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Bluetooth 기술동향 |
박성수 (한국전자통신연구원 회로소자연구소 팀장) |
Bluetooth란 핸드폰, PDA, 노트북과 같은 이동가능 장치들간의 양방향 근거리 통신을 복잡한 전선 없이도 저가격으로 구현하기 위한 근거리무선통신 기술, 사실상표준(de facto standard), 및 제품들을 총칭하여 일컫는다.
대부분 독자의 컴퓨터 뒷 모습은 <그림 1>과 같이 복잡하게 얽혀져 있을 것이다. Bluetooth는 출발 당시 케이블을 대체하는 무선기술로 시작하였는데, 양방향 실시간 무선통신에 대한 사용자의 현재 욕구를 가장 빠른 시일내에 가장 저렴하게 제공할 수 있을 뿐만이 아니라, 가까운 미래의 사용자 요구에 맞추어 성능 및 가격 측면에서 큰 장점을 가지고 있다. Bluetooth의 스펙을 간략히 살펴보면 <표1>과 같다.
사용 주파수 (GHz)
2.4 ~ 2.4835
변조방식
FSK, 주파수 호핑
최대 전송속도 (bps)
데이터 : 721K(Async), 음성 : 1M(Sync)
망 구성
8 기기
사용거리/출력 (meter/mW)
(10/1), (100/100)
Bluetooth는 단순히 케이블을 대체하는 것이 아니다. <표1>과 같이, 허가받지 않아도 되는 무선주파수를 사용하고, 혼신에 강하며, 음성 및 데이터를 동시에 지원하고, 8개까지 무선망을 구현할 수 있는 10m이내의 단거리 무선 솔루션이 있다고 할 때, 어떠한 응용이 있을 것인 지를 생각해면, <표 2>에서와 같은 사용자 응용 예를 떠 올릴 수 있다.
인터넷브리지
인터넷 접속 가능한 휴대전화기와 무선 네트워크가 되므로 언제 어디서나 노트북으로도 인터넷 접속가능
3-in-1 phone
사무실에서는 내선전화, 댁내에서는 무선전화, 밖에서는 휴대전화가 되는 3-in-1 전화
신속한 데이터 교환
회의 도중, 연결 케이블 없이도 곧바로 데이터를 교환
Cordless desktop
마우스, 키보드, 프린터, 스캐너 등의 각종 컴퓨터 주변기기들이 무선으로 연결되므로 컴퓨터 주변의 복잡한 전선들이 없어지고 기기의 이동성 및 사용 편리성이 증대
노트북전화
유선전화와 무선 네트워크로 노트북에 핸드셋을 연결하여 휴대전화 없이도 사용 가능함
물론, 이러한 기술적인 조건 뿐만 아니라 기술 외적인 여건들도 Bluetooth에 유리하게 작용하고 있는 점도 무시 못하지만 이런 부분에 대한 논의는 뒤로 미루고, Bluetooth의 응용에 대해 살펴보자. 케이블이 사용될 수 있는 곳은 무선인터넷을 사용하기 위한 휴대폰과 노트북의 연결, 데이터 교환을 위한 노트북(PDA)과 노트북(PDA)의 연결, 프린터와 PC의 연결 등을 생각해 볼 수 있을 것이다. 이러한 것들이 무선으로 이루어지면서 10m 이내에 서로 가까이 있는 것만으로도 원하는 데이터가 교환될 수 있고, 심지어 사용자가 의식하지 않아도(실제로 S/W를 실행시키지 않아도) 원하는 데이터가 전송/교환될 수 있을 것이다.
