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DGIST(총장 국양) 전기전자컴퓨터공학과 곽정호 교수팀과 KAIST(총장 이광형) 항공우주공학과 최지환 교수팀은 차세대 저궤도 위성망시스템에 활용 가능한 새로운 에지 컴퓨팅 오프로딩 및 네트워크 슬라이싱 기법을 개발했다.

‘저궤도 위성망’이란 300~1,500km 궤도에 띄운 위성으로 인터넷 서비스를 안정적으로 제공하기 위해 구축된 통신망을 말한다. 지상에 세운 기지국에서는 종종 전파가 산이나 건물의 방해를 받는 것과 달리, 저궤도 위성은 인구밀도가 낮아 기지국을 세우기 어려웠던 곳에서도 위성을 띄워 통신망을 구축할 수 있다. 이로 인해 더 많은 지역에 빠르게 통신 서비스를 보급할 수 있는 차세대 위성통신으로 주목받고 있다.

▲ 오른쪽부터 전기전자컴퓨터공학과 곽정호 교수, 김태연 박사과정생

한편, 에지 컴퓨팅(Edge computing)은 클라우드 컴퓨팅과 대비되는 방식으로, 각각의 기기 자체에서 데이터를 분산 처리하는 방식이다. 데이터가 수집되는 에지(모서리)에서 바로 데이터를 처리하고 연산 결과를 적용할 수 있기 때문에 데이터 센터의 정체 현상을 줄일 수 있다.

기존의 지상 네트워크에 적용하는 에지 컴퓨팅에 대한 연구는 활발히 진행되고 있지만 저궤도 위성에 적용하기 위해서는 다른 차원의 접근이 필요하다. 저궤도 위성망을 비롯한 위성으로 구성된 코어 네트워크는 모든 연결이 무선으로 되어 있을뿐더러 위성이 매우 빠른 속도로 지구를 공전하고 있기 때문이다. 또한, 위성 자체의 전력 공급이나 연산 능력이 지상에 비해 부족할 수밖에 없어 지상에서는 고려가 되지 않고 있던 새로운 부분들에 대한 맞춤형 솔루션이 필요하다.

이에 곽정호·최지환 교수 공동 연구팀은 여러 서비스가 가상화된 시나리오에서 저궤도 위성의 분포 및 이동 특성 및 무선 채널 환경 등의 특성을 활용하여 네트워크 슬라이싱 기법을 제안하고, 동시에 위성 에지컴퓨팅에서의 코드 및 데이터 오프로딩 기법을 제안했다.

이번 연구를 통해 개발한 저궤도 위성에서의 에지컴퓨팅 및 슬라이싱 기법은 일론 머스크의 스타링크 등 저궤도 위성 인터넷 서비스가 상용화되어가고 있는 해외에 비해 아직 초기 단계인 국내 위성 네트워크 기술을 한 단계 진일보시켰다는 의미를 갖는다고 볼 수 있다.

DGIST 전기전자컴퓨터공학과 곽정호 교수는 “이번 연구는 변화하는 저궤도 위성 환경에 따라 네트워크 슬라이싱과 코드/데이터 오프로딩의 비율에 의한 영향을 분석한 연구”라며 “향후 6G 시대의 저궤도 위성에서의 킬러 어플리케이션 활용의 청사진을 제공할 수 있도록 하는 것이 목표다”고 말했다.

한편, 연구 결과는 DGIST 전기전자컴퓨터공학과 김태연 박사과정생이 1저자로 관련 분야 국제학술지인 ‘IEEE Internet of Things Journal’에 2022년 8월 1일 게재됐다.