DX-Ocean

DX-Ocean은 LTE/5G 이동통신과 VSAT 등 위성통신의 상태와 품질을 수집·분석하고, 운항정보와 연계해 관리합니다.

운항 환경에 따라 달라지는 통신 품질의 통합 관리

연근해에서는 이동통신, 원양에서는 위성통신의 활용 비중이 커지며 기상과 항로, 선박 위치에 따라 통신 품질도 달라집니다.
DX-Ocean은 통신 채널별 상태를 통합 수집하고 품질 이력을 축적해 경로 선택 정책을 분석·검증하는 기반을 제공합니다.

자율운항선박 기술개발사업(KASS) 실증선박 장비 랙에 설치한 다중해상통신 게이트웨이(맨 위)
※ 실증선박 장비 랙(사진 속 표시: 장비 이름)
실증선 설치 사례

한국–중국–베트남–태국 장거리 항로 실증

해양수산부·해양수산과학기술진흥원(KIMST)의 자율운항선박 기술개발사업(KASS)에서 DX-Ocean 다중해상통신 게이트웨이를 자율운항 실증선박에 설치했습니다. 실증선박이 오가는 한국(인천항, 부산항)–중국(상하이항)–베트남–태국 장거리 항로(2024.7~2025.12)에서 상용 이동통신망과 VSAT 위성망을 함께 운용하며, 연안과 원양을 넘나드는 실제 항로에서 성능을 검증했습니다.

랙 구성(위에서부터)
  1. 다중해상통신 게이트웨이
  2. 디지털 브리지 게이트웨이·서버
  3. 디지털 브리지 엣지
  4. LTE 단말 등 통신 단말
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서로 다른 통신망을 하나로 관리하는 게이트웨이

Multi-RAT을 지원하는 다중해상통신 게이트웨이는 LTE/5G, VSAT 등 각 링크의 상태를 수집하고 선박 내부 시스템과 육상 시스템을 연결하는 중심 역할을 합니다. 단순히 서로 다른 통신망을 연결하는 데 그치지 않고, 링크별 품질 데이터를 축적해 경로 선택과 통신 정책을 판단할 수 있는 기반을 만듭니다.

  • LTE/5G, VSAT 등 다중 통신 채널 상태 통합 수집
  • 선박 위치와 항차 정보와 통신 상태를 함께 저장해 운항 구간별 품질 이력 관리
  • 선박 내부 시스템과 디지털 브리지, 육상 시스템을 연결할 수 있는 데이터 연동 기능 제공
  • 상용 VSAT 단말(iDirect X7)과 연동 시험을 거쳐 공인시험 성적서 확보
  • 서비스 특성과 통신 상태를 고려한 경로 선택과 트래픽 정책 적용 기반 제공
RAT 1(예: LTE/5G), RAT 2(예: VSAT), RAT 3(예: 스타링크) 등 통신 채널의 상태를 현장 게이트웨이에서 수집·보존·동기화해 운영·분석으로 잇는 DX-Ocean 개념도

연결이 불안정한 해상에서도 이어지는 데이터 흐름

선박에서 수집한 통신 상태와 운항정보는 현장에 먼저 보존하고, 중앙 연결이 회복되면 다시 동기화합니다. 장비 환경이 달라도 같은 운영 흐름으로 통신 상태와 데이터 이력을 확인할 수 있도록 구성합니다.

  1. 수집LTE·VSAT 상태와 운항정보를 함께 수집
  2. 보존연결 장애 중에도 현장 데이터를 우선 유지
  3. 동기화통신 복구 후 저장된 데이터를 중앙 시스템으로 재전송·동기화하여 데이터 누락을 최소화
  4. 분석구간별 품질과 서비스 요구를 함께 검토

해상에서 LTE/5G 통신 품질을 측정하는 단말

해상광대역통신 단말은 LTE 모뎀의 현재 접속 상태와 신호 품질을 지속적으로 확인해 게이트웨이에 제공합니다.
RSRP, RSRQ, RSSI, SINR 등 주요 지표와 접속 셀·망 정보를 구조화해 통신 품질을 판단하고 분석할 수 있는 데이터로 만듭니다.

선박 내부 장비가 LTE 회선을 외부 통신 경로로 사용할 수 있도록 네트워크 구성을 지원하고, 상태 정보는 다른 시스템에서도 활용할 수 있는 형태로 제공해 게이트웨이와 관리 기능에 연계할 수 있습니다.

  • LTE 접속 상태, 접속망·기지국 정보, RSRP·RSRQ·RSSI·SINR 등 주요 품질 지표 수집
  • 통신 상태를 연계 가능한 상태 데이터로 제공해 게이트웨이 및 외부 시스템과 연계
  • 선박 내부 네트워크의 LTE 외부망 연결 지원
  • 연결 이상을 지속적으로 감시하고 장애 원인을 확인할 수 있는 운영과 복구 로직 적용
해상광대역통신 단말 시제품 외형
해상광대역통신 단말 시제품 외형

주요 사양(고도화 시제품)

처리 장치
6코어 CPU, 8GB 메모리, 64GB 저장공간
이동통신 모듈
Quectel RM500Q-GL
안테나
0.6~6GHz 광대역 다이폴(3~7dBi), MIMO, N 타입 커넥터
크기·외장
180 × 258 × 44mm(1U 랙 장착), 알루미늄 케이스
실측 속도
210~380Mbps(2025년 8월 11일 인천 신항)

실제 운항 데이터로 확인한 해상 통신 품질

컨테이너선 12항차에서 실제로 측정한 LTE와 VSAT 품질 데이터를 시간과 운항 구간에 따라 분석한 연구 결과입니다. 음영구역, 품질 저하 패턴, 링크별 특성을 확인하고, 경로 선택 정책과 절체 기준을 검증하는 자료로 사용합니다.