이러한 점은 케이블을 대체한 경우 사용자의 편리성에 대한 논의이고, 이러한 면 이외에도 무선인터넷 기능의 휴대폰, LAN에 연결된 노트북 등 (무선)인터넷 접속을 Bluetooth 내장 휴대단말기를 통하여 무선으로 가능하게 함으로써 사용자의 책상까지 와있는 정보가 손 끝까지 올 수 있는 기술로도 평가할 수 있다. 즉, 근거리에 놓여 있는 컴퓨터와 주변기기, 이동단말기와 컴퓨터, 가전제품 등을 상호 무선네트워크로 연결하여, 기기 간을 연결하는 복잡한 전선 없이도 양방향 실시간 통신이 가능하게 하여, 컴퓨터나 가전제품 뿐만 아니라 IMT-2000의 3세대 이동 통신의 중요한 한 구성 요소로 부상하고 있다. 이는 가정 또는 사무실 내에서 기기 간 데이터 전송이 필요한 경우 원거리의 기지국을 거치지 않고 기기 간 직접 무선으로 통신하므로 기지국에 통신 부하를 걸지 않고, 대기 시간 없는 무료 고속 데이터 전송을 가능케 하여 휴대 단말기의 이용 효율을 높이는 효과가 있다. 또한 일반 소비자가 가정 내에서 일일이 통신 선로를 연결하고 유지해야 하는 불편함을 해소하므로, 컴퓨터와 같은 정보기기와 전화 등의 통신기기 간의 융합을 촉진시키게 된다.
이와 같은 배경에서 98년부터 유럽 및 미국에서는 범용의 단거리 고속 무선 데이터 인터페이스 표준을 제정하고 상용화를 추진해 왔으며, 그 결과로 Ericsson, IBM, Intel, Nokia, Toshiba가 Bluetooth를, MS, Symbionics 등이 HomeRF를 주장하게 되었다. 그러나, 여러 안들 중에서 Bluetooth가 휴대폰의 폭발적인 증가세에 힘입어 범용성이 높으면서, 가장 낮은 가격에 구현 가능하다.
개방형 라이센스 정책에 의해 기술사용료를 내지 않으므로 2000년 현재 약 1,800여 업체들이 Bluetooth SIG(Special Interest Group)에 가입한 상태로, 단기간에 모든 정보기기에 부착될 가능성이 높다. 무선통신응용에 대한 사용자의 수요는 <표 3> 및 <그림 2>에서와 같이 거대한 시장을 창출하게 될 것이다. <표 2>에서와 같이 Bluetooth 등의 구내 무선망에 대한 수요 및 응용 시스템의 종류가 매우 많기 때문에 2000년 말 경 시제품 발표 즉시 시장이 형성되리라 예상된다.
한편, 현재 버젼 1.0B의 Bluetooth가 WLAN(Wireless Local Area Network)과 공존을 위한 표준화 및 화상정보 통신이 가능한 속도를 지니는 차세대 Buletooth 버전 2의 표준화가 이루어지면 <표 4>와 같은 차세대 Bluetooth의 응용과 수요는 시장을 최대 2배 정도 더 증가시키리라 예측되고 있다.
Digital Video Distribution
Set-top box, PC, Cable
Digital Satellite System
Digital Video Broadcasting
Digital Versatile
DiskSuper Video CD
Digital TV
Digital Theater Systemn
PC
Portable Device
Digital Audio Distribution
Set-top box, PC, Cable Digital Audio Broadcasting CD digital Audio Digital Compact Cassette
Mono Speakern Stereo Speaker Systemn Multi Channel Speaker System
High Speed Data
xDSL or Cable Modem PC as server/Master station PC peripherals(Scanner, fax, HDD, digital camera)
PC as Clients Digital Video/Audio Distribution clients PC peripherals (color printer, hard disk drive)
PC Graphic Distribution
Set-top box, cable, xDSL Internet session PC
TV as dumb terminal Game Consoles (receiving graphics from a PC)
Video&Voice Communication
Set-top box, cable, xDSL Internet PC with mini-cam & microphone
PC with speaker system TV as dumb terminal Portable device
기술 동향을 살펴 보면, 국외의 경우 Philips(VLSI), Digianswer, Cambridge, Motorola 등에서 개발 킷을 출시하였거나 출시 예정으로 되어 있고, 칩 셋은 RF 부분과 Baseband 부분으로 나누어서 개발하고 있으며 대부분 2000년 하반기부터 발표될 것으로 예상된다. <표5>에 개발 중에 있는 칩들의 제조 동향을 나타내었는데, Baseband 부분에서 Philips(VLSI)의 baseband processor가 스펙이 확정되기 전부터 개발되어 왔으므로 가장 먼저 출시될 것으로 예상된다. 그 외 RF 칩의 동향은 National Semiconductor에서 Bluetooth 규격 보다는 2.4 GHz IEEE802.11 규격에 맞춘 범용 칩을 이미 출시하였다. Silicon Wave에서는 RF 및 controller 칩을 개발 중에 있으며, 특히 Intel에서는 mobil Pentium III 칩에 Bluetooth Baseband processor를 내장할 예정이다. 또한, 휴대단말기 면에서 볼 때, Qualcomm의 MSM4500 칩에 baseband processor가 내장될 것으로 예상된다. 현재까지 제품화된 Bluetooth 응용제품은 <그림 2>와 같은 Ericsson의 무선헤드셋이 대표적이고, 2000년 말 경에 여러 가지 응용 제품이 나올 것으로 보인다. 차세대 Bluetooth 관련해서, Toshiba는 디지털 캠코더의 영상을 MPEG4로 압축한 후 Bluetooth를 통해 전송하는 시연을 보였다.
