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물속 6000m 초고속 '광 와이파이' 통신기술 개발

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물속에서 초고속 통신이 가능한 광 와이파이(Wi-Fi) 기술이 개발됐다.

스위스 연방기술연구소 중 하나인 EPFL(École polytechnique fédérale de Lausanne) 스핀오프(spin-off) 하이드로미아(Hydromea)는 해저 6000m까지 통신이 가능한 소형 광학 모뎀을 개발했다고 20일(현지시각) 밝혔다 . 50m 이상 떨어진 곳에서도 초고속으로 데이터를 수집할 정도로 뛰어나다.

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물속에서 통신은 쉽지 않다. 기존 전파는 물에 쉽게 흡수되기 때문에 1m 이상 갈 수 없다. 그래서 음향 통신을 이용하고 있지만, 속도가 매우 느리고 신뢰성이 떨어진다. 따라서 해상 에너지 수중 건설이나 검사, 모니터링, 유지보수 등에 있어 해결해야 할 장애물이다. 호소학(limnology) 연구 역시 마찬가지다.

하지만, 하이드로미아 연구팀은 빛을 이용해 바다나 호수 물속 아래로 데이터를 전송하는 해결책을 찾아냈다.

빠르게 깜박이는 파란 불빛을 통해 통신하는 ‘루마(LUMA)’라는 수중 모뎀을 개발했다. 이 초고속 모뎀은 데이터를 전송하는 광 펄스로 변환하거나, 반대로 수신한 광 펄스를 데이터로 순식간에 변환한다.

물이 대부분의 파동, 특히 적외선을 흡수한다. 하지만 파란색과 초록색 빛 파장은 물을 통과할 수 있다. 태양 가시광선 영역의 빨간색과 노란색 빛의 파장은 불과 몇 미터 안에 흡수된다.

연구팀은 “빛은 일반적으로 물속에서 매우 빠르게 확산하기 때문에, 50m나 100m 거리에서 통신을 보내는 방법을 찾는 것이 어려웠다”며, "멀리서도 아주 작은 빛의 파동을 포착할 수 있을 정도로 민감한 수신기를 개발하는 데 오랜 시간이 걸렸다"고 설명했다.

LUMA는 최대 6,000m 깊이에서 작동하도록 설계됐다. 이 모뎀은 극도의 수압에서도 견딜 수 있는 투명한 플라스틱으로 밀폐했다. 이 시스템은 이미 독일의 알프레드 웨게너(Alfred Wegener) 극지 해양연구소의 과학자들에 의해 태평양 수심 4,280m에서 실험됐다.

이 기술은 현재 해저 파이프라인을 설치하거나 해상 풍력 발전소를 위한 기반을 건설하는 기술 회사들로부터 제의를 받고 있다.

한편 호소학 연구자들도 LUMA를 실은 해저 로봇을 사용해 기존 물속에 설치한 센서가 제대로 작동하는지 확인하고 정기적으로 물속에서 수집된 데이터를 확인하고 있다.

김한비 기자 itnews@

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