IT Life

보이지 않는 선으로 연결된 세상, 무선 세상 속으로…

2013. 8. 20. 10:24

 

안녕하세요! LG CNS 대학생 기자단 원규희입니다.

초등학생 시절, 종이컵과 실로 엮어 만든 전화기, 기억하시나요? 서로의 목소리를 전달하기 위해 하나의 실을 사이에 두고 종이컵에 대고 이야기하곤 했는데요. 이처럼 세상과 연결하고 소통하는 선은 곳곳에 연결, 중요한 매개체가 되어 서로의 목소리도 듣고 마음도 전달할 수 있습니다.
그리고 정보화 세계가 도래하면서 인터넷이라는 새로운 선의 등장이 큰 변화를 불러왔는데요. 보이지 않는 선이 그물망을 이뤄 전 세계를 연결하고 어디에서든지 접속할 수 있는 혁신을 가져왔죠.

그래서 이번 달에 제가 다루고자 하는 주제는 바로 ‘무선의 세계’입니다.
우리의 일상생활을 둘러보면 많은 무선 세상으로 이어져 있음을 알 수 있는데요. 무선으로 작동되는 기술이 여러 가지랍니다. 어떤 기술이 있는지 궁금하시죠? 지금부터 저와 함께 실생활에 이용되는 무선 기술과 그 원리에 대해 알아보겠습니다.

 1994년, 통신기기 제조회사인 스웨덴의 에릭슨이 개발한 개인 근거리 무선 통신(PANs)을 위한 산업표준으로, 적은 소비전력을 이용하여 휴대폰, 주변장치 간의 연결을 위해 고안한 무선 솔루션. 자사 휴대장치 및 컴퓨터, 가전제품에 이용

얼핏 알파벳 대문자 ‘B’처럼 생긴 것 같기도 하고, 리본처럼 생긴 것 같기도 한 이 아이콘은 이제 실용화되어 누구나 다 알고 있는 블루투스입니다. 컴퓨터나 휴대전화를 사용하며 한 번 이상은 사용해 보셨을 텐데요. 제가 가장 많이 블루투스를 사용하는 것은 바로, 지금 글을 쓰는 이 순간에도 사용하고 있는 ‘무선 마우스’입니다.

블루투스는 휴대전화끼리 연결하여 사진, 파일 등을 전송하거나 프린터기기와 같은 외부 전자기기와 연결하여 쉽게 이용할 수 있는데요. 최근에는 스마트 TV와 연결하여 사용하는 등, 이제는 쉽게 만나볼 수 있는 기술입니다.

블루투스는 ISM(Industrial Scientific Medical) 밴드를 이용하는데 이 중 2400~2483.5MHz에 해당하는 대역폭을 사용하게 됩니다. 최근 ‘주파수 경매’가 이슈가 되었는데요. 좀 더 좋은 주파수를 얻기 위해 경쟁사들끼리 경쟁하는 것입니다. 그러나 블루투스는 산업, 과학, 의료용으로 할당된 주파수 대역이기에 따로 허가를 받지 않고 사용할 수 있다네요.


<그림1. 노트북에서 사용하는 무선 마우스(좌) 주파수 호핑의 원리(우)>

 

무선마우스의 블루투스는 어떤 방식으로 작동되는 걸까요?
먼저 무선마우스의 블루투스를 연결하면 주변에 연결된 블루투스를 검색합니다. 마스터(Master)와 슬레이브(Slave)로 구분되어 한쪽에서는 고유의 주파수를 발산하고, 다른 한쪽에서는 주변의 블루투스 기기를 검색하는데요. 이때 ‘주파수 호핑(Frequency Hopping)’의 방식을 사용하여 대역폭 1MHz의 채널을 79개로 설정, 1초당 1,600회 채널을 변경하는 방식으로 다른 기기와의 방해 없이 서로 주파수를 주고받는 과정을 거칩니다. 최대 10m부터 100m까지 1~3Mbps(Bluetooth spec V2.0) 속도로 전송이 이루어진다고 하니 원거리이지만 빠른 속도로 블루투스를 사용할 수 있습니다.

 와이파이는 와이파이 얼라이언스(Wi-Fi Alliance)의 상표명 IEEE 802.11기반의 무선랜연결과 장치 간 연결 PAN/LAN/WAN 구성 등을 지원하는 기술

다음으로 살펴볼 무선 기술은 바로, 블루투스만큼이나 유명한 와이파이입니다. 스마트 기기가 보급됨에 따라 공공장소 등에서 제공되는 와이파이를 아주 유용하게 사용하고 있는데요.


<그림2. 무선 공유기를 통한 와이파이>

저는 현재 자취방에서 무선 공유기를 통해 휴대전화를 와이파이로 사용하고 있습니다. 그렇다면 와이파이에는 어떤 기술이 적용된 것일까요? 유선 인터넷을 무선 인터넷으로 바꿔주는 AP(무선 공유기)가 와이파이 기술의 핵심이라고 할 수 있는데요. 유선으로 받은 인터넷 신호가 공유기를 통해 무선 신호로 변환되어 와이파이에 연결된 주변 기기들로 전파되는 방식입니다.

하지만 우리가 흔히 사용하는 무선공유기는 블루투스보다 짧은 거리인 20~30m에서 신호를 잡을 수 있어 공유기와 멀어질수록 무선랜 신호가 약해집니다. 또한, 사용자가 많아질수록 무선 인터넷이 느려지는 단점이 있죠.