측정 항로

컨테이너선 12항차 운항 구간

인천·부산·상하이·호찌민·램차방을 오가는 항로에서 9개월 동안 측정했습니다

한국과 동남아시아를 오간 컨테이너선 12항차의 실제 항적 지도
컨테이너선 12항차 실측 항적(인천·부산·상하이·호찌민·램차방)자료: Koo et al. (2026), Applied Sciences
측정 구성

선박 통신 구성

이동통신 단말과 위성 단말을 다중 통신 게이트웨이에 연결해 두 망의 상태를 함께 기록했습니다

선박 안 센서와 이동통신·위성 단말이 다중 통신 게이트웨이를 거쳐 육상 관제센터로 이어지는 구성도
실선 측정에 쓴 선박 통신 구성(이동통신 단말과 위성 단말을 다중 통신 게이트웨이에 연결)자료: Koo et al. (2026), Applied Sciences
이동통신 · LTE/WCDMA

운항 구간별 수신 품질

수신전력 기준을 충족한 기록이 인천 → 부산 77.1%, 상하이 → 호찌민 17.3%로 약 4.5배 차이

  • 기준 충족
  • 접속, 기준 미달
  • 서비스 없음
운항 구간기준 충족
  1. 인천 → 부산77.1%
    기준 미달 22.8% 서비스 없음 0.1%
  2. 부산 → 상하이40.9%
    기준 미달 46.4% 서비스 없음 12.7%
  3. 상하이 → 호찌민17.3%
    기준 미달 38.9% 서비스 없음 43.8%
  4. 호찌민 → 램차방30.9%
    기준 미달 50.3% 서비스 없음 18.8%
  5. 램차방 → 호찌민25.0%
    기준 미달 59.9% 서비스 없음 15.1%
  6. 호찌민 → 인천21.5%
    기준 미달 41.4% 서비스 없음 37.1%

기준: LTE RSRP −100 dBm 이상 또는 WCDMA RSCP −85 dBm 이상. 항해 중 유효 기록 470,920건 기준

운항 구간별 이동통신(LTE/WCDMA) 수신 상태 비율자료: Koo et al. (2026), Applied Sciences
위성통신 · GEO VSAT

VSAT 신호 품질(SNR)과 기준값의 영향

응답 기록의 26.5%가 SNR 6~7 dB에 몰려 있어, 기준을 6 dB에서 7 dB로 올리면 저장 후 전송 비율이 6.7%에서 25.7%로 늘어남

응답 기록의 SNR 분포
  • 6 dB 미만 8.7%
  • 6~7 dB 26.5%
  • 7 dB 이상 64.8%
SNR 기준값별 전송 경로 배정(사후 분석)
  • 이동통신
  • 위성(VSAT)
  • 저장 후 전송

이동통신 배정은 기준값과 관계없이 28.8%로 같음

SNR 기준저장 후 전송
  1. 기준 없음위성 70.6%0.6%
  2. 5 dB위성 69.0%2.2%
  3. 6 dB위성 64.5%6.7%
  4. 7 dB위성 45.4%25.7%
  5. 10 dB위성 31.0%40.1%

이동통신이 수신전력 기준을 충족하면 이동통신, 아니면 응답이 있고 SNR이 기준 이상인 위성, 둘 다 아니면 저장 후 전송으로 나눔. 동시 분석 기록 319,363건을 사후에 나눠 본 결과이며 실제 트래픽을 전환한 결과는 아님

VSAT SNR 분포와 기준값별 전송 경로 배정 비율자료: Koo et al. (2026), Applied Sciences

※ 위 지도와 구성도는 아래 참고문헌에서 발췌했으며, 두 그래프는 같은 논문의 결과를 사이트 형식에 맞게 재구성함

연구 중인 다음 단계

통신 품질과 전송 목적을 함께 고려한 경로 선택

해상 통신은 단순히 연결 여부만으로 판단하기 어렵습니다. 같은 시점에도 통신망마다 지연, 손실, 가용 용량이 다르고 전송해야 하는 데이터의 중요도도 서로 다릅니다. DX-Ocean은 이러한 차이를 반영해 통신 품질과 서비스 요구를 함께 고려하는 서비스 품질 기반 경로 선택 기술을 연구하고 검증하고 있습니다.

통신 품질지연·손실·가용 용량을 함께 판단각 통신망의 품질을 한 가지 수치가 아니라 여러 지표로 비교합니다.
서비스 우선순위전송 데이터의 중요도와 필요한 통신 품질을 반영전송 데이터의 중요도와 요구 성능에 맞춰 경로 선택 기준을 달리할 수 있도록 연구합니다.
안정적인 절체불필요하게 잦은 전환을 줄이는 안정화 조건링크 상태가 경계값 주변에서 반복적으로 변할 때도 안정적으로 판단할 수 있는 절체 기준을 검증합니다.

구현 기능과 연구 검증 범위의 구분

통신 상태 수집과 이력 관리, 현장 보존과 동기화는 구현 범위입니다. 지연·손실·가용 용량과 서비스 중요도를 고려한 경로 선택은 연구와 검증을 진행 중인 기술이며 상용 자동절체 완료 기능으로 표현하지 않습니다.

참고문헌

Koo, H., Ryoo, C., & Song, J. (2026). Repeated-voyage measurement of cellular–GEO satellite complementarity and buffering implications for maritime IoT backhaul. Applied Sciences, 16(18), 9361. https://doi.org/10.3390/app16189361 (CC BY 4.0)