`GNU무선` 보이지 않는 세계를 열다

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매트 에투스(Matt Ettus)는 보이지 않는 것을 투시하고 있는 것처럼 음흉한 미소를 짓는다. 그의 손이 범용 단말 소프트웨어 무선기(Universal Software Radio Peripheral: USRP)의 보드들 위를 나는 듯이 조작하더니, 레고 벽돌처럼 생긴 안테나로 뚜껑을 열었다. 그리고 속 모습을 드러낸 보드를 그의 랩탑 켬퓨터에 연결되어 있는 USB2 케이블에 끼워 넣는다.

2-3분 정도 일반적인 리눅스 조작을 하더니("부팅하는 데 왜 이리 오래 걸려? 사운드 드라이버가 아직 안 되나..."), 그는 랩탑 컴퓨터를 돌려 화면 전체에 가득한, 마치 미친 듯이 흔들리는 와이어프레임(wireframe) 산맥 같은 불규칙한 수직선들을 보여준다. “여기” 그가 설명한다. “지금 FM을 잡고 있습니다.”

“FM 방송 전부를요?” 내가 물었다.

“전부 다요.” 그가 대답했다. 나는 사운드카드가 작동되지 않는 것이 갑자기 다행으로 여겨졌다.

무선은 뇌파와 일광 사이에 위치한 전자기장 스펙트럼이다. 그것은 빛, 색, 전자 잡음, 원자폭탄에서 나오는 감마 방사선, 피자를 데우는 마이크로파를 구성하는 것과 동일한 물질로 이루어져 있다.

우리의 관점에서 볼 때, 무선기들의 작동 방식은 모두 다르다. 똑같은 무선기기지만 위성항법장치 장비는 TV처럼 보이지 않고 CB무선과도 다르다. 그것들은 매우 특수한 기능을 위해 약간의 무선 스펙트럼을 사용하는, 말하자면 다목적 퍼스널 컴퓨터와는 가장 관계가 먼 단독 기능 기기이다. 그러나 그것들이 굳이 그래야 하는 이유는 없다.

무선의 가장 필수적인 구성 요소는 모두 동일하며 일반화가 가능하다. 그리고 프로세서의 속도를 빠르게 만드는 무어의 법칙(Moore`s law)으로 인해, 무선 기능 다수는 소프트웨어로도 실행이 가능하다.

수신과 전송이 가능한 일반 무선기를 만들고, 사람들이 일반적으로 무선장비라고 생각하는 것과의 차이를 메울 수 있는 소프트웨어 시스템에 그것을 부착하는 것은 스타트렉 엔터프라이즈(Enterprise)호의 디플렉터 실드와 비슷하다 할 수 있다. 20분만 주면 선장이 계획을 진행하는데 필요한 모든 일을 할 수 있도록 해 주니까. 도터보드(daughterboard)와 라디오 소프트웨어를 가지고 있는 에투스의 이상적인 USRP는 FM을 잡고, GPS를 읽으며, HDTV를 디코딩하고, 비상용 주파수로 신호를 내보내어 필요한 조처를 취할 수 있게 한다.

USRP프로젝트는 에릭 블로섬(Eric Blossom)의 생각으로, 그는 하드웨어의 고해상도 시그널 수신 허용을 제한하는 브로드캐스트 플래그(broadcast flag) 법령보다 앞서 소프트웨어 HDTV 수신기를 만들기를 원하고 있다. “우린 그저 (소프트웨어로) 그런 것들을 만들어서 하드웨어에 대한 방송사의 통제를 없애고 싶다.” 블로섬의 말이다.

그는 에투스와 손잡았지만, 그들에게는 사람들이 많이 쓰는 저렴한 라디오 플랫폼이 부족했다. 비록 컴퓨터로 많을 것을 할 수 있었으나 분명 한계가 있었다. “어떻게 안테나에서 컴퓨터로 보낼 수 있느냐고?” 블로섬의 설명이다. “컴퓨터는 작업할 디지털 표본들을 원한다.”

에투스는 장래 USRP가 될 것들을 설계하기 위해 유타 대학교를 통해 국립과학재단의 자금을 확보했다. “기본적으로 우리는 가격의 10퍼센트로 85퍼센트짜리 해법을 내놓았다. 국립과학재단의 헌장 일부는 교육에 관한 문제임을 감안하면 투자한 돈에 비해 학생들의 손에 10가지는 더 쥐어줄 수 있다는 의미다.” 블로섬의 말이다.

에투스는 정치적인 프로젝트보다 기술적인 도전에 더 관심이 있다. 그는 HDTV 리시버를 만들고 싶었는데 그 이유는 “그것이 에베레스트 산, 즉 세계에서 가장 큰, 수신전용 산과도 같기” 때문이다. HDTV 디코딩은 무선에 관한 정치행위지만 에투스는 무엇보다도 자신이 그것을 할 수 있는지 보고 싶었다.

