NCW와 정보·전자전

[대한민국 국방과학기술의 현재와 미래비전]

현대전 승리의 제1요건 통합지휘통제체계와 전자전 수행능력

[파퓰러사이언스]

현대전의 양상은 ‘네트워크 중심전(NCW: Network Centric Warfare)’으로 바뀌고 있다. 정보 네트워크의 이점을 작전에 최대한 활용, 적보다 먼저 정보를 획득하고 획득한 정보를 실시간 전파할 수 있는 최첨단 지휘통제체계의 구축이 승리의 핵심 열쇠다. 아울러 전자방해를 통해 적의 대공 무기들을 무력화시키는 전자전 수행 능력의 뒷받침도 중요하다.

스마트폰 열풍이 세계를 몰아치고 있다. 네트워크로 연결된 고성능 스마트폰만 있으면 언제 어디서나 사무실, 은행, 관공소, 게임방이 모두 손 안에 있는 것과 같은 시대가 됐다.

현재의 전장 양상도 말로만 명령하여 지휘통제하는 일 차원적 방식에서 벗어나 모든 전장 정보를 네트워크로 연결 해 실시간 판단과 타격이 가능한 다차원의 전쟁방식으로 진화하고 있다. 상황정보를 공유하고 이 정보를 적시에 전파하는 정보전의 경쟁우위를 확보해야 전쟁을 승리로 이끌 수 있다는 얘기다.

이것이 바로 네트워크 중심전(NCW)이다. NCW에서는 과거의 플랫폼 중심전과는 달리 통신기반 체계가 전투의 지원요소가 아닌 전투의 핵심요소가 된다.

이러한 NCW의 구축에 주축을 이루는 분야는 다차원의 입체전을 네트워킹 할 수 있는 위성통신과 고감도 센서로 정보 수집을 하며 적의 네트워킹을 무력화시키는 전자전이 있다.

위성통신으로 지형 장애 극복

현대전은 기동 수단의 발달, 무기체계의 사거리와 정확도 및 파괴력 증대, 지휘통제 자동화체계(C4I)의 발전으로 전장의 범위가 확대되고 있다. 지상, 해상, 공중, 그리고 전후방의 구분이 없는 입체전이 되고 있는 것이다.

이같은 시대적 트렌드에 따라 현대전에서 승리하기 위한 지휘통신체계는 통합 전투력 발휘를 위한 지휘통제 능력을 제공해야 하고 동적으로 변화하는 전장상황에 따라 수시로 이동하는 각급 부대의 지휘소를 실시간으로 지원할 수 있 어야 한다. 지휘소 내의 음성통화와 각종 자동화정보체계 운용을 위한 고속 데이터 통신 서비스 지원도 필수적이다.

또한 국토의 70% 이상이 산악 지형이고, 전투지역이 대부분 산악 지형에서 수행된다는 점을 고려할 때 군의 통신 체계는 지형장애에 의한 가시선 확보의 어려움을 극복할 수 있어야 한다.

군 위성통신은 이 문제점을 극복하는 가장 효과적 수단이다. 위성 통신의 특성상 가시선을 확보함에 있어 지형의 영향을 거의 받지 않아 통신링크 개설을 위해 고지 중계소를 개척할 필요가 없다. 게다가 신속한 이동이 가능하고 음성 통신은 물론 자동화정보체계가 요구하는 대용량 데이터 통신서비스를 제공할 수 있다.

이 같은 군 위성통신체계가 국방과학연구소(ADD)에 의해 개발돼 지난 2007년 12월부터 운용 중이다. 대전자전 및 보안기능을 보유한 군 위성통신체계는 전략 · 전술 부대 간의 지휘통신망을 강화하고 전군통합 지휘 통제를 위한 지휘통제망 및 정보유통망 등으로 활용되고 있는 상태다. 그리고 한반도 중심 반경 6,000㎞까지 한국군의 통신 영역을 확장시켜 육상·해상·공중을 포괄하는 광역 통신 서비스가 가능해졌다.

통신위성(무궁화 5호)의 통신 탑재체는 군용 중계기 및 안테나로 구성되어 12기 채널을 제공하고 있으며 적의 통신 방해에도 견딜 수 있다.