 NFC(Near Field Communication)의 약자로 약 10cm 이내의 근거리에서 데이터를 교환할 수 있는 비접촉식 무선통신 기술. 13.56MHz의 대역과 초당 424킬로 비트의 데이터 통신속도를 가짐.

NFC는 통신 쪽에 대해서 모르는 사람이라면 블루투스나 와이파이보다 생소한 기술일 텐데요. 하지만 우리가 모르는 사이에 너무도 편하게 이용하고 있는 기술일 것입니다.

바로 휴대전화에 내장된 버스카드 요금 결제 기능이 바로 NFC 기술이라는 사실! 현금이나 카드를 따로 들고 다니지 않아도 휴대전화를 잠깐 접촉하는 것으로 결제되는 바로 그 기술입니다.

LG CNS에서도 티머니와 모바일 결제 부분의 개발이 이뤄지고 있는데요. NFC 역시 지속해서 개발되어 우리 삶에 편리함을 가져올 것으로 생각됩니다. 특히 블루투스와 비교해 NFC는 암호화 기술로 보안의 장점이 있고 기기 간 데이터 교환이 쉽고 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있습니다.

어떻게 버스카드에 NFC 기능이 적용되어 있을까요?
가장 기본적인 원리는 자기장에 의한 유도성 결합 현상입니다. 먼저 버스 카드 기능이 내장된 휴대전화에서 NFC 안테나를 활성화하면서 스마트폰 자체가 카드리더기 역할을 하게 되는데요. 이를 결제 단말기에 갖다 대면 휴대전화에 내장되어있는 코일과 결제 단말기 내에 있던 코일 간의 유도성 결합이 형성되어 자기장 변화를 통해 통신이 이뤄집니다. 이때, 휴대전화는 단말기에 잔액 정보를 주고 단말기는 그 정보를 받아 결제하는 방식이죠.

앞서 설명한 블루투스, 와이파이와는 또 다른 장점을 가지고 있는 NFC, LG CNS에서 앞으로 더욱 개발해 갈 부분이니만큼 더욱 기대되는 무선 기술입니다.


<그림3. 버스리더기와 스마트 폰 간의 간단한 NFC 원리>

불과 몇 년 전, 아니 몇 달 전만 해도 상상하지 못했던 기술일 텐데요. LG가 Optimus G pro를 출시하면서 내놓은 무선충전기가 바로 그것입니다. 동그란 원으로 된 충전기 위에 휴대전화를 올려두기만 하면 충전이 저절로 되니, 그저 신기할 따름인데요. 다만 같은 시간을 놓고 유선 충전과 무선 충전의 충전량을 비교해보면 한 시간을 기준으로 약 70%와 30%로 차이가 있었지만, 무선으로 충전할 수 있다는 점은 큰 장점인 듯합니다.


<그림4. 실제 사용하는 핸드폰과 무선 충전기(좌), 전자기 유도 방식(우)>

무선 충전기는 어떤 원리로 작동될까요?
무선 충전기는 크게 자기 유도 방식과 공진 유도 방식으로 나뉩니다. LG Optimus G Pro와 갤럭시 S4처럼 상용화된 무선 충전 기술은 자기 유도 방식을 취하고 있는데요. 전력 송신부 코일에서 자기장을 발생시키면, 이 자기장이 수신부의 2차 코일에 유도돼 전류를 공급하는 원리라 합니다. 물리 시간에 에나멜 선으로 감은 곳에 자석을 넣었다 빼면 연결한 전류계가 움직였던 것, 기억하시나요? 바로 그 원리입니다.

오늘은 제 주변에서 많이 사용하고 있는 4가지 무선기술을 찾아보고 그 원리를 간략하게 알아보았는데요. 유비쿼터스 환경이 되며 편리함은 물론, 유선 기술만큼이나 안정적으로 개발된 무선 기술들… 눈에 보이지 않아 체감하지 못하고 계셨다면 이번 글을 통해 편리한 무선 세상에 대해 한 번 더 살펴볼 수 있는 계기가 되셨길 바랍니다. 앞으로 주변에 있는 무선 기술들을 만나면 ‘어! 이 기술이 여기에도 적용되었네!’ 하며 찾아내실 수 있겠죠? 또한, 앞으로 개발될 무선 기술들이 어떤 것이 있을지 지켜보는 것도 또 하나의 재미가 될 것 같습니다.

* 참고 자료
1. 세계를 통일하고 싶은 푸른 이빨, 블루투스 - 동아일보
http://it.donga.com/4880/
2. 무선 충전 오해와 진실 - ZDNet Korea
http://www.zdnet.co.kr/news/news_view.asp?artice_id=20130429165644
3. NFC 얼마나 활용하고 계시나요? -
http://appida.tistory.com/445
4. 와이파이란 무엇인가? - 티스토리 블로그
http://wifilog.tistory.com/2
5. 무선 충전기 원리 - 티스토리 블로그
http://blackcherrying.tistory.com/173

 

 

Posted by IT로 만드는 새로운 미래를 열어갑니다 LG CNS

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  1. 황성진 2013.08.20 12:33  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    무선인터넷에 대해 이해가 쏙쏙 되네요.ㅋㅋ

  2. 황성진 2013.08.20 12:34  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    무선인터넷에 대해 이해가 쏙쏙 되네요.ㅋㅋ

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