현재로서 이 시스템은 DVD 재생 기준을 맞추지는 못하지만 QCIF(Quarter Common Intermediate Format)으로 초당 10프레임 정도의 속도를 보인다고 하며, "Bluetooth를 통한 MPEG4"를 Bluetooth SIG의 Audio/Visual Working Group에 표준으로 제안할 것으로 알려졌다. Sony는 99년 11월 컴덱스 전시회에 Bluetooth 송수신 모듈을 내장한 MemoryStick의 일종인 Infostick이라는 시제품을 전시하였다. 따라서 MP3 플레이어 등 MemoryStick 인터페이스 규격을 지원하는 기기에서 Bluetooth를 사용할 수 있을 것으로 예상된다.
한편, 국내 기술개발 동향으로는 업체들 중에는 삼성전자가 칩 개발 등을 추진하고 있고, 연구기관으로는 한국전자통신 연구원이 정보통신부의 연구비 지원을 받아 RF radio 및 Baseband 칩들의 제작을 통해 가격 경쟁력이 있는 1-chip Bluetooth 소자를 개발하고 있으며, Bluetooth 표준화 연구도 수행하고 있다.
공식적인 국제표준 단체로는 IEEE 802.15 워크그룹이 있어 버전 1.0 Bluetooth 규격에 근거한 국제표준을 제정을 위해 SIG와 긴밀한 협력을 하고 있다. 현재 Bluetooth 표준화의 쟁점은 3가지로 요약된다.
첫째, IEEE 802.15 워크그룹의 표준화 영역은 물리계층 및 MAC계층에 국한되지만, SIG는 SAPs(Service Access Points) 및 PICS(Protocol Implementation Conformance)를 포함해야 한다는 논의와;
둘째, 802.11 무선LAN과 같이 2.4 GHz 대역에서 작동하는 IEEE802 표준 계열과 Bluetooth 또는 근거리무선네트웍이 공존할 수 있는 방법에 대한 논의와;
셋째, 화상정보의 고속 통신이 가능한 차세대 고속 Bluetooth 표준에 대한 논의이다. 표준화 연구 이외에도, 현재 국내 전파법상으로 Bluetooth의 사용이 곤란한 관계로 이에 대한 조정이 진행되고 있다. 요약하면, Bluetooth의 특징은 Bluetooth기술이 개방 license이어서 SIG 가입 회사수가 급증하고 있어 시장 형성 속도가 빠르다는 것이다. 이는 사용자의 현재 욕구인 양방향 근거리무선통신을 가장 빠른 시일내에, 가장 저렴하게 제공할 수 있는 Bluetooth의 장점에 기인한다. 즉, Bluetooth는 사용자의 현재 요구를 저렴하게 만족시킬 수 있을 뿐 만이 아니라, 차세대 Bluetooth 표준화 연구를 통해 가까운 미래에는 사용자 요구에 따라 성능 측면에서도 발전할 수 있을 것으로 보인다.
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