정부가 2025년 도심항공교통(UAM: Urban Air Mobility) 상용화를 목표로 이달부터 한국형 도심항공교통 실증사업(K-UAM 그랜드챌린지)1단계가 시작됐다. 이 실증사업에서는 통합운영 및 단일 분야에 총 46개 기관이 참여해 2025년 상용화 대비 UAM 기체 및 통신체계 안전성 확인, 교통관리, 버티포트(Vertiport) 등 통합운용 실증을 통해 한국형 안전기준 마련을 목표로 하고 있다.

UAM은 수직이착륙(eVTOL:electric Vertical Take-Off and Landing)이 가능한 전기동력으로 움직이는 비행체로써 승객을 태워 이동하는 교통체계로 미래 교통수단으로 주목되고 있다. 기존 비행체와 달리 활주로가 별도로 필요하지 않고 수직이착륙 공간 즉 최소한의 버티포트가 확보되면 운용이 가능하고 대표 회전익 항공기인 헬리콥터에 비해 일상 대화 수준인 60데시벨(dB)정도로 소음이 적고 안정성은 높으며 빌딩 및 주차시설의 옥상에 이착륙장 설치가 용이해 경제성 측면에서도 장점을 가지고 있다. Fortune 비즈니스 인사이트(Business Insights)의 2022년 자료에 따르면 세계 UAM 시장 규모는 2021년 30.1억달러에서 2028년 89.1억 달러로 연평균 16.77% 성장할 것으로 예측하고 있다.

승객과 화물 운송사업 목적으로 UAM 운용을 위한 국가 차원의 최상위 운용개념(ConOps:Concept of Operations)을 제공하는 K-UAM 운용개념서 1.0에 따르면 기존 공역과 분리된 전용회랑(Corridor)으로 비행하며, 항공통신망은 상용이동통신을 이용 또는 다른 통신망도 병행 검토되고 있다.

특히 UAM은 지정된 지역을 통과할 때 기체가 지키고 유지해야 할 지정된 항행 공역 범위인 회랑과 항로를 이탈하지 않고 안전 운행하기 위해 요구되는 다양한 데이터 처리가 통신 네트워크 기반의 기술로 형성돼 있기 때문에 국내 이동 통신사들(SKT, KT 등)이 주도할 수 있는 새로운 시장으로 급부상하고 있다. SKT는 주관기관인 한국항공우주연구원과 K-UAM실증을 위한 5G상공 통신망 구축을 이달 시작했고 전남 고흥에서 5G 상공 통신망 관련 시범 테스트를 진행했으며 구축한 측정 드론을 이용해 통신 품질을 점검한 결과 UAM 운항 고도인 300~600m 상공에서 안정적인 통신 품질 확인했다고 밝혔다.

연내 고흥 K-UAM 그랜드챌린지 1단계 실증 비행항로 중 일부 구간에 5G 상공 통신망을 구축할 예정이고, 2단계 도심 실증에 대비해 수도권 일부 지역에도 5G 상공 통신망 인프라를 시범 구축할 계획에 있다. KT는 UAM과 지상의 교통관리시스템을 음영지역 없이 연결하는 기술로써 5G 상공 통신망과 위성통신을 결합한 ‘5G-위성 하이브리드 커넥티비티’를 제시했다. 대부분 지역에서는 5G로 UAM이 높은 건물 등으로 인해 발생되는 음영 지역에서는 정지궤도 또는 저궤도 위성을 활용한 혼합형 기술을 확보할 계획을 가지고 있다.

5G는 초고속무선통신망이므로 기지국은 목표에 전파를 송신하기 위해 배열 안테나(Array Antenna)를 이용해 빔포밍(Beamforming) 방식이므로 지향성을 가지고 있다. 이런 지향성을 지닌 5G는 다른 무선통신에 비해 통달거리가 짧고 LTE보다도 적기 때문에 기존 5G기술로는 UAM 운용의 다양한 환경에서 전송 범위를 벗어 나거나 통신 가용도, 무결성 등에 문제가 발생할 수 있다.

따라서 UAM의 고신뢰성을 가지는 상공 통신망 제공을 위한 빔포밍, 간섭 회피 기술 등을 개발해 K-UAM 단계별 실증사업을 통해서 관련 핵심 기술 검증과 인증 체계가 마련된다면 필자가 몸담고 있는 학교에서는 미래 성장동력 학과(항공전기전자정비과)로 개편해 항공관련 항법, 통신, 시현 소프트웨어 개발 및 검증 인력을 양성 중에 있으며 2022년 산업통상자원부에서 UAM 전문인력 양성사업 등이 진행되고 있기 때문에 고용효과뿐만 아니라 글로벌 UAM 기술시장을 선점할 수 있을 것으로 예상된다.