[IT열쇳말] V2X

차량과 사물 간 대화를 가능하게 하는 기술

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V2X는 ‘Vehicle to Everthing’의 약자로, 차량이 유·무선망을 통해 다른 차량, 모바일 기기, 도로 등의 사물과 정보를 교환하는 것 또는 그 기술을 말한다. 우리말로 ‘차량사물통신’이라 하겠다.

| V2X는 차량이 유·무선망으로 다른 차량이나 모바일 기기, 도로 등 사물과 정보를 교환하는 기술이다. <출처: 정보통신산업진흥원>

| V2X는 차량이 유·무선망으로 다른 차량이나 모바일 기기, 도로 등 사물과 정보를 교환하는 기술이다. <출처: 정보통신산업진흥원>

사물과 차량의 대화 가능케 하는 V2X

V2X는 V2V(Vehicle to Vehicle, 차량-차량 간 통신), V2I(Vehicle to Infrastructure, 차량-인프라 간 통신), V2N(Vehicle to Nomadic Device, 차량-모바일 기기 간 통신), V2P(Vehicle to Pedestrian, 차량-보행자 간 통신) 등 개념을 포함한다.

현재 우리가 쓰고 있는 내비게이션을 떠올려보자. 내비게이션은 현재 차량이 어느 위치에 있는지 인지하고 길을 안내할 뿐만 아니라 구간별 제한속도, 단속 카메라 위치 등을 알려준다. V2V, V2I는 여기서 좀더 진화한 기술이다.

|V2X는 차량, 인프라, 보행자, 사물간 통신으로 나뉜다. <출처: 퀄컴>

V2V는 차량끼리 정보를 주고받는다. 차량에 탑재된 센서와 차량 간 통신이 발달하면 주변 차량과의 간격 및 속도를 제어할 수 있다. 전방 교통 정보, 차량 접근 알림, 추돌 경고 등이 가능하다. V2I는 도로에 설치된 기지국을 통해 차량 주행 정보를 주고받음으로써 교통 현황, 사고 상황 등을 실시간 제공한다. 통신이 신호등 역할을 대신하는 것은 물론 주차공간 등의 정보도 제공할 수 있다. 전문가들은 V2V 및 V2I 기술을 통해 연쇄 추돌 사고나 앞차와의 사고를 미연에 방지하고 교통체증을 줄일 수 있다고 말한다.

일례로 완성차 업체 아우디는 2016년 4G LTE 기반 V2I 신호등 정보 시스템인 ‘TTS(Traffic Technology Services, 교통 기술 서비스)’를 공개했다. TTS를 지원하는 차량은 헤드업 디스플레이 등을 통해 신호가 바뀌는 시간을 알 수 있다. 신호대기 시에도, 감속 시에도 유용하다.

더버지>에 따르면 내비게이션은 TTS를 활용해 더 빠른 길을 알려줄 수 있다. 미국 라스베이거스, 달라스, 덴버, 팔로 알토, 워싱턴DC 등 총 7개 도시에서 해당 시스템을 지원하고 있다. <더버지>는 “이것은 다른 도시의 자동차 제조업체와 기업이 본받아야 하는 커넥티드 시티로 나아가는 단계다”라고 전했다.

V2N은 차량 내의 내비게이션 시스템과 같은 기기들과 스마트폰, 태블릿 등 각종 모바일 기기를 연결하는 기술이다. V2P는 차량과 보행자가 서로를 인지할 수 있도록 한다.

와이파이에서 LTE로, 통신 표준 제정 한창

V2X는 단거리 전용 통신(Dedicated Short-Range Communications, DSRC)을 기반으로 하고 있다. 통행요금 징수 시스템을 떠올리면 이해가 쉽다. 초기 DSRC는 차량과 가까이에서 1:1 통신하는 방식으로, 통신 가능한 거리가 30m이하 정도였다. 인터넷 양방향 통신은 불가능했다.

이에 미국 전기전자기술자협회(IEEE)는 2004년부터 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment,차량 환경 내 무선 접속) 표준화 작업을 시작해 지난 2012년 5.9GHz 대역을 사용하는 IEEE 802.11p을 표준으로 정했다. 지능형 교통 시스템(ITS)용으로 고안된 프로토콜이라 볼 수 있다. 미국의 IEEE 802.11p WAVE 기술은 주요 국가의 V2X 대표 표준이 됐다. IEEE 802.11p는 차량이 시속 200㎞로 주행하면서 1㎞ 정도 도로 구간 내에서 20Mbps로 초당 10회 이상 통신 지연 시간이 거의 없이(0.1초 이하) 정보를 주고 받을 수 있다.

| 퀄컴 9150 C-V2X 레퍼런스 디자인 <출처: 퀄컴>

| 퀄컴 9150 C-V2X 레퍼런스 디자인 <출처: 퀄컴>

최근에는 차량과 모바일을 연결하는 C-V2X 기술이 떠오르고 있다. C-V2X는 DSRC보다 2배 정도 넓은 범위를 커버할 수 있고 반응시간도 약 3배까지 차이가 나기 때문에 (차량이) 사고를 피할 수 있는 시간을 벌 수 있다고 평가받고 있다.

