[과학기술] 비행 중에도 빵빵 터지는 '와이파이' 그 비결은?

-지상기지국이 쏘아올린 전파, 비행기 안테나로 쏙!
-기지국 없는 바닷길 와이파이 연결고리는 '인공위성'

5G시대를 살아가는 우리들에게 ‘와이파이’는 언제 어디서나 쉽게 접할 수 있는 인터넷 서비스로 자리매김했어요. 집이나 공공장소는 물론, 버스나 지하철 등 대중교통을 이용할 때도 편리하게 와이파이를 사용할 수 있지요.

심지어 최근에는 비행기 안에서도 와이파이를 사용할 수 있게 됐습니다. 휴대폰에서 나오는 전자파가 기내 운영에 큰 영향을 미치지 않는다는 연구결과가 보고되면서 항공사들이 기내 와이파이 서비스를 제공하기 시작한 것이죠.

여기서 드는 의문점 하나! 하늘 위를 빠르게 이동하는 비행기 안에서 어떻게 와이파이가 터질까요? 비행기는 어떤 방법으로 기지국으로부터 전파를 수신하는지, 지금부터 ‘톡톡’과 함께 그 비밀을 밝혀 봅시다.

-이 기사는 <톡톡> 9월호 '똑똑 라이브러리'에 4p분량으로 실린 내용의 일부입니다.
-전체 기사 내용이 궁금하다면 '톡톡' 정기구독을 신청하세요~
놀기만 좋아하는 우리 아이, '책'과 놀게 할 수는 없을까? 재밌는 잡지를 읽었더니 두꺼운 책도 술술 읽혀요! 독서능력이 쑥쑥! 다양한 분야에 걸친 흥미로운 기사로 아이의 시선을 사로잡습니다. 톡톡으로 내 안에 숨은 잠재력을 깨워보세요.

▼ <톡톡> 정기구독 신청

와이파이 터지는 비행기 Hands up!
현재 와이파이 서비스를 제공하는 항공기는 아랍에미리트 국영 항공사인 에티하드항공 A380과 아시아나 항공 A350 등으로, 대부분 유료로 이용할 수 있어요. 아시아나 항공의 경우 2~3만원을 지불하면 비행하는 동안 마음껏 인터넷 서핑을 즐길 수 있죠. 미국 델타항공만이 국내선에 한해 메시지 전송 등의 일부 서비스를 무료로 제공하고 있답니다.

지상기지국이 쏘아올린 전파, 비행기 안테나로 쏘~옥!
와이파이(WIFI)란 Wireless fidelity의 약자로, 정확한 의미는 IEEE 802.11 통신규정을 만족하는 통신기기들끼리 무선으로 데이터를 주고받을 수 있도록 하는 기술을 말합니다. 유선인터넷 회선에 무선 공유기를 연결하면 공유기가 선을 통해 들어온 인터넷 신호를 무선 신호로 바꿔 쏴주는데요. 우리는 보통 이 무선 신호를 와이파이라고 부르고 있습니다.

그렇다면 선을 연결할 수 없는 비행기에서는 어떻게 와이파이 사용이 가능한 걸까요? 그것은 바로 무선 이동통신 기술인 LTE를 통해 전파를 수신하기 때문이에요. 지상기지국에서 쏘아 올린 전파를 비행기 아래에 있는 안테나가 전달받는 것이죠.

비행기가 이동하는 동안 현재 위치와 가장 가까운 기지국들과 차례대로 연결하면서 와이파이 신호를 유지하는 건데요. 이 방식은 주로 국내선 비행기에서 사용된답니다.

기지국 없는 바닷길와이파이 연결고리는 인공위성!
하지만 바다 위로 비행하는 국제선의 경우, 지상 기지국을 이용할 수 없지요. 이때는 땅이 아닌 하늘의 힘을 빌려야 하는데요. 바로 ‘인공위성’이 기지국의 역할을 해줍니다. 지상에서 인공위성으로 전파를 쏘면 이 전파를 위성이 받아 비행기로 전달하는 것이죠.

비행기는 안테나를 통해 수신한 신호로 기내에 와이파이를 제공합니다. 이때 비행기는 하늘 위의 인공위성으로부터 전파를 수신해야 하므로 안테나를 비행기 위쪽에 장착합니다.

위성통신을 활용한 방식은 크게 두 가지로 나뉩니다. Ku밴드와 Ka밴드 방식이 바로 그것입니다. Ku밴드란 10~18GHz의 인공위성 주파수 대역을 말해요. Ku밴드를 이용하면 30~40Mbp의 통신 속도를 낼 수 있습니다. 지상기지국에서 쏜 전파보다 10배 이상 빠른 속도죠.

하지만 지상기지국 수에 비해 위성 수가 현저히 적어, 전파를 필요로 하는 항공기가 많을수록 속도가 떨어지는 단점도 있답니다. 게다가 위성을 경유하다 보니 통신 지연이 자주 발생하고요.

Ka밴드는 27~40GHz의 인공위성 주파수 대역을 일컫습니다. Ka밴드를 이용하면 최고 70Mbps에 달하는 높은 통신 속도를 낼 수 있답니다. Ku밴드 방식보다 2배 가까이 빠른 속도죠.

하지만 비, 눈, 구름, 안개 등 물분자에 인한 전파 간섭이 심해, 예전에는 상업용이 아닌 군용으로만 사용돼 왔습니다. 최근에는 Ka밴드 이용 기술이 발전해 상업적으로 활용하는 경우가 많아졌습니다.

비행기 와이파이 기술은 진화 중!
현재 항공기 와이파이 기술은 빠르게 진화하고 있습니다. 실제로 스페이스X나 아마존 같은 글로벌 기업들이 낮은 궤도의 인공위성을 활용한 '우주 인터넷'을 개발해 시험운영을 하고 있어요.

‘우주 인터넷’이 보편화되면 기내에서 훨씬 더 저렴한 비용으로 초고속 인터넷을 사용할 수 있게 됩니다. 뿐만 아니라 지상기지국을 설치하기 어려운 오지에서도 인터넷 접속이 가능해지죠.

현재는 전체 민간 항공기 중 25% 정도만 기내 와이파이 서비스를 제공하고 있지만, 향후 20년 내에 대부분의 항공기에서 와이파이를 사용할 수 있을 거라고 합니다. 국내의 경우 대한항공에서 3년 내에 모든 기내에 와이파이를 도입하겠다는 포부를 밝히기도 했죠.

전 세계를 연결하는 하늘 길에서 더 빠르고, 더 안정적이고, 더 저렴한 비용의 와이파이 서비스를 만날 수 있는 그날을 기대해 봅니다.

■ <톡톡> 9월호 해당 페이지 안내