[IT클로즈업] 삼성도 애플도 주목한 UWB…와이파이·블루투스·NFC와 차이점은?

신문사 : 디지털데일리

작성 일시 : 2020.11.10 

기사 제목 : 삼성도 애플도 주목한 UWB…와이파이·블루투스·NFC와 차이점은?

 

[IT클로즈업] 삼성도 애플도 주목한 UWB…와이파이·블루투스·NFC와 차이점은?

 

 

NXP NTT도코모 소니, UWB 사용사례

- 삼성전자 ‘갤럭시노트20울트라’ 탑재·애플 ‘에어태그’ 준비

[디지털데일리 윤상호 기자] 초광대역통신(UWB)에 대한 관심이 높아지고 있다. UWB는 근거리무선통신 일종이다. 최근 개발한 기술은 아니다. 수십년 전 기술이다. 출발은 데이터 전송용. 무선랜(WiFi, 와이파이)과 경쟁에서 패배했다. 다시 주목을 받기 시작한 것은 위치와 거리를 정밀하게 측정하려는 수요가 늘어나면서다. 사물인터넷(IoT)이 UWB를 재발견했다.

작년 ‘FiRa 컨소시엄’이 출범했다. 삼성전자 보쉬 NXP반도체 소니 샤오미 현대자동차 TTA 예일대학교 등 약 50개 업체 기관 학계가 참여했다. 국제 표준 제정과 생태계 조성에 나섰다. 삼성전자는 ▲갤럭시노트20울트라 ▲갤럭시Z폴드2에 UWB를 내장했다. 애플은 UWB 단말기 ‘에어태그’를 출시할 예정이다. 근거리 데이터 전송 및 위치 파악 등에 사용한다.

삼성리서치 차세대통신연구센터 한세희 연구원은 “자동차나 도어락 등 디지털 키 서비스를 시작으로 결제 서비스, 위치 기반 서비스, IoT 기기 제어 서비스 등으로 표준을 확장해 나갈 것”이라면서 “더 많은 기기에 적용되고 더 다양한 서비스에 활용되는 그 날을 위해, 생태계를 계속해서 넓혀 나가겠다”라고 전했다.

UWB는 500메가헤르쯔(MHz) 이상 광대역 주파수를 이용한다. 2나노초(10억분의 2초) 길이 펄스를 송수신해 센티미터(cm) 범위까지 거리를 측정할 수 있다. 주파수 대역이 넓어 다른 기술에 비해 간섭이 적다. ▲NFC(near field communication) ▲블루투스 ▲와이파이 등 다른 통신기술과 병행 가능하다.

그동안 위치 측정은 ▲위성항법장치(GPS) ▲와이파이 ▲블루투스 등을 통해 이뤄졌다. GPS는 실내에서 사용할 수 없다. 와이파이와 블루투스는 RSSI (Receiver Signal Strength Indication) 방식이다. 전파의 수신 세기 즉 감도로 거리를 파악한다. 다른 기기나 장애물 등 환경에 따라 오차가 발생한다. UWB는 ToF(Time of Flight) 계산을 사용한다. 정확도가 높다. 방향도 오류 없이 알 수 있다.

UWB는 와이파이와 블루투스에 비해 전송거리가 길다. 최대 100m까지 가능하다. 기술 방식 차이 탓에 거리를 계산하는데는 UWB가 전력 효율도 높다. 단 접속을 항상 유지해야 하는 쪽에 무게를 둔다면 블루투스가 유리하다. 근거리무선통신 중 반응 시간이 가장 빠른 것은 NFC다. 기술을 내장하는데 필요한 기술도 가장 저렴하다.

UWB의 약점은 인프라다. 와이파이 블루투스 NFC는 다방면에서 대중화 된 상태. UWB는 인프라 구축부터 해야 한다. 하지만 삼성전자와 애플이 나선만큼 시간 문제라는 것이 업계의 관측이다.

삼성전자 '스마트싱스 파인드' 구동화면

UWB 상용화는 간단한 데이터 전송, 물건 분실 방지, 디지털 출입증 등에서 이뤄지고 있다.

삼성전자 스마트폰은 UWB로 파일 공유를 할 수 있다. 갤럭시 기기 위치 확인 서비스 ‘스마트싱스 파인드’를 선보였다. UWB 단말기는 증강현실(AR) 기반 분실 단말 위치를 컬러 그래픽으로 확인할 수 있다. 애플 에어태그는 위치 추적 단말기다. 부착한 기기 또는 소유한 사람이 어디 있는지 실시간으로 검색할 수 있다.