퀄컴은 2017년 9월, C-V2X 솔루션인 ‘퀄컴 9150 C-V2X 칩셋’을 공개했다. 직접 통신과 네트워크 기반 통신 등 두 가지 전송 모드를 제공하며 카메라와 레이더, 라이다 등 ADAS 센서를 활용해 차량 주변 정보를 제공한다.

자율주행차는 연결된 세계를 달린다

교통과학연구원은 ‘글로벌 신기술 동향분석 뉴스레터(2016)’에서 자율주행차 핵심기술로 V2X를 소개하면서 “V2X는 안전하고 통신으로 연결된 미래의 자동차를 위한 기반기술로써, 완전히 자동화된 교통 인프라를 가능하게 할 핵심기술”이라고 설명했다.

본래 자율주행차는 운전자의 조작 없이 자동차 스스로 주행환경을 인식하고 목적지까지 운행하는 차량을 말하고, 커넥티드 카는 V2X 통신을 통해 주변 사물과 소통하고 네트워크 연결이 가능한 차량을 뜻한다.

V2X가 자율주행차 구현에 반드시 필요한 요소는 아니다. 자율주행차는 차량에 탑재된 라이다, 레이더, 카메라 등 센서로 주변 환경을 인지해 주행한다. 현재 기술 수준에서는 센서만으로 주변 상황을 인지하거나, 사각지대를 감지하기 어렵다. 소프트웨어 오류가 발생할 가능성도 있고 악천후에도 ‘아직은’ 취약한 편이다.

‘CES 2018’에서 자율주행 시승 행사를 열기로 했던 자율주행 셔틀 ‘나비야’는 개막식 당일 내린 비로 시승 행사를 취소하기도 했다. 이러한 연유로 V2X가 확보된다면 더욱 안전하고 편리한 자율주행이 가능하다는 주장도 있다. 통신으로 센서의 부족한 부분을 보완할 수 있다는 얘기다.

| V2X는 완전히 자동화된 교통 인프라를 가능케 할 핵심 기술로 꼽힌다. <출처: 픽사베이>

| V2X는 완전히 자동화된 교통 인프라를 가능케 할 핵심 기술로 꼽힌다. <출처: 픽사베이>

한편 V2X 기반 차량이 확산되면 통신을 통해 차량 해킹을 시도하는 사례가 증가하거나 개인정보가 유출될 가능성도 존재한다. 자동차 보안기술 연구소 페스카로는 자사 블로그에 “V2X 통신망이 해킹 당했을 경우 해커는 교통정보를 임의로 조작해 교통사고를 발생시킬 수 있고, 이는 인명사고로도 이어질 수 있다”고 짚었다.

황성호 성균관대학교 기계공학부 교수는 ‘자동차와 IT융합, 스마트카 시대’에서 V2X에 대해 “현재로선 네트워크 인프라 구축 미비, 해킹 및 정보 유출에 대한 위험성, 주파수 간섭 등의 문제점도 함께 존재하는 기술”이라고 지적했다.

“(자율주행 서비스가) 가능하게 하는 데 필요한 대부분의 기술(고정밀도 지도, 실시간 교통 정보, 레이더, 카메라, 초음파 등과 같은 차량 내부 센서)은 이미 사용 가능하거나 가까운 미래에 출시될 예정이다. 가장 눈에 띄는 누락된 구성요소는 높은 안정성, 낮은 대기 시간의 통신 시스템이다.” – 화웨이 독일연구센터, ‘Use Cases, Requirements, and Design Considerations for 5G V2X'(2017)

※ 참고문헌

– 황태욱 한국방송통신전파진흥원 전파검사본부 전파환경부 선임, ‘IT 융합 기반 V2X 차량 통신 기술개발 동향(2013)’
– 교통과학연구원, ‘자율주행차 핵심 기술 : V2X(2016)’
– 정구민 국민대학교 전자공학부 교수, ‘[MWC2018] 차량사물통신, C-V2X 진화가 빨라진다.’, 『아이뉴스24, 2018.02.28』
– Charles McLellan, ‘What is V2X communication? Creating connectivity for the autonomous car era’, 『ZDNet, 2018.03.12』
– 임태호 호서대학교 교수, ‘자율주행과 V2X 통신 동향(2017)’, 정보통신기술진흥센터
– 김준식 한국전자통신연구원 책임연구원·최용석 한국전자통신연구원 실장, ‘자율주행을 위한 차량 통신 기술(2017)’, 정보통신기술진흥센터
– 자동차 보안연구 기술센터 ‘페스카로’ 블로그

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