우리는 각종 무선 전송의 연결망 안에 실타래처럼 둘러싸여있다. IoT시대가 본격적으로 개막되면 점점 더 빈번하게 무선 전송 기술들을 이용하게 될 것으로 전망된다.
우리는 매일같이 무선 전송 기술을 이용하지만 무선전송기술에 대해 잘 알진 못한다. 무선전송기술을 이용하며 궁금했던 점에서부터, 무선전송과 관련된 각종루머들을 파헤쳐보고자 한다.
우민지 기자
블루투스(Bluetooth)
어쩌다 기술 이름이 ‘파란 이(Bluetooth)’가 됐나?
블루투스라는 기술명은 하랄드 블로챈(Harald BlAtand) 이라는 덴마크 왕의 이름에서 유래했다. 블로챈(BlAtand) 이라는 이름을 영어로 직역하면 블루투스(Bluetooth)가 된다. 하랄 블로챈은 처음으로 노르웨이와 덴마크를 협상으로 평화롭게 통일해 문화 가교 역할을 한 덴마크의 군주이다.
그가 블루투스라 불린 이유에 대한 가설은 여러 가지가 있다. 가장 보편적인 설명은 블루가 어둡다는 의미로 쓰였는데 하랄드의 치아 중 눈에 띄는 나쁜 치아가 있어 ‘검은 이’라 불리웠다는 설이다. 또 다른 설명은, 그의 이름 'tand' 중 'tan'이란 단어는 고대 스칸디나비아인들 사이에서 영주를 의미했고, 파란색은 어둠을 의미했기 때문에, 그의 별명은 정말 '어두운 족장'을 의미했다는 것이다.
그가 블루투스로 불린 이유야 어찌 됐든, 이 근거리 무선 통신의 이름은 스웨덴 에릭슨사의 한 연구원이 제안했다. Jim Kardach는 Frans Gunnar Bengtsson의 바이킹과 하랄 블로챈에 관한 역사소설 「The Long Ship」 을 읽고 있었는데, 블로챈(블루투스)이 스칸디나비아를 통일한 것처럼 무선통신도 블루투스로 통일하자는 의미를 담았다고 한다.
블루투스 로고는 왜 그렇게 디자인 됐나?
블루투스 로고는 룬문자로 이뤄져있다. 하랄드 블로챈(Harald BlAtand)의 앞 글자인 ‘H’와 ‘B’ 따서 만들었다. ‘H’는 룬 문자로 ᚼ이고, ‘B’는 룬 문자로 ᛒ인데, 블루투스의 심볼은 이 두 개를 포개놓은 형상이다.
▲ 하랄드에 관한 이야기를 담고 있는 돌. 룬문자로 표기돼있다는 것을 볼 수 있다.
블루투스의 발전은 어떤 방향으로 진행되고 있나?
최근에 발표된 블루투스 4.2 버전은 향후 진행될 IoT(Internet of Thing) 시대를 맞이하기 위한 업그레이드였다고 평가되고 있다. 블루투스 4.2는 일반 가전기기 등에도 인터넷이 탑재되면서 향후 폭발적으로 늘어나는 인터넷 사용에 대비하기 위해 IP 주소의 길이를 128비트로 늘린 IPv6를 지원한다.
IPv6는 인터넷 프로토콜(IP) 버전 6(internet protocol version 6)의 줄임말로, 현재 사용되고 있는 IP 주소체계인 IPv4의 주소 고갈로 인해 발생하는 문제들을 개선하기 위해 개발된 새로운 IP 주소체계이다. 기존 IPv4는 32비트 주소체계에 42억 개의 주소수를 가지고 있는 반면 IPv6는 128비트의 주소체계로 3.4X1038개의 주소수를 가지고 있다. 주소공간을 늘려 망 확장성이 더욱 향상된 IP 주소 체계로 스마트폰이나 전자제품에도 IP를 부여할 수 있다.
블루투스 4.2 버전이 이 IPv6와 6LoWPAN을 지원하기 때문에 디바이스들이 전용 커뮤니케이션 채널을 구성할 수 있도록 지원해, IP 기반 연결성에 대한 기초를 만들어 주고 있다.
버전별로 사양이 크게 차이나나?
1994년 에릭슨이 최초로 개발을 시작한 이래 블루투스는 지속적으로 성능과 기능을 발전시켜 왔다. 블루투스의 가장 초기에 나온 1.0부터 가장 최신 버전인 4.2까지 어떠한 점들을 발전시켜 기술을 보완해 왔는지 표로 살펴보자. 블루투스 표준에는 다음과 같은 버전이 있다. 1.0b-1.1 버전 간의 호환성 문제가 있었으나, 1.1이후에는 그런 문제가 거의 발생하지 않았다.