NXP NTT도코모 소니는 비접촉 보안 출입·결제 서비스 등을 준비하고 있다. 시스템이 사용자를 인식해 가까이 가면 문이 열리고 잠긴다. 자동차에 앉아 결제를 할 수 있다.

한편 UWB 대두가 와이파이 블루투스 NFC 쇠퇴로 이어지진 않을 전망이다. 각 기술별 특성과 인프라가 다르기 때문이다. 실내 측위, 단거리 데이터 전송 등은 UWB로 수렴할 것으로 여겨진다. 와이파이는 5세대(5G) 이동통신과 더불어 대용량 데이터 전송 수단으로 발전한다. 블루투스는 스마트폰과 스마트시계처럼 저전력 실시간 연동이 필요한 기기 수요가 있다. NFC는 접촉식 결제에서 강점이 있다.

삼성리서치 차세대통신연구센터 전해영 연구원은 “UWB의 정밀한 거리·위치 측정 기능은 물류센터, 공장자동화, 쇼핑센터, 공공시설 등 다양한 산업 영역에서 새로운 패러다임을 가져올 수 있을 것”이라고 말했다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■ 근거리 무선통신기술(Wireless Personal Area Network, WPAN)

 - 일상생활 반경(Personal Area)에 해당하는 20~30미터 이내의 거리에서 통신이 가능한 기술
    * 국제표준화기구 IEEE 802.15 워킹그룹, ISO 산하 IEC JTC1/SC31/WG4에 해당
 - 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 환경을 구축하는 데 필요한 기술기반


■ 사물인터넷 환경에 사용되는 근거리 무선통신기술의 종류

 - (블루투스, Bluetooth) 디바이스간 직접 연결하는 직접 통신기술. 저전력, 저속통신 특징
 - (와이파이, Wi-Fi) 고속 데이터 통신에 적합한 기술. 최대 150Mbps의 속도 지원
 - (초광대역 통신, UWB) 500Mbps의 고속전송이 가능하여 무선랜보다 약 10배 빠른 속도.
   소모전력이 휴대폰이나 무선 랜의 1/100 수준이며, 기술 상용화에 드는 비용이 저렴
 - (지그비, ZigBee) 저속, 저비용, 초저전력의 무선망을 위한 기술. ※ 블루투스보다 더 느린 속도
   와이파이나 블루투스에 비해 낮은 주파수 대역을 활용하여 안정적인 통신 가능
 - (지웨이브, Z-Wave) 900MHz 대 주파수, 10~40kbps의 전송속도를 갖는 무선 RF 기술.
   통신거리가 길지만 다소 폐쇄적인 기술 방식. 스마트 홈 업체 중심으로 활용
 - (전파 식별, RFID) 전파 신호를 통해 비접촉식으로 사물에 부착된 얇은 평면 형태의 태그를 
   식별하여 정보를 처리하는 시스템.
    * 판독 및 해독 기능을 하는 판독기와 고유정보를 내장한 전파 식별 태그, 운용 소프트웨어 및 네트워크로 구성


■ 사물인터넷과 통신기술

 - (Beacon) 블루투스 기술인 BLE 기술을 활용한 센서. 수은전지 하나로 최대 2~3년간 작동
   상품 홍보, 실내 위치 추적, 분실 방지, 결제, 고객관계관리 등 다양한 서비스 제공에 활용
    * 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy, BLE) 기술은 기존 블루투스 기술의 단점인
      비효율적 전력 소모를 보완한 기술. 최대 전송 전력이 10mW로 매우 낮고, 양방향/단방향 통신 지원.
    * [활용례]  스마트 쓰레기통(고려대 등), 행복카셰어(경기도, 추진중), 스마트 환경 모니터링(부산 강서구, 실증사업)
 - (NFC) 아주 가까운 거리에서 양방향 통신을 지원하는 RFID 기술의 일종.
   13.56MHz 주파수를 이용해 10cm 안에서 최고 424kbps 속도로 데이터 전송을 지원
    * [활용례] 스마트 간편결제,  어린이 하차 확인 시스템(경북 영천시), 소나무재선충병 NFC 전자예찰함(산림청)

한국지역정보개발원 - 모바일 지식서비스