자동차는 점점 사전적인 의미를 실현해 나가고 있습니다. 인간의 조작 없이도 스스로 움직이는(自動) 단계를 거치고 있는 것이죠. 하지만 적지 않은 이들이 자율주행차의 상용화에 대해 걱정하곤 합니다. 한적한 도로를 주행하고 있다가 갑자기 무단횡단을 하는 사람을 마주하게 되거나, 도로 위에서 갑작스럽게 대형 사고가 벌어지면 어떨까 하고요.
이러한 걱정들을 덜어줄 해결사로 통신모듈 V2X가 거론되고 있습니다. 자율주행 레벨의 최종 단계라 불리는 5단계, 완전 자율주행을 이루기 위해 V2X는 필수적으로 탑재해야 하는 전장부품인데요. V2X는 어떤 역할을 할까요? LG이노텍이 선보인 5G-V2X는 얼마나 좋은 성능을 자랑할까요? V2X의 모든 것을 알려드립니다.
V2X(Vehicle to Everything)란?
X는 ‘정해지지 않은’, ‘미지의 것’을 의미합니다. Vehicle to Everything을 V2X로 줄여 부르는 이유도 차량과 연결할 수 있는 요소들이 그만큼 많고, 앞으로도 많아질 것이기 때문이에요. 차량이 유선 또는 무선망을 통해 여러 가지 사물과 정보를 교환하는 차량사물통신이 바로 V2X입니다. X에 들어가는 요소로는 차량에 영향을 미칠 수 있거나, 차량에 영향을 받을 수 있는 모든 개체가 포함되죠. 자율주행차 자체에도 다양한 센서와 카메라가 탑재되어 있지만, 지형이나 기후 상황이 갑작스럽게 악화되는 환경에서 주변 정보를 수집하는 데 한계가 발생하기에 V2X 모듈은 꼭 필요한데요. 차량과 연결할 수 있는 것들로는 무엇이 있을까요? 이어서 살펴보겠습니다.
1) V2V(Vehicle to Vehicle)
차량과 차량 사이의 소통을 뜻합니다. 차량 간 메시지를 전송하여 잠재적인 위험요소를 탐지하거나 교통정보를 주고받기도 해요. 안전 거리를 유지하고 속도를 제어하는 것은 물론, 접근하는 차량이나 응급차량을 알리기도 합니다. 다른 차량과의 추돌과 충돌을 탐지하기도 하죠. 앞선 차량이 전방에 놓인 위험물을 경고하면 뒤따라오던 차량이 이를 피해가는 방식이에요. 현재 도로 통행 요금 자동 징수 시스템의 통신모듈로 널리 사용되는 근거리무선통신(DSRC, Dedicated Short-Range Communications) 기술을 이용합니다.
2) V2I(Vehicle to Infrastructure)
차량과 도로 인프라 간 소통입니다. 도로상에 세워져 기지국 역할을 하는 노변장치(RSU, Road-Side Unit)와 차량이 서로 정보를 교환하는데요. V2V가 전방의 장애물이나 차량 등을 파악한다면, V2I는 전반적인 교통 현황(위험 구간 및 사고 상황, 교차로 신호위반 위험)을 파악합니다.
V2V와 V2I 기술이 있어 연쇄 추돌 사고 또는 앞차와의 사고를 예방하고 교통체증 또한 완화할 수 있습니다. 내비게이션을 떠올리면 V2X의 기본 개념을 쉽게 이해할 수 있을 거예요. 내비게이션은 현 위치와 목적지까지의 경로를 안내하고, 구간별 제한 속도와 단속 카메라의 위치는 물론 휴게소와 졸음쉼터까지도 알려주어 원활한 운전을 돕는데요. 여기서 좀 더 진화한 개념이 바로 V2V와 V2I입니다.
3) V2P(Vehicle to Pedestrian)
차량과 보행자 간의 소통으로, 차량과 보행자가 서로를 인지할 수 있도록 하는 기술입니다. 현재 도로교통법이 보행자 우선으로 개정된 만큼, 차량 운행에 있어 가장 중요한 것은 사람의 생명이기에 빼놓을 수 없는 중요한 요소인데요. 보행자가 갑자기 나타나거나, 차량을 인지하지 못했거나, 커브길 또는 사각지대에 보행자가 있을 때 정보를 제공하여 사고를 예방합니다. 사람이 가지고 있는 디바이스(스마트폰, 웨어러블 기기)를 통해 차량과 정보를 교환하는 방식으로, 기존의 이동통신망과 보행자가 보유한 기기를 이용하는 만큼 인프라 구축에 용이하다는 특징을 갖고 있답니다.
4) V2N(Vehicle to Nomadic Device)
최근에 포함된 차량과 모바일 기기 간 소통입니다. V2P와의 차이점이 다소 모호해 보이기도 하죠. V2P는 차량과 보행자가 서로를 인지할 수 있도록 한다면, V2N은 차량과 모바일 기기(스마트폰, 태블릿 등)를 지닌 개인 또는 이륜차 탑승자와 정보를 교환하며 서로 간의 접근을 막는 방식입니다. 교통사고를 방지하고, 운전자가 차량 상태를 모니터링하는 것이 주된 목적이에요. 통신 서비스가 확대되면서 차량과 각종 스마트 기기를 연결하여 차량 내에서 다양한 부가 서비스를 제공하기도 합니다.
