1. 배경
UWB는 1950년대 미국 국방부가 군사적 목적을 위해 개발한 무선 기술이다. FCC(Federal Communications Commission)는 당초 이 기술이 군사적 목적으로 개발됐을 뿐만 아니라 사용주파수 대역이 넓어 다른 GPS(위성위치확인시스템)나 이동통신네트워크 등과 충돌 현상을 일으킬 수 있다는 점 때문에 상업적 이용을 금지해왔다. 하지만 주파수 대역이 광대역이면서도 단속적으로 데이터를 전송할 수 있는 UWB의 특성 때문에 주파수 슬롯(Slot)의 부족현상을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 미군사 연구소들과 관련 업체들이 UWB 원천 기술을 대부분 소유하고 있어 무선통신 시장에서 미국의 입지를 더욱 확대할 수 있다는 점때문에 FCC는 2002년 2월 이 기술의 상업적 이용을 허용하기에 이르렀다. 하지만 2월전까지 미국 국방부와 타임도메인등의 몇몇 업체들은 UWB기술을 Radar, Tracking/Location분야에서 군납용으로 제작해왔다.
2. 기술내용
무선 디지털 펄스(수 나노, 수 피코 초의 매우 좁은 펄스)라고도 알려져 있는 UWB는 단거리 구간에서 저전력으로 넓은 스펙트럼 주파수를 통해 많은 양의 디지털 데이터를 전송하기 위한 무선 기술이다. 초광대역 무선장치는 0.5 mW 정도의 저전력으로 70m의 거리까지 대용량의 데이터를 전송할 수 있을 뿐 아니라, 고전력과 좀 더 제한적인 대역폭에서는 신호를 반사하는 문이나 기타 다른 장애물들을 통과하여 그 너머까지 신호를 전송할 수 있다. 초광대역은 포켓용 무선장치 등을 데스크탑 컴퓨터와 접속시켜주는 또다른 표준 단거리 무선 기술인 블루투스와 비교될 수 있다.
초광대역은 매우 넓은 스펙트럼에 걸쳐 반송파에 매우 정확히 시간이 맞추어진 디지털 펄스를 동시에 퍼뜨린다. 송신기와 수신기는 1018분의 1의 정확도로 신호를 송수신하기 위해, 서로 조화롭게 동작해야 한다. 이미 사용되어지고 있는 어떤 주파수 대역에서, 일반적인 경우보다 전력을 적게 소모하고, 예측 가능한 배경 잡음이 적어서 이론적으로 아무런 간섭현상이 없는 초광대역 신호를 만드는 것도 가능하다. 초광대역 기술을 사용하려고 시도하고 있는 타임 도메인이란 회사는 IBM이 만든 1.25 Mbps 속도로 전송하는 것이 가능한 마이크로칩을 사용하고 있지만, 수십 Mbps의 데이터 전송도 가능한 잠재력이 있다고 말한다.
초광대역은 두 가지 종류의 응용 분야를 가지는데 첫째로 전파탐지기, 즉 레이더가 관련된 것으로, 근처에 있는 표면에서는 통과하지만, 좀 더 떨어져 있는 표면에서는 신호가 반사됨으로써, 벽이나 기타 장애물 뒤에서도 사물을 인식하도록 하는 분야로 예를 들어 항공기의 충돌 예방장치, 고도계, 지하 탐사 레이더(GPR: Ground Penetrating Radar), 벽속의 구조물을 찾기 위한 벽 침투 레이더(IDR: Intrusion Detection Radar), 좁은 공간에서 정확한 위치를 찾기 위한 고정밀 위치 추적 장치가 있다.
둘째로 디지털 펄스를 사용하여 음성이나 데이터를 전송, 즉 매우 낮은 전력과 비교적 적은 비용으로 만들어진 신호를 이용해 제한된 지역 내에서 초고속으로 정보를 전달하는 분야로 예를 들어 1-2Km 통신거리의 Hand-Held Radio, Mobile Ad-Hoc Network Radio 등이 있으며 최근 사무실이나 가정과 같은 작은 공간에서 10m 내에 있는 개인용 PC, 프린터, 및 DTV, 디지털캠코더, 등의 가전제품을 연결하는 근거리 개인 무선통신망(WPAN) 개발로 나눠져 있다.
UWB - 사용대역 3.1G~10.6GHz를 사용하고 대역폭은 7,5GHz이며, 전송속도는 100~500Mbps이다.
사용대역중 3.1G~4.95GHz와 7.1~10.6GHz만 사용하고 가운데 공간은 신호가 약한 통신이고 GPS,무선랜, 천문관측용으로
이미 사용중이어서 간섭의 영향이 있어 피한다.
3. 현재상황
2003년 IEEE802.15 TG3a에서 고속 WPAN의 물리계층으로 사용하기 위한 표준화가 시작되었으며, 현재 MBOA(Multiband OFDM Alliance) 주도의 MB-OFDM UWB 방식과 모토롤라 주도의 DS(DirectSequence)-UWB 방식이 치열한 표준 경쟁을 하고 있다.
