시야 외 비행(BVLOS)이란 원격 조종사가 별도의 보조 수단 없이 항공기와 직접적인 시각적 접촉을 유지할 수 없는 거리에서 무인 항공기 시스템(UAS)을 운용하는 것을 말합니다. 조종사가 수동으로 드론의 자세와 고도를 관찰해야 하는 가시 범위 내(VLOS) 운용과 달리, BVLOS는 상황 인식을 위해 디지털 생태계에 의존합니다.
이 운용 상태는 지휘통제(C2) 링크, 기내 원격 측정 데이터, 자율 탐지 및 회피(DAA) 시스템을 통합하여 공역을 안전하게 항행할 수 있게 합니다. BVLOS는 인간의 시야를 전자 데이터 링크와 센서로 대체함으로써, 조종사의 자연적인 시야 범위로 인해 제한되던 선형 인프라 점검, 지도 제작 또는 광역 감시와 같은 장거리 임무를 가능하게 합니다.
BVLOS가 항공 보안에 중요한 이유
BVLOS는 첨단 드론 운용의 핵심 요소로, 드론이 원격 감지, 긴급 대응, 물류와 같은 임무를 수행하기 위해 더 먼 거리를 비행할 수 있게 해줍니다. 그러나 시각적 감독이 불가능해짐에 따라 전자 감시 및 통신 연결만이 비행 통제의 유일한 수단이 되기 때문에, 이는 상당한 보안상의 문제를 야기합니다. 대드론 방어(C-UAS) 관점에서 볼 때, BVLOS는 드론이 육안으로 탐지할 수 있는 범위나 기존 레이더의 시야 범위를 벗어나 운용될 수 있기 때문에 단속을 더욱 복잡하게 만듭니다. 조종사가 수 마일 떨어진 곳이나 다른 관할 구역에 위치할 수 있는 이러한 물리적 분리 현상은, 쌍안경으로 조종사를 식별하거나 현지 지상 순찰을 실시하는 등의 전통적인 대응 수단을 무력화시킵니다.
규정에 따라 승인된 장거리 상업용 드론 운항이 증가함에 따라, 규정을 준수하는 배송용 드론과 적대적 행위자를 구별하기가 점점 더 어려워지고 있습니다. 이에 따라 보안 과제는 단순한 탐지에서 신속한 신원 확인으로 전환되고 있습니다.
결과적으로, BVLOS 운항의 확대에 따라 고밀도 공역에서 책임 소재를 명확히 하고, 원격 식별(Remote ID) 규정 준수 여부를 확인하며, 충돌 방지 체계를 유지하기 위해 RF 탐지 및 프로토콜 분석을 포함한 전자 감시 체계와 통합 무인 항공 교통 관리(UTM) 시스템에 대한 필요성이 더욱 커지고 있다.
BVLOS 운용 방식
BVLOS 운용은 인간의 눈을 다음과 같은 4단계의 연속적인 데이터 루프로 대체합니다:
- 명령 입력 및 계획 수립: 조종사나 비행 컴퓨터는 웨이포인트 항법을 사용하여, 대개 지상 관제소(GCS)에 미리 프로그래밍된 비행 경로를 시작합니다.
- C2 링크를 통한 데이터 전송: 이 시스템은 RF, 이동통신망(4G/5G/LTE) 또는 위성 통신(SATCOM)을 통해 제어 신호를 전송합니다. 이 통신 연결은 매우 중요하며, 연결이 끊어질 경우 드론은 기지로 복귀하는 등 사전에 설정된 비상 대응 절차를 실행해야 합니다.
- 상황 분석 (DAA): 카메라, 음향 센서, 레이더 등 기내 센서들이 주변 환경을 모니터링합니다. ‘탐지 및 회피(DAA)’ 알고리즘은 이 데이터를 처리하여 장애물이나 다른 항공기를 자율적으로 식별합니다.
- 텔레메트리 피드백: 드론은 자신의 위치, 상태 및 영상 데이터를 GCS로 전송하여, 원격 조종사가 비행을 모니터링하고 실행 여부를 확인할 수 있게 합니다.
첨단 C-UAS 시스템은 이 주기를 교통 관리 시스템과는 다른 방식으로 관찰합니다. UTM 시스템이 드론이 신고한 목적지를 추적하는 반면, 프로토콜 기반 기술은 통신 프로토콜 자체에 초점을 맞춥니다. 시스템은 C2 링크를 분석함으로써 시각적 조건이나 조종사와의 거리에 관계없이 탐지 및 추적 기능을 수행하며, 드론의 협력적 보고와 무관하게 정확한 데이터를 제공합니다.
