ETRI, 2Km 이상 무선통신 가능한 칩 개발

[대전·충청=이데일리 박진환 기자] 한국전자통신연구원(ETRI)는 사용하지 않는 유휴 TV주파수를 활용해 무선 서비스가 가능한 사물인터넷(IoT)용 무선통신 칩 개발에 성공했다고 17일 밝혔다.

지역에 따라 방송으로 사용하지 않는 주파수 대역은 ‘TV유휴대역(TV White Space)’으로 불리며, 국내에서는 470~698㎒ 대역으로 기존 와이파이(Wi-Fi) 주파수에 비해 전파 도달거리가 넓고, 건물 등에 대한 투과율이 뛰어난 것이 특징이다.

최근에는 와이파이를 사용하는 휴대전화 사용의 급격한 증가로 부족한 2.4㎓나 5㎓ 비면허 주파수 대역 2.4~2.48㎓, 5.725~5.875㎓ ISM 주파수 대역의 혼잡 문제를 해소할 수 있는 신개념 무선통신 기술로 각광받고 있다.

그동안 전 세계적으로 TV유휴대역을 이용한 많은 무선통신 기술들이 개발된 바 있다.

이번에 ETRI 연구진에 의해 개발된 기술은 사물인터넷 서비스 지원을 위한 TV유휴대역 WPAN(Wireless Personal Area Network)로 이미 2014년 국제표준화기구인 미국전기전자공학회(IEEE)에 국제표준기술 IEEE802.15.4m TVWS WPAN 표준 기술로 제안해 완성시킨 기술이다.

ETRI의 이번 성과로는 TV유휴대역의 국제표준규격을 만족하는 사물인터넷용 직교주파수분할방식(OFDM) 무선통신 시스템이며, 최초로 32비트(bit) 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU) 기반 SoC(System on Chip) 형태 칩으로 개발에 성공했다.

이에 따라 이 기술은 와이파이 주파수 대역의 포화 2.4㎓ 및 5㎓ 비면허 대역 주파수를 사용하는 무선 통신 기술 상태를 완화 시킬 수 있는 방안으로 전 세계가 주목하고 있는 핵심 원천 기술이다.

연구진은 이 기술을 활용하면 작은 센서로부터 정보를 모으거나, 저속의 무선통신으로 기기를 제어하는데 유용할 것으로 보고 있다.

일례로 가정에서 전등, 냉장고, 세탁기와 같은 기기들을 무선으로 온·오프 제어하는 스마트 홈서비스나 전기, 수도, 가스와 같은 계량기의 사용 정보를 무선으로 원격검침하는 건물 모니터링에 적합하다.

또 전기가 쓰이지 않는 곳을 스스로 차단, 불필요한 전기소요량을 줄이는 스마트그리드 서비스에도 활용될 전망이다.

연구진이 개발한 칩은 계량기 내에 내장하거나 다양한 센서들과 연결해 주변의 이동통신망이나 인터넷망에 연결, 양방향 390Kbps ~ 1.6Mbps급의 빠른 전송으로 정보를 수집하거나 교환이 가능하다.

이에 따라 향후 화재감시나 범죄예방, 독거노인 안전서비스, 공장 및 조선소 자재관리 등 다양한 사물인터넷 서비스에 널리 사용될 것으로 ETRI 측은 내다봤다.

이번 연구개발 책임자인 ETRI UGS무선통신연구실 최상성 박사는 “개발된 무선통신 칩을 과제 공동연구기관에 제공해 제주도 구좌읍에 구축된 스마트그리드 테스트베드에서 원격검침인프라(AMI) 서비스 현장 실증을 올 상반기에 완료할 계획”이라고 말했다.

ETRI는 향후 다양한 검증 및 테스트 과정을 거쳐 내년 중으로 국내 기업에 기술 이전을 통해 무선통신 칩 상용제품을 출시할 방침이다.

ETRI 서영호 박사가 TVWS OFDM무선통신 칩을 활용해 송신 성능 테스트를 하고 있다. 사진=ETRI 제공

ETRI가 개발한 TVWS OFDM무선통신 칩 및 이를 이용한 무선 통신 모듈. 사진=ETRI 제공