안티-FPV 장치가 드론 영상 송신을 차단하는 방법은 무엇인가요?

아날로그 FPV 영상이 본질적으로 안티-FPV 제어에 취약한 이유

오류 수정이나 재전송 기능 없이 열린 루프로 암호화되지 않은 전송

아날로그 FPV 시스템은 전혀 암호화되지 않은 오픈 루프 방식으로 영상을 전송합니다. 이러한 시스템은 인증 확인, 오류 수정, 패킷 재전송과 같은 기능을 완전히 누락하고 있습니다. 디지털 시스템은 데이터가 제대로 수신되었는지 확인하고 전송 중 손상된 부분을 다시 보내기 때문에 작동 방식이 다릅니다. 간섭, 거리 과다 또는 경로 차단 등으로 인해 신호 문제가 발생하면 영상 스트림은 급격히 품질이 저하되거나 완전히 중단됩니다. 이러한 아날로그 시스템은 구조가 매우 단순하기 때문에 낮은 출력의 재밍 공격에 매우 취약합니다. 최근 실시된 일부 테스트에서는 작년 ScienceDirect에 발표된 연구에 따르면, 단지 500밀리와트의 집중 에너지만으로도 누구든지 전송을 중단시킬 수 있음이 입증되었습니다.

주류 FPV 장비에서의 고정 주파수 채널 설계

일반 소비자용 FPV 장비(예: 영상 송신기 및 고글)는 주로 주파수 도약이나 적응 변조와 같은 기술 대신 5.8GHz ISM 밴드의 고정 주파수 채널에서 작동합니다. 이러한 주파수 구성 방식은 FPV 신호를 차단하려는 사람들이 해당 채널을 쉽게 찾아서 신속하게 과부하 상태로 만들 수 있게 만듭니다. 제조사들은 다양한 모델 간에 유사한 채널 설정을 사용하는 경향이 있으므로, 하나의 저해 장치 설정으로도 인기 있는 다수의 장비를 동시에 무력화시킬 수 있습니다. 아날로그 시스템에는 동적 주파수 변경이나 보안 검사 기능이 기본적으로 탑재되어 있지 않아 이러한 표적 간섭에 대해 실질적으로 전혀 보호 기능이 없습니다.

5.8GHz ISM 밴드를 겨냥한 핵심 FPV 신호 저해 기술

광대역 노이즈 저해 대 주파수 스위프 대 정밀 주파수 타깃팅

Anti-FPV 시스템은 5.8GHz ISM 밴드 내에서 세 가지 주요 기술을 사용하여 영상 신호를 방해합니다.

• 광대역 노이즈 저해 광대역 스펙트럼의 RF 노이즈로 전체 주파수 대역을 포화시켜 수신기를 무차별적으로 교란시키지만, 높은 전력 소모와 상당한 부수적 간섭을 유발한다.
• 주파수 스위핑형 재밍 주파수를 빠르게 스캔하여 주파수 도약 시스템에는 효과적이지만 고정 채널 아날로그 FPV에는 효율이 낮다.
• 정밀 주파수 타겟팅 아날로그 FPV에 가장 효과적인 방법으로, 위상 배열(Phased arrays)을 사용해 특정 사용 중인 채널에 에너지를 집중시킨다. 국방 스펙트럼 기관(DSA)의 테스트(2023)에 따르면, 방향성 정밀 재머는 분산을 최소화하고 스펙트럼 효율을 극대화함으로써 800m 거리에서 94%의 교란 성공률을 달성한다.

전파 특성으로 인해 환경에 따라 효과가 달라진다.

정밀 타깃팅은 광대역 방식 대비 부수적 간섭을 75% 감소시켜 민감한 인프라나 RF 밀집 지역 근처에서 운용 시 더 바람직하다.