블루투스 연결로 음악 감상을 잘 하다가 지하철에만 들어가면 갑자기 뚝뚝 끊어지는 이유는?
블루투스는 2400~2483.5MHz의 주파수 범위에서 동작하며 같은 2.4GHz 대역폭을 사용하는 Wi-Fi와 충돌 가능성이 있어왔다. 지금은 사방에 널린 무선 인터넷 신호와 블루투스의 혼선으로 블루투스 기기들, 특히 키보드와 마우스의 연결이 자주 끊기는 것을 볼 수 있다.
블루투스는 송신 된 데이터가 패킷으로 분할되고, 각 패킷은 지정된 79개의 블루투스 채널 들 중 하나에 전송된다. 각 채널은 1MHz의 대역폭을 가지며 블루투스 4.0 이후로 40개의 채널에 2MHz의 간격을 사용한다. 첫 번째 채널은 2,402MHz에서 시작해 2,480MHz까지 사용한다.
출근하는 지하철 안 빼곡히 들어선 사람들 가운데 블루투스를 이용해 음악을 듣고 있는 이들을 종종 볼 수 있다. 이들 기기와의 블루투스 주파수 혼선이 일어나면 각자 알아서 자동으로 채널을 바꾸게 되는데, 이 과정에서 음악이 끊어진다.
이를 적응형 주파수 호핑(AFH: Adaptive Frequency Hopping)이라 한다. 적응형 주파수 호핑은 2.4GHz 대역을 공유하는 다른 무선기술들과의 간섭문제를 해결하기 위해 고안된 기술로 스펙트럼 대역 내에서 사용이 가능한 주파수를 이용하기 위한 것이며 기술적으로는 다른 디바이스가 사용 중인 주파수를 인식해 이를 피하는 방법으로 구현된다. 적응형 호핑 기술은 2.4GHz~2.485GHz 주파수 대역을 각각 1MHz의 폭을 가진 79개의 주파수 구간으로 나누고, 이 중 간섭이 발생하지 않는 구간을 사용하는 것으로 주파수 대역 내에서 더 효과적인 전송을 가능하도록 만든다.
따라서 주파수를 변동해야 하는 일은 사람이 없는 지하철 안에서도 발생할 수 있다. 지하철 안에서도 와이파이를 사용할 수 있는 환경이기 때문. 채널을 아무리 바꿔도 와이파이 주파수와 겹치는 일이 많아져 끊김 현상이 발생될 수 있다. 하지만 이러한 끊김은 주파수가 안정되면 다시 괜찮아지니 너무 신경 쓰지 말자. 인파에 밀려 지하철 안으로 들어선 십여 초 내외의 시간만 참으면 된다(하지만 사람들이 내리고 다음 사람들이 들어서면 또 다시 주파수 채널을 바꿔야 할 일이 발생할 수도 있다).
블루투스는 보안이 약하다고 하던데?
계속 버전이 업그레이드되며 블루투스의 보안문제도 점차 해소되는 양상이다. 특히 근래에 블루투스 버전을 4.2로 업데이트 하면서 개인정보 보안이 많이 강화됐다. 사물인터넷 시대를 맞이해 많은 기기들이 인터넷으로 연결될 것이라 내다보고 보안과 연결을 강화한 것이다.
버전 4.2에서 부터 사용자의 허락 없이는 블루투스 기기 위치를 함부로 추적할 수 없게 됐다. 예를 들어, 애플의 아이비콘(iBeacon) 기술을 도입한 매장을 방문하더라도 사용자가 허용하지 않는 한 매장이 사용자의 위치를 마음대로 추적할 수 없다. 아이비콘 기술은 전파로 기기 간 거리측정을 하는데, 스마트폰과 연동되기 때문에 스마트폰에서 특정 비콘까지의 거리를 알아낼 수 있다.
SK플래닛의 Syrup도 이 아이비콘을 응용한 서비스인데, 거리를 측정할 수 있기 때문에 특정 영역 내로 스마트폰 이용자가 들어왔을 때 광고나 쿠폰 등을 보여줄 수 있는 것이다. 하지만 블루투스 버전 4.2를 지원하는기기는 사용자의 허락 없이는 비콘이 사용자 기기의 위치를 마음대로 추적할 수 없다. 전송속도 향상 등 4.2버전이 제공하는 새로운 기능들은 버전을 지원하는 하드웨어로 교체해야 누릴 수 있지만, 이 개인정보보호는 기존 블루투스 기기에 대한 펌웨어 업데이트 만으로 대응할 수 있다.