2005년 12월 세계 첫 UWB 무선전송기술을 개발했다. 이 시스템을 이용하면 휴대폰으로 2시간 분량의 영화 한편을 10m 거리 내에 있는 다른 휴대폰에 10초만에 전송할 수 있다.
2006년 2월 28일 ITU(International Telecommunications Union)의 Study Group 1은 10월의 주파수 관리 회합에서 초광대역(UWB) 무선의 Global Regulatory Standard 지위를 제공하는 일련의 권고안을 승인했다.
2006년 3월 29일 전세계 블루투스 표준화를 주도하는 블루투스 SIG(Special Interest Group)는 와이미디어 얼라이언스의 UWB의 MB-OFDM(직교주파수분할다중) 방식을 블루투스 무선기술과 통합한다고 밝혔다. 블루투스가 저전력, 저비용으로 전세계 무선통신 시장에서 급성장하며 기기간 근거리 통신의 핵심 기술로 떠올랐다면, UWB는 대용량 데이터의 초고속 전송에 유리해 두 기술이 결합하면 홈네트워킹 등의 분야에서 강력한 시장주도 기술로 부상할 수 있을 것이다. 이에 따라 현재 2.4Ghz의 주파수를 사용하고 있는 블루투스와 6Ghz 이상의 주파수를 사용하고 있는 UWB가 통합됨에 따라 칩셋 비용과, 기술력 개발 등 여러 가지 변화가 따를 것으로 보인다. 한편, 통신업계 전문가들은 블루투스와 UWB 간의 기술통합에 대해 판단을 유보하고 있다. 왜냐하면 블루투스의 성장 원동력은 저렴한 칩셋 가격인데, UWB와 통합하게 되면 상당한 비용이 발생하기 때문이다. 하지만 블루투스와 UWB가 기술적인 성격이 다르다는 점을 감안하면 향후 통신시장의 주도권을 잡는다는것은 두말할 필요 없는 것 같다.
휴대폰업계에서도 UWB폰이 뜨고 있다. 삼성전자는 지난 2월 열린 ‘3GSM세계회의’에서 극초단파를 이용해 고속으로 데이터를 전송할 수 있는 UWB폰을 처음 선보여 눈길을 끌었다. UWB폰을 개발한 것은 모토로라에 이어 세계에서 두 번째다. LG전자와 팬택앤큐리텔도 UWB폰의 향후 가치가 있다고 판단하고 늦게나마 개발에 박차를 기하고 있다.
UWB 칩셋 탑재 예상제품으로는 크게 디지털 영상기기 제품군(LCD TV, 플라즈마 TV,디지털셋탑박스, PVR, HTIBs, DVD 플레이어, DVD 레코더, VCR, 디지털 카메라, 디지털 캠코더)와 PC 제품군(데스크 탑, 노트북, PC주변기기, 프린터, 스캐너,PC 모니터) 그리고 디지털 개인기기제품군(인터넷 오디오 플레이어, 게임 콘솔)등이 있다.
4. 앞으로의 전망
2006년 3분기에 무선 USB 접속 기술을 채용한 첫 디바이스가 등장할 예정이라고 USB의 표준 규격을 관리하는 업계 단체의 리더가 발표했다. 와이어리스 USB는 현행의 유선 규격인 USB 2.0으로 같은 480Mbps로의 데이터 전송이 가능하고, 케이블 대신으로서 PC와 디바이스 측에 각각 소형의 무선 장치가 필요하다. 바로 이 와이어리스 USB의 기반이 되는 것은 UWB라고 하는 무선통신기술이다. 와이파이가 2.4GHz의 비교적 좁은 주파수대를 사용하는데 대해, UWB가 사용하는 주파수대는 3.1GHz~10.6GHz로 꽤 넓다. 또 UWB의 신호는 약하기 때문에 다른 무선통신에 간섭하지 않는다
5. 외국동향
일본의 유수기업인 Silex Technology사가 Freescale사의 UWB XS110 칩셋을 사용하여 초광대역(UWB) 기반의 miniPCI 모듈을 개발했다. 전세계적으로 디바이스간(D2D) 네트워킹 제품을 공급하고 있는 일본 Silex사는 Freescale사의 상용화된 DS-UWB(Direct Sequence UWB) 칩셋을 집적하여 9월 8일 도쿄에서 개최되는 Freescale Technology Fourm 2005 Japan에서 miniPCI 모듈을 선보일 예정이다.
중국도 UWB상용화에 나서고 있다. 중국의 TV 메이커 하이엘은 미국 및 중국 시장을 겨냥하여 프리스케일사의 XS110 UWB 칩셋을 기 반으로 한 UWB TV를 제조할 계획이라고 밝히고 연구하고 있다.
인텔은 마이크로소프트, NEC 등과 공조해 UWB 칩셋을 사용하여 최대 480Mbps의 속도를 구현할 수 있는 무선 USB의 상용화에 주력하고 있다.
