않기 때문에 전력화가 불가능한 것이다.

디지털 데이터 통신 3개 모드(VHF-FM, HF-AM, K-WNW) 중 문제가 된 2개 모드(VHF-FM, HF-AM)를 삭제하고 K-WNW만 남겨두는 절충안이 제시되기도 하였다. 그러나 VHF-FM 통신과 HF-AM 통신에 음성 통신과 데이터 통신 모두를 요구한 군의 요구를 근본적으로 부정하는 것이 된다.

데이터 UHF 대역을 사용하는 K-WNW만 남겨두고 VHF-FM 데이터 통신 모드와 HF-AM 데이터 통신 모드를 삭제하게 되면 데이터 통신은 UHF 대역으로만 가능하게 되어 군이 TMMR 무전기에 요구하는 데이터 통신 거리 문제와 함께 지형으로 인한 데이터 통신 문제, 전리층 반사 활용 불가능 등 다양한 문제가 발생할 수 있다.

그러므로 사업 추진 중단 결정 이후 TMMR을 대체할 새로운 소프트웨어 기반 통합형 무전기를 찾는다.

모든 군용 장비가 그러하듯 TICN 체계의 전력화도 전력화 스케쥴이 존재하며, 구형 스파이더 체계를 대체하는 사업은 신속하게 추진되어야 하기 때문에 업체에서 문제를 해결할 때까지 군이 기다려줄 수 없게 된다.

TICN 체계 개발 사업은 이미 2015년에 무려 19개 항목의 요구 사항에 미달된다는 평가를 받은 바 있다. 이 중 앞서 이야기한 통달 거리를 포함한 4개 항목의 문제점은 그 당시에 이미 보완이 어렵다는 점이 밝혀지기도 했다.

따라서 해외에서 이미 전력화되어 있는 통합형 SDR(Software Defined Radio) 시스템 중 우리 군의 요구에 부합하는 장비를 선택하여 전력화하고 , TMMR 개발은 중기 또는 장기 프로그램으로 전환하여 대안으로 선택된 장비를 납품하는 업체의 기술 협력을 받아서 문제를 해결하는 방안을 선택하는 것이 대두됐다.

대안 장비로 조사된 것 중에는 E-Lynx 시스템이라는 TMMR이 있다.

E-Lynx는 이스라엘 국방군에서 전력화된 장비로 TMMR이 사용하는 CSMA(Carrier Sense Multi-Access) 방식은 지연이 발생할 수 있으며, 복잡한 지형에 따른 hoc 배치의 복잡한 토폴로지와 작전 진행 상황에 따른 hoc 등의 재배치에 유연하게 대응하기 어렵다. 반면, E-Lynx 시스템은 네트워크에 침여하는 데이터 통신 단말기들에 time slot 순서대로 데이터를 전송하기에 적합한 TDMA(Time Division Multi-Access) 방식을 사용하는 시스템이다.

네트워크 구성 요소를 복잡한 지형에 맞추어 배치해야 하는 한국군의 상황에 적합하며, 해외에서 전력화되어 검증된 것 중 하나로 문제를 벗어나 전력화가 가능하고 기술 이전이 우선시 되고 있어 현재 기술적인 어려움에 봉착한 요소들을 해결하는 데에도 보탬이 될 것이다.

아울러 SDR 무전기로서 개방형 구조로 설계된 시스템이기 때문에 K-WNW과 같이 한국에서 개발되는 데이터 통신 체계를 수용할 수 있다는 점도 간과할 수 없다.

양낙규 기자 if@asiae.co.kr