규제의 모호성: 왜 5.8GHz 반대-FPV 작전이 법적 회색지대에 위치하는가

FPV 방해 차단 장치는 무허가 5.8GHz ISM 대역 내에서 작동하기 때문에 많은 사람들이 규제의 회색 지대라고 부르는 영역에서 동작합니다. 대부분의 국가는 허가받았거나 보호되는 통신에 대해 고의로 간섭하는 것을 금지하는 법률을 가지고 있습니다. 미국 통신법이나 유럽연합의 무선장비지침(Radio Equipment Directive) 등을 예로 들 수 있습니다. 하지만 문제는 FPV 방해 장치와 관련해서는 집행이 국가별로 크게 다르다는 점입니다. 이 상황을 복잡하게 만드는 요인은 5.8GHz 대역에 대해 의무적인 암호화나 인증 규정이 존재하지 않는다는 것입니다. 따라서 오래된 아날로그 비디오 신호는 실질적으로 법적 보호 없이 그대로 노출되어 있는 셈입니다. 국제전기통신연합(ITU)은 2023년, 지역 당국이 중요 인프라를 보호할 필요가 있고 정부로부터 적절한 승인을 받은 경우에만 방해 기술 사용을 허용하는 가이드라인을 제정했습니다. 그러나 이 규정은 일반 민간인이 적절한 규제 절차를 거치지 않고 그러한 장비를 사용할 수 없다고 명확히 밝히고 있습니다. 이로 인해 공식 서류 작업과 규제 기관의 승인을 받지 않은 상태에서 드론 대응 조치를 시행하려는 기업들에게 문제가 발생하고 있습니다.

멀티밴드 안티-FPV 시스템: 제어 및 영상 링크 모두 방해

연쇄적 장애—동시에 발생하는 2.4GHz 원격제어 텔레메트리와 5.8GHz 영상 신호 억제

최신 안티-FPV 방어 시스템은 대부분의 드론이 두 개의 별도 주파수를 동시에 사용한다는 점을 겨냥하여 작동한다. 드론 컨트롤러는 일반적으로 명령 전달을 위해 2.4GHz를 사용하고, 카메라 영상은 5.8GHz를 통해 전송된다. 이러한 신호들이 함께 방해를 받게 되면 상황은 급속도로 붕괴되기 시작한다. 텔레메트리 데이터가 없으면 드론의 두뇌는 현재 위치와 다음 동작이 무엇인지 혼란스러워진다. 동시에 조종사는 드론이 보고 있는 화면을 잃게 되며, 이로 인해 비행이 사실상 불가능해진다. 대부분의 소비자용 드론은 그러면 온라인에서 본 것처럼 모두가 익히 아는 안전 기능을 자동으로 작동시킨다. 드론은 이륙 지점으로 돌아가거나 완전히 공중에서 추락한다. 일부 드론은 물리적으로 재설정하기 전까지 스스로 잠금 상태가 되기도 한다.

위상 배열 안테나는 빔을 약 15도에서 30도 정도의 좁은 각도로 집중시킬 수 있어 일반 오분지향성 안테나에 비해 약 12~18dB 더 높은 신호 강도를 제공합니다. 또한 원치 않는 간섭을 약 4분의 3가량 줄일 수 있습니다. 2023년 유럽의 한 발전소에서 실시한 최근 테스트에서는 2.4GHz와 5.8GHz 주파수 대역 모두에서 이러한 시스템을 함께 사용했을 때 그 효과가 입증되었습니다. 거의 모든 무단 FPV 드론 활동을 차단하여 약 98%에 가까운 성공률을 기록했습니다. 이 솔루션이 특별한 점은 GPS 신호를 방해하거나 스푸핑 기법을 통해 상대를 속이려 하지 않는다는 것입니다. 대신, 기존 아날로그 영상 시스템과 전통적인 라디오 제어 원격 측정 장비가 가지고 있는 본래의 취약점을 활용함으로써 현장 운영자의 지속적인 수동 개입 없이도 신뢰할 수 있는 보호를 제공합니다.

자주 묻는 질문

아날로그 FPV 시스템이 왜 재밍 공격에 취약한가?

아날로그 FPV 시스템은 암호화되지 않은 개방형 전송 루프를 사용하며, 오류 수정 및 재전송 기능이 없어 간섭과 저전력 저해에 취약합니다.

대부분의 소비자용 FPV 시스템은 어떤 주파수에서 작동합니까?

대부분의 소비자용 FPV 장비는 5.8GHz ISM 대역의 고정 주파수 채널에서 작동합니다.

반-FPV 시스템은 신호를 어떻게 차단하나요?

반FPV 시스템은 주로 광대역 노이즈 저해, 스윕 반송파 저해 및 정밀 주파수 타기법을 사용하여 영상 전송을 방해합니다.

FPV 신호를 저해하는 것이 법적으로 허용됩니까?

법적으로 FPV 신호의 저해는 규제의 회색 지대에 속하며, 적절한 승인 없이는 제한되며 주로 중요 인프라 보호를 위한 특정 조건 하에서만 허용됩니다.

멀티밴드 반FPV 시스템은 어떻게 작동합니까?

멀티밴드 반FPV 시스템은 2.4GHz RC 원격 제어 데이터 링크와 5.8GHz 영상 링크를 동시에 저해하여 드론의 제어 및 영상 신호를 방해함으로써 연쇄적 시스템 실패를 유도합니다.