모의환경 시험평가로 위성통신체계 구축

이중 군용 중계기는 일반적 형태의 수동중계기와 적의 강력한 전파방해를 극복할 수 있는 능동중계기로 구분된다. 세계 최초로 적용된 능동중계기는 역도약기·재머제거기·재도약기로 구성되며 우주용 고속광대역 주파수 합성기술, 역도약 및 협대역 여파기를 이용한 간섭 제거 기술, 중계기 중심 도약동기기술, 위성체 위치변이 보상기술 등 최첨단 기술이 담겨 있다.

위성 운용국은 무궁화 5호의 위성체 및 중계기를 제어 하는 위성관제센터와 지상 단말들을 제어·통제하는 망제 어센터로 이뤄진다. 위성통신 단말장비들은 각 군의 작전 특성에 맞게 고정하여 운용하거나 차량·함정·잠수함에 탑재·휴대하는 등 다양한 종류로 운영할 수 있도록 국내에서 독자 개발됐다.

이러한 위성단말에는 고속 주파수도약방식의 통신 모뎀, 선진국 기술이전 회피 품목인 SHF/Ka 대역 고출력 증폭기와 고속·광대역 주파수합성기, 해상 이동 간 통신 안테나 등의 주요 핵심기술들이 개발·적용됐다.

군 위성통신체계는 위성 관련 국내 연구 인프라 및 산업 기반이 일천한 여건 때문에 세계 최초로 위성통신망 구축에 필요한 모든 부(附) 체계를 턴키방식으로 개발할 수밖에 없었다.

따라서 높은 기술적 리스크의 효율적 해소와 개발 기간 단축을 위한 새로운 망통합 및 시험평가 기법이 필요해 유·무선 망통합을 위한 실내 실험실과 위성모의 중계기를 이용한 모의 시험환경을 구축했다. 그리고 실 위성 발사 전에 구축된 모의 위성 환경을 이용, 개발시험과 운용시험을 거쳐 성공적으로 체계개발이 완료됐다.

이런 노력의 결과로 실 위성망을 통한 시험평가를 했을 때보다 약 15개월 이상의 전력화 시기를 앞당겼으며 약 200 억 원 이상 예산절감 효과도 거뒀다. 모의환경을 이용한 체 계통합 및 시험평가는 국방연구 개발에서는 처음으로 시도 된 획기적 프로세스며 새로운 연구개발절차로 정착돼 다른 사업에서도 활용되고 있다.

NCW 대비한 차기 위성통신 체계

한국군 최초 위성통신체계의 성공적 도입으로 한반도는 물론 태평양 일부를 포함한 서남아시아 일대에 이르는 광역 전술 통신망이 확보됐다.

또한 공세 작전 시에는 작전 속도를 만족시키는 유일한 지휘통신을 제공할 수 있게 됐으며 지휘부대로부터 전투부대에 이르기까지 실시간 전장 정보 공유가 가능해져 국가방위력이 획기적으로 개선됐다는 분석이다.

기술적 파급효과에 있어서도 군 위성통신링크 분석 및 통신신호 설계기술, 대전자전 통신링크 및 모뎀 설계기술, 군의 다양한 위성통신 서비스를 위한 망관리·제어 기술, 주파수·궤도 신호간섭 분석 등 최첨단 핵심기술을 확보했고 위성 관련 연구 인프라 및 산업기반 저변 확대에도 기여했 다는 평가다.

경제적 파급효과도 컸다. 분석결과 1조5,269억원의 예산절감과 5,772억원의 전력증대 효과가 발생했으며 벤처·중소기업 등 관련 산업에 2,659명의 고용 창출 효과를 발휘했다.

미군은 이미 지상·공중·우주 전력을 네트워크로 묶어 지상의 광케이블 역할을 미군의 전략용 통신위성(AEHF), 미군의 대용량 지원을 위한 통신위성(WGS), 미군의 이동 및 소형 위성단말용 통신위성(MUOS) 등의 통신위성으로 대체하고 있다. 미 국방부는 또 레이저 링크를 이용한 통합 위성체계인 미군의 전략통신 및 대용량 지원을 위한 차세대 통신위성(TSAT)으로 NCW를 준비하고 있다.

우리 군에서도 무선통신 기반체계 위에 최첨단 지휘통제 체계를 구축함으로써 미래의 모바일 전투 환경 하에서 작전능력을 극대화하는 한국형 NCW를 준비하고 있다. 이러한 미래전장 디지털화된 부대의 신속기동작전을 위해 전투차량부터 항공기까지 기동간 위성이동통신(SOTM), 대용량의 기간망 접속이 가능한 다대역 위성통신, 전투 효과를 극대화할 수 있는 대용량 초소형 항재밍(Anti- Jamming) 위성통신 기술이 필요하다.

