KAIST, 저전력 송·수신 무선칩 개발…와이파이보다 50배 빨라
PC 등 근거리 기기 전송
60㎝ 이내만 최적의 속도
국내 연구진이 DVD 영화 한 편을 4초 만에 전송할 수 있는 근거리 무선통신 기술을 개발했다.
교육과학기술부는 KAIST 지능형RF연구센터(센터장 박철순 전기 및 전자공학과 교수·사진)가 60기가헤르츠(㎓)대역 초고주파를 이용해 초당 10기가비트(Gb)의 속도로 데이터를 전송하는 저전력 송·수신 일체형 무선칩을 개발했다고 12일 발표했다.
4.7기가바이트(GB) 용량의 고화질 영화 한 편을 3.8초 만에 전송할 수 있는 속도를 구현한 것으로 현재 집, 회사 등에서 사용하는 무선랜(Wi-Fi)보다 50배 빠른 속도다. 연구팀은 이 칩을 이용해 휴대폰의 고화질(HD) 동영상을 케이블 없이 무선으로 TV에 실시간 전송하기도 했다.
○휴대폰 적용 가능한 저전력 칩 개발
연구팀은 허가 없이 무료로 사용할 수 있는 60㎓ 초고주파 대역을 이용해 이번 기술을 개발했다. 60㎓ 주파수 대역은 유료 서비스인 이동통신에서 사용하는 700메가헤르츠(㎒)~2㎓ 대역과 비교해 전파 전달 거리가 짧지만 무료로 사용할 수 있고 데이터 전송 속도를 높이는 데 유리해 휴대폰 PC TV 등 근거리 기기 간 무선통신에 쓰이고 있다. 미국 실리콘이미지는 60㎓ 주파수 대역에서 가정의 디지털 기기 간에 데이터를 주고받을 수 있는 제품을 내놓았고 IBM, 소니 등도 관련 칩을 개발하고 있다.
연구팀은 칩으로 들어온 전류를 여러 회로에 재사용하거나 특정 신호일 때만 주파수를 전송하는 OOK(on-off keying) 변조 방식을 채택, 지금까지 나온 60㎓ 통신칩에 비해 전력 소모량을 3분의 1로 줄이는 데 성공했다. 송신기와 수신기를 일체형으로 만들어 무선칩(1.2㎜×1.5㎜), 안테나(4㎜×5㎜) 크기도 최소화했다. 박철순 센터장은 “무선칩의 전력 소모량과 크기를 줄여 휴대폰 등 이동형 기기에 넣을 수 있도록 최적화한 제품”이라고 설명했다.
데이터 전송 속도도 60㎓ 주파수를 사용하는 다른 제품에 비해 30% 이상 빠른 10.7Gbps까지 끌어올렸다. 무선랜과 블루투스를 이용해 DVD 영화 한 편을 전송하려면 각각 3분8초, 208분이 걸리지만 이 칩을 이용하면 단 3.8초 만에 전송할 수 있다.
○전송 거리 짧은 게 단점
이번에 개발한 칩은 데이터를 전송할 기기 간 거리가 60㎝ 이내일 때만 최적의 속도가 나온다. 예컨대 데이터를 주고받는 휴대폰과 TV 간 거리가 멀어지면 속도가 느려질 수 있고 두 기기 사이에 사람 같은 장애물이 생기면 통신이 끊길 수 있다는 게 단점이다.
박 센터장은 “60㎓ 주파수 대역은 전송 속도가 빠른 대신 직진성이 떨어져 무선랜보다는 전파 전달 거리가 짧다”며 “통신 거리를 늘리기 위해 증폭기 등을 사용할 수 있지만 이번 제품은 휴대폰에 최적화하기 위해 전력 소모량을 줄이는 데 초점을 맞춘 것”이라고 설명했다. 이어 “이 칩을 이용하면 휴대폰으로 찍은 HD 동영상을 압축 과정 없이 TV에서 무선으로 실시간 전송해 볼 수 있다”며 “휴대폰 게임을 할 때도 화면 딜레이 없이 TV로 게임 화면을 볼 수 있는 게 장점”이라고 말했다.
김태훈 기자 taehun@hankyung.com
■ 60GHz 주파수
1초에 600억번 진동하는 초고주파다. 주파수는 전파나 음파가 1초 동안 진동하는 횟수에 따라 구분하는데 전파가 낮을 수록 멀리 퍼져나가고 장애물을 만나도 휘어져 나가는 회절성이 뛰어나다.
60GHz 대역은 각국 정부가 무료로 개방하고 있어 누구나 사용할 수 있고 전파 간 간섭도 적어 기기 간 개인무선통신(PWAN)에 주로 적용되고 있다.