4년 뒤, 에투스는 단순히 HDTV를 디코딩하는데 멈추지 않고 훨씬 앞선 기능의 소프트웨어를 만들어냈다. USRP 하드웨어 제작 및 판매에 전적으로 매달리기 위해 다니던 직장도 그만두었다. 그의 웹사이트에 가면 상품들을 구매할 수 있는데, 마더보드는 550달러에서부터 시작한다.

소프트웨어에 기반을 둔 에투스와 블로섬의 저렴한 무선기는 이제껏 무선 역사를 장악하고 있던 중앙집중화 모델과는 아주 다른 무선 세상을 대두시키며, 예상하지 못했던 지역에서 부상하고 있다.

“규제의 분산화는 혁신의 최첨단을 가능하게 한다. 그것은 컴퓨터 모델에 더 가깝다.” 블로섬의 말이다. “우리는 이제껏 사람들이 곧 우리가 꿈도 꾸지 못했던 것들을 가지고 나타날 것이라고 생각한다.”

에투스는 이 프로젝트의 가능성에 대해 보다 구체적이다. 그는 와이 파이(Wi-Fi)를 예로 들면서 “대역폭이 문제되지 않는 사회”를 꿈꾼다. “사람들은 완전한 텔레프리젠스(telepresence: 원격참여)처럼 그런 대역폭을 사용하는 애플리케이션들을 발명할 것이다.

에투스는, 블로그처럼 다량생산체제(many-to-many)이되, 그보다 넓은 세계를 위한 혁명을 실현하는 무선 계획도를 그리고 있다. “그건 모든 사람들을 방송국으로 만든다.”고 그는 말한다.

토비 올리버(Toby Oliver)의 사업은 공전 전파(stray radio waves)의 야외 사용 용도를 찾고 있는 훌륭한 사례이다. 그의 회사인 패스인텔리전스(PathIntelligence)는 USRP와 GNU를 사용하여 영국의 쇼핑센터의 풋 트래픽(foot traffic)을 추적한다.

패스인텔리전스는 휴대전화의 제어채널(control-channel) 신호를 포착함으로써, 전화에서 다중 안테나에 이르기까지 걸리는 시간의 차이를 측정하는 3각 측량법을 사용해 전화의 위치를 정확하게 추적한다. 이는 어떤 개인 데이터도 방해하지 않고, 쇼핑센터 소유주가 어느 상점의 윈도우가 가장 인기 있는지, 사람들이 어떤 장소에 잘 모이는지를 확인할 수 있게 해주는 GPS의 현지 버전 같은 기능을 한다. 즉 처리 속도를 가능하게 하고 GNU무선/USRP프로젝트를 비용 효율적으로 만들어주는 무언가라 할 수 있다.

“컴퓨터 연산능력은 최근 1년에 들어서야 비로소 전용 DSP(디지털 신호 처리기)에 비싼 돈을 들일 필요가 없는 일반용 소프트웨어로 내가 필요로 하는 일을 할 수 있게 해주었다.” 올리버의 말이다. “그것은 나 같은 발명가들을 위한 기회의 세상이 활짝 열리고 있다는 뜻이다.”

전화가 없는 사람은 그의 시스템에 보이지 않지만, 현재 영국 휴대전화 시장은 포화상태이기 때문에 종종 보이는 이방인들은 데이터에 큰 해를 미치지 않는다. 쇼핑센터들은 이 정보에 큰 관심들을 보이고 있다.

그러나 새로운 일을 시작했음에도 불구하고, 올리버의 배경은 무선이 아니다. “어떤 의미에서, (소프트웨어 기반 무선은) 소프트웨어 개발자들이 RF(무선 주파수)의 비밀 세계에 접근하도록 해준다. 따라서 당신은 RF를 점점 더 철저하게 이용할 수 있게 될 것이다.”고 그는 말한다.

전 세계 연구실과 아마추어의 지하 실험실에서 지금 USRP를 연구 중이다. 에투스는 기업과 정부조직에게 그것을 판매한다. 일부 무선장비들은 더 많은 기능을 하지만 에투스는 USRP의 가격은 대체적으로 기타 소프트웨어 기반 무선장비의 10분의 1 수준이라고 주장한다. 그는 계속해서 USRP 개발에 힘 쏟고 있으머, 각각 다른 무선 스펙트럼에 맞출 수 있는 더 나은 신호지능과 다양한 도터보드를 개발하기 위해 노력중이다.

블로섬은 현재의 USRP보다 더 민감한 하드웨어를 필요로 할 수동 레이더 시스템 작업을 진행 중이다. 그의 수동 레이더는 FM방송국과 셀 타워(cell tower)같은 기존의 소스들로부터 대기 전파를 읽는데, 그것을 사용하여 해당 지역의 지도를 그린다. 연구가 끝나면 그는 “랩탑에 꽂을 수 있고 주위에서 벌어지고 있는 상황을 빨리 알아챌 수 있는 이 작은 장비를 보유할 계획이다. 우리는 50킬로미터에서 70킬로미터 밖의 상황을 확인할 수 있게 되길 바라고 있다.”

블로섬도 에투스도 자신의 다음 프로젝트가 어떻게 사용될 지는 예측할 수 없다. 하지만 그 점이 바로 이 연구의 핵심이라 할 수 있다.