5) V2C(Vehicle to Cloud)
V2C 또한 최근에 포함된 요소입니다. 차량과 클라우드가 연결된 가장 큰 이유는 운영과 보안 기능을 향상시키기 위함인데요. 차량 데이터를 클라우드와 동기화하여 유지 관리 일정에 대한 알림을 받거나, PCㆍ스마트폰이 자동 업데이트를 하는 것처럼 소프트웨어 업데이트를 적용하는 등의 방식으로 편리성과 안전성을 제공하는 것입니다. 또한 비정상적인 활동을 모니터링하여 보안 문제에 실시간으로 대응할 수 있도록 하죠.
자율주행차 내부에 전자 제어 장치(ECU)가 많아질수록 제조 공정이 복잡할뿐더러 독립적인 작업 또한 어려워지는 것도 V2C가 필요한 이유 중 하나입니다. 사용자가 수많은 ECU들의 문제점을 하나하나 진단하기에도 무리가 있는 데다 비용도 많이 들죠. 중형 차량은 약 100개가량, 고급 차량은 약 200개 이상의 ECU가 탑재되는데요. 이들이 각각 독립적인 작업을 제어하는 대신 ECU를 클라우드에 이전, 1~2개의 CPU로 제어할 수 있도록 하여 많은 작업을 동시에 수행할 수 있게 만드는 것이 V2C의 역할이랍니다.
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전문가들이 V2C를 제안할 수 있었던 것은 5G 기술이 상용화 된 이후입니다. 4G에서 5G로 전환되면서 대기 시간이 큰 폭으로 줄어들었기 때문이죠. 그렇다면 5G 차량통신을 지원하는 LG이노텍의 5G-V2X는 얼마나 진화된 형태일까요?
완전 자율주행으로 향하는 LG이노텍 5G-V2X
1) 5G로 빨라진 데이터 처리 속도 - 사고를 미연에 방지하는 초고속의 힘
업계에서는 자율주행차 한 대가 무려 하루에만 평균 4TB(4,000GB)의 데이터를 생성할 것으로 보고 있습니다. 이를 처리하기 위해서는 당연히 속도가 빨라야겠죠. 순식간에 일어나는 도로 위에서의 사고 상황이 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)에 신속하게 반영되어야 우회로를 빨리 찾아낼 수 있고, 2차 사고로 이어지는 가능성 또한 원천 차단할 수 있을 테니까요. 5G는 이처럼 시시각각 변화하는 상황에 즉각적으로 대응해야 하는 자율주행차의 성능을 향상시키는 기술입니다. 글로벌 자동차 업계에서도 기존에 사용하던 LTE 대신 5G 기반의 통신모듈을 도입하는 추세예요.
2) 1세대보다 빨라지고 작아진 2세대 모듈
- 속도는 4배 오르고, 크기는 20% 줄이고, 부품은 60% 늘렸다!
LG이노텍은 일전에 1세대 차량용 5G 통신모듈을 업계 최초로 출시한 바 있습니다. 그리고 4년이 지난 지금 한 단계 성장한 2세대 모듈을 선보였죠. 1세대와 비교하여 얼마나 더 좋아졌는지 살펴볼까요?
2세대 모듈은 기존 제품의 속도보다 4배 이상 빨라졌습니다. 기존 제품이 35Mbps 정도였다면 2세대 모듈은 150Mbps의 속도를 자랑하죠. 1세대보다 크기도 20% 소형화되어 일반 신용카드의 절반 정도 되는 작은 크기인 데 반해, 탑재되는 부품 수는 60%나 증가했어요. 차량 내ㆍ외부 어디든 부담없이 장착하기 좋은 사이즈랍니다.
나아가 내구성 면에서도 강력해졌어요. 직사광선이나 발열 등으로 인한 고주파 5G 신호 손실을 최소화하기 위해 온도 제어 알고리즘을 고도화했기 때문입니다. 이 알고리즘 덕분에 90°C의 고온에서도 품질을 유지할 수 있게 되었고요. 1~1.5km에 달하는 원거리 차량-사물 간 통신 커버리지*를 5G망으로 안정적인 지원을 할 수 있게 되었답니다.
*커버리지(coverage) : 필요한 회선 품질을 유지하면서 양호한 통신이 가능한 영역
3) 높은 호환성 - 국가, 지형, 차종을 불문하는 최신 5G 표준
LG이노텍의 5G-V2X는 다양한 차종에 탑재가 가능합니다. 세계 이동통신 표준화 기술협력 기구(3GPP, 3rd Generation Partnership Project)가 현재 제시하는 최신 5G 표준은 2020년 7월경 승인된 Release 16인데요. LG이노텍의 5G-V2X 또한 Release 16을 적용하여 높은 호환성을 보장합니다. 어느 나라에서도, 어떤 지형의 도로에서도, 차량 종류와도 관계없이 사용할 수 있죠.
시장조사 기관 테크노시스템리서치(TSR)의 발표에 의하면 5G 통신모듈을 탑재한 전 세계 차량이 올해 170만 대(2023년)에서 2027년에는 2,180만 대(2027)로 늘어 1,182% 증가할 전망이라고 합니다. 운전자가 관여하지 않아도 목적지까지 안전하게 데려다주는, 완전 자율주행차에 대한 열망은 세계적인 듯싶은데요. 데이터를 빠르게 전달하여 차량 내부 센서들이 잡아내지 못한 돌발 상황들을 신속하게 공유한다면 머지않아 완전 자율주행 시대에도 가닿을 수 있을 것으로 보입니다. 도로 위에서의 안락한 경험을 위해, LG이노텍이 글로벌 No.1 소재ㆍ부품기업으로서 앞장서겠습니다.
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[BY LG이노텍] 자동차는 점점 사전적인 의미를 실현해 나가고 있습니다. 인간의 조작 없이도 스스로 움...
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