이들 기술은 광역 전장 환경에서 주변국의 어떠한 위협에도 신속한 대처능력과 전쟁 억지력 발휘를 위해 오는 2011년 개발에 착수될 ‘차기 군 위성통신체계’에서 구현될 예정이다.

전자방해장비로 대공무기 무력화

현대전에서 전자전은 NCW 전술환경의 주요 분야를 담당하는 핵심적 기능을 수행해야만 한다. 구체적으로 NCW환경 하에서 전자전은 고유의 기능인 정보수집에 더해 전자방해를 통한 전자공격 임무도 담당해야 한다.

고감도 센서들을 이용해 적이 운용하는 각종 전자무기 들로부터 다양한 정보를 수집·분석할 수 있어야 하며, 아울러 적이 운용하는 NCW 네트워크 통신망을 적절히 기만하거나 단절시켜 적의 지휘통제 체계를 무력화시킬 수 있어야 한다는 의미다.

항공용 전자방해장비는 적의 미사일이나 추적레이더로 부터 아군 항공기를 보호하기 위해 강력한 방해전파를 방출할 수 있는 무기다. 아군 전투기가 적지에서 임무를 수행하고 귀환할 때까지 적의 대공방어 무기들을 전파 방해함으로써 아군 전투기를 은폐하거나오 인식 시켜 적 안전성을 확보하도록 해준다. 흔히 항공기용 자체보호 전자전 장비라 불린다.

이러한 전자방해장비들은 1990년대 초 걸프전을 기점으로 그 중요성이 크게 인식됐다. 최근에는 작전에 투입되는 모든 전투기에 전자방해장비를 필수 탑재하도록 하고 있을 정도다. 실제로 전자방해장비를 탑재하지 않은 전투기의 생존율은 20~30% 이하지만 탑재한 경우 90% 이상으로 생존율이 높아진다.

그만큼 고가의 전투기 손실을 줄이고 막 대한 교육훈련 과정을 통해 양성된 조종사의 생명을 보호 할 수 있다. 더욱이 무사 귀환한 전투기는 필요에 따라 곧바로 작전에 재투입될 수 있어 전자방해장비 사용에 따른 유·무형의 효과는 엄청나다고 할 수 있다.

이와 관련국과연은 지난 1970년대 후반부터 미국과 공동으로 항공용 전자방해장비의 개발을 기도 했다.

ALQ-200은 현존하는 항공용 전자방해장비 중 가장 작고 경량화 된 장비며 핵심성능인 탐지거리와 방해 출력이 타장비보다 각각 약 4배, 10배 이상 우수하다. 전자방해기법에서도 기존 아날로그 방식이 아닌 디지털 방식을 적용, 다양한 방해기법을 구사할 수 있고 동시 다중위협에 대한 대응능력도 크게 향상됐다.

전투기 편대를 동시에 은폐

차세대 항공 전자전은 원격전자전기이다. AL Q-200과 같은 자체보호 전자방해장비는 전투기 개별의 생존능력 향상을 위해 운용하는 장비지만 원격전자전기는 전자전 임무만을 수행하기 위한 전용 항공기로 전투기의 생존성을 완벽에 가깝도록 보장해줄 수 있다.

다시말해 원격 전자전기는 안전한 후방 지역에서 적지에 침투하는 아군 전투기를 위해 원격으로 전자·통신 방해임무를 중점 지원, 전투기의 생존성을 강화해준다.

자체 보호장비가 전투기 주변에만 보호막을 형성하는 것이라면 전자전기는 전투기가 침투하는 경로를 따라 광역 의 보호막을 형성, 전투기 편대를 동시에 은폐시킬 수도 있 는 강력한 방해지원 장비다.

미국의 경우 오래전부터 EA-6B 전자전기를 운용해 왔으며 최근에는 성능이 향상된 EA-18G 전자전기를 배치하고 있다. 물론 러시아, 일본, 중국, 유럽 등도 다양한 전자전기를 운용 중인 것으로 알려져 있다. 주변국의 이러한 추세에 맞춰 항공 전자전에 뒤처지지 않으려면 국내에서도 중대형 무기체계인 원격전자전기 개발을 준비해야 할 것이다.

글_백광훈 국방과학연구소 책임연구원, 이병남 국방과학연구소 책임연구원