BVLOS를 가능하게 하는 기술
성공적인 BVLOS 운항은 공역 충돌 방지를 위해 고안된 일련의 기술에 달려 있습니다:
- 지휘통제(C2) 연결: 통신 사업자들은 셀룰러 본딩 기술이나 전용 라이선스 주파수 대역을 활용하여 소비자용 Wi-Fi의 범위를 뛰어넘는, 수 마일에 걸친 안정적인 연결을 유지합니다.
- 탐지 및 회피(DAA) 시스템: “관측 및 회피(see and avoid)”와 동등한 기술로, 기내 레이더나 EO/IR 카메라를 사용하여 협력적 및 비협력적 항공기를 탐지하고 비행 경로를 자동으로 변경하는 기술이다.
- 1인칭 시점(FPV): 고글을 통해 조종석 시야를 제공하는 한편, 규제 당국은 종종 레저용 FPV와 기업용 BVLOS를 구분합니다.
- 원격 식별(RID): 디지털 번호판 역할을 하는 네트워크 원격 식별(Network Remote ID)은 인터넷을 통해 위치 데이터를 전송함으로써, 현지 RF 수신기의 수신 범위를 넘어선 추적도 가능하게 해주기 때문에 BVLOS 환경에서 선호되는 방식입니다.
- Deep Magazine 완화 조치: C-UAS 맥락에서 이는 전자전이나 레이저와 같이 반복 사용이 가능한 대용량 시스템을 의미하며, 이는 BVLOS 군집에 대항해 방어하는 데 있어 매우 중요합니다.
BVLOS 무인항공기(UAS) 대응 작전에서의 역할
C-UAS 팀의 경우, BVLOS 환경에서는 가시거리 내 방어 방식에서 프로토콜 기반 및 센서 융합 방식로의 전환이 필요합니다.
탐지 및 추적의 과제: 거리 문제로 인해 시각적 및 청각적 탐지가 불가능한 경우가 많습니다. 기존 레이더는 저고도에서 비행하는 소형 드론을 탐지하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 프로토콜 기반 탐지 방식은 고유한 통신 시그니처를 식별함으로써 이러한 문제를 해결하며, 대개 드론이 보호 구역에 도달하기 전인 C2 연결이 수립되는 즉시 드론을 탐지합니다.
시범 운영 장소: BVLOS 사고의 경우, 조종사는 항공기에서 수 마일 떨어진 곳에 있을 수 있습니다. C-UAS 기술은 지상 관제소의 정확한 위치 정보를 제공하므로, 법 집행 기관은 단순히 드론에 대응하는 데 그치지 않고 위협의 근원지로 인력과 자원을 신속히 투입할 수 있습니다.
완화 대 식별: 합법적인 BVLOS 비행이 증가함에 따라, 보안 담당자들은 우발적인 간섭을 피해야 합니다. 첨단 C-UAS 시스템은 일련번호 및 모델 ID를 포함한 메타데이터를 제공하여, 승인된 배송과 적대적인 감시를 구분함으로써, 완화 조치가 무단 표적에만 적용되도록 보장합니다.
규제 및 운영상 고려 사항
규제 체계는 예외 중심에서 규칙 중심의 거버넌스로 전환되고 있다.
미국에서는 연방항공청(FAA)이 BVLOS 운항을 표준화하기 위해 파트 108을 도입하는 방향으로 나아가고 있습니다. 그 전까지는 운영자들이 파트 107 면제 규정에 따라 DAA 능력 증명을 제출해야 합니다. 유럽에서는 유럽항공안전청(EASA)이 SORA를 통해 ‘특정 카테고리(Specific Category)’ 하에서 BVLOS를 관리하고 있으며, 분산형 교통 관리를 위한 U-space를 도입하고 있습니다.
운영 리스크: 적대적 행위자들은 원격 식별(Remote ID)이나 비행 계획을 무시함으로써 이러한 규정을 우회할 수 있습니다. 보안 팀은 규정 준수를 일종의 필터로 간주해야 합니다. 즉, 규정을 준수하는 드론은 협력형 데이터(UTM)에 표시되는 반면, 규정을 준수하지 않는 드론은 독립적이고 비협력적인 탐지 기술을 통해서만 식별될 수 있습니다.
새로운 동향
- 5G 통합: 무제한 거리에서도 실시간 제어를 위한 낮은 지연 시간과 높은 대역폭을 제공합니다.
- 드론-인-어-박스(DiaB): 사람의 개입 없이 드론이 배치되고 재충전되는, 경계 보안을 위한 완전 자율 시스템.
- 무인 교통 관리(UTM): 고밀도 비행 경로의 충돌을 자동으로 해소하는 연합 시스템.
- AI 기반 엣지 컴퓨팅: 온보드 처리 기능을 통해 드론은 C2 연결이 일시적으로 끊기더라도 자율적으로 항법 결정을 내릴 수 있습니다.