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PC 등 근거리 기기 전송
60㎝ 이내만 최적의 속도
국내 연구진이 DVD 영화 한 편을 4초 만에 전송할 수 있는 근거리 무선통신 기술을 개발했다.교육과학기술부는 KAIST 지능형RF연구센터(센터장 박철순 전기 및 전자공학과 교수·사진)가 60기가헤르츠(㎓)대역 초고주파를 이용해 초당 10기가비트(Gb)의 속도로 데이터를 전송하는 저전력 송·수신 일체형 무선칩을 개발했다고 12일 발표했다.
4.7기가바이트(GB) 용량의 고화질 영화 한 편을 3.8초 만에 전송할 수 있는 속도를 구현한 것으로 현재 집, 회사 등에서 사용하는 무선랜(Wi-Fi)보다 50배 빠른 속도다. 연구팀은 이 칩을 이용해 휴대폰의 고화질(HD) 동영상을 케이블 없이 무선으로 TV에 실시간 전송하기도 했다.
○휴대폰 적용 가능한 저전력 칩 개발
연구팀은 허가 없이 무료로 사용할 수 있는 60㎓ 초고주파 대역을 이용해 이번 기술을 개발했다. 60㎓ 주파수 대역은 유료 서비스인 이동통신에서 사용하는 700메가헤르츠(㎒)~2㎓ 대역과 비교해 전파 전달 거리가 짧지만 무료로 사용할 수 있고 데이터 전송 속도를 높이는 데 유리해 휴대폰 PC TV 등 근거리 기기 간 무선통신에 쓰이고 있다. 미국 실리콘이미지는 60㎓ 주파수 대역에서 가정의 디지털 기기 간에 데이터를 주고받을 수 있는 제품을 내놓았고 IBM, 소니 등도 관련 칩을 개발하고 있다.
연구팀은 칩으로 들어온 전류를 여러 회로에 재사용하거나 특정 신호일 때만 주파수를 전송하는 OOK(on-off keying) 변조 방식을 채택, 지금까지 나온 60㎓ 통신칩에 비해 전력 소모량을 3분의 1로 줄이는 데 성공했다. 송신기와 수신기를 일체형으로 만들어 무선칩(1.2㎜×1.5㎜), 안테나(4㎜×5㎜) 크기도 최소화했다. 박철순 센터장은 “무선칩의 전력 소모량과 크기를 줄여 휴대폰 등 이동형 기기에 넣을 수 있도록 최적화한 제품”이라고 설명했다.
데이터 전송 속도도 60㎓ 주파수를 사용하는 다른 제품에 비해 30% 이상 빠른 10.7Gbps까지 끌어올렸다. 무선랜과 블루투스를 이용해 DVD 영화 한 편을 전송하려면 각각 3분8초, 208분이 걸리지만 이 칩을 이용하면 단 3.8초 만에 전송할 수 있다.
○전송 거리 짧은 게 단점
이번에 개발한 칩은 데이터를 전송할 기기 간 거리가 60㎝ 이내일 때만 최적의 속도가 나온다. 예컨대 데이터를 주고받는 휴대폰과 TV 간 거리가 멀어지면 속도가 느려질 수 있고 두 기기 사이에 사람 같은 장애물이 생기면 통신이 끊길 수 있다는 게 단점이다.
박 센터장은 “60㎓ 주파수 대역은 전송 속도가 빠른 대신 직진성이 떨어져 무선랜보다는 전파 전달 거리가 짧다”며 “통신 거리를 늘리기 위해 증폭기 등을 사용할 수 있지만 이번 제품은 휴대폰에 최적화하기 위해 전력 소모량을 줄이는 데 초점을 맞춘 것”이라고 설명했다. 이어 “이 칩을 이용하면 휴대폰으로 찍은 HD 동영상을 압축 과정 없이 TV에서 무선으로 실시간 전송해 볼 수 있다”며 “휴대폰 게임을 할 때도 화면 딜레이 없이 TV로 게임 화면을 볼 수 있는 게 장점”이라고 말했다.
김태훈 기자 taehun@hankyung.com
■ 60GHz 주파수
1초에 600억번 진동하는 초고주파다. 주파수는 전파나 음파가 1초 동안 진동하는 횟수에 따라 구분하는데 전파가 낮을 수록 멀리 퍼져나가고 장애물을 만나도 휘어져 나가는 회절성이 뛰어나다.
60GHz 대역은 각국 정부가 무료로 개방하고 있어 누구나 사용할 수 있고 전파 간 간섭도 적어 기기 간 개인무선통신(PWAN)에 주로 적용되고 있다.
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