그리고 구형 버전을 이용하는 사용자들도 크게 걱정하지 않아도 될 것이 이미 블루투스는 2.1+EDR 버전에서부터 보안성 개선을 꾸준히 진행해 왔다. 사용자의 개입이 있어야하는 블루투스 페어링 시나리오에서 기기를 연결할 때 기존의 16자리 무작위 PIN코드를 사용하는 대신 더 강력한 보안기능을 가진 6자리 암호를 사용해 도청방지 기능을 제공해왔었다.
Wi-Fi
Wi-Fi는 무엇의 약어?
보통명사로는 Wireless LAN 또는 WLAN이라 부르는 기술의 상용명사가 Wi-Fi다. 따라서 Wi-Fi라는 명칭은 엄밀히 따지면 Wi-Fi Alliance에 가입된 회사만 쓸 수 있는 상표이다. 인증을 받지 않은 회사에서 ‘Wi-Fi 기능 지원’ 등의 문구를 사용하면 원칙적으로는 규약 위반인 셈. Wi-Fi는 Wireless Fidelity의 약자이고 한국과 일본에선 무선랜이라 부른다.
외국에선 ‘와이파이’라고 하면 못 알아듣던데?
Wi-Fi는 1991년부터 개발을 시작해 20년 넘게 연구된 기술인데 기술명은 1999년에야 명명됐다. 그러다보니 국내에서도 기술을 선보인 초창기에는 ‘위피’라고 부르기도 했지만, ‘와이파이’라 부르는 것이 정착됐으며 젊은 사람들 사이에서는 줄임말로 ‘와파’라고도 한다.
동일한 기술이지만 사용하는 국가의 언어권에 따라 다르게 불려진다. 따라서 유럽이라 해서 모두 ‘와이파이’를 못 알아듣는 것은 아니다. 독일어권에서는 기술명칭을 와이파이로 사용하고 있다. 영어권에서도 WLAN을 와이파이라고 부르는데, 언어차이로 타 유럽어권, 특히 프랑스어권과 이탈리아어권에서는 흔히들 ‘위피’라고 부른다.
근래에 들어 이탈리아의 젊은 사람들은 와이파이라고 바꿔 부르는 추세라고 한다. 유럽에 갔을 때 ‘와이파이’를 알아듣지 못한다면 ‘위피’라고도 해보자. 블루투스를 진짜 ‘파란 이(藍牙)’라 쓰고 [lanya](우리말로는 ‘란야’ 또는 ‘라인야’정도로 들린다)라 부르는 중국은 와이파이를 ‘위파이’라 발음한다.
노트북과 스마트폰을 구입할 때 적힌 Wi-Fi 제원. 어떻게 이해하나?
▲ LG전자의 노트북 울트라PC 그램14과 삼성전자의 스마트폰 갤럭시 S6 엣지의 제원이다. 삼성전자 스마트폰의 제원 중 802.11의 버전 가운데 ac가 보인다. 이후 붙어있는 설명들은 802.11ac 버전이 지원하는 기술에 대한 내용이다. 2.4GHz 대역과 5GHz 대역을 지원하고, 연속 80MHz 채널 (VHT80)를 통해 무선 신호를 송신 할 수있는 것을 의미한다. MIMO 또한 802.11ac가 지원하는 기술.
와이파이는 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac, 802.11ad의 순서대로 리버전 됐다. 하위버전을 지원하기 때문에 제원표에 나와있는 Wi-Fi 제원을 살펴볼 때 가장 끝에 붙어있는 제원이 무엇인지만 알면된다.
2011년 1월 초안이 발표돼 2013년 말부터 최신 디지털 디바이스에 탑재되기 시작한 버전이 ‘802.11ac’ 이기 때문에 근래에 나오는 기기들은 대부분 802.11ac를 지원한다. 802.11ac를 지원하는 제품은 하위 버전인 a,b,g,n 에서도 모두 호환된다.
802.11ac는 차세대 와이파이로 5GHz 주파수 대역을 사용한다. 최대 8Tx-8Tx에서 3.7Gbps 속도의 무선 기가 네트워크를 구현한다. 때문에 5G 와이파이로 선전하고 있다.
무선랜용으로 할당된 대역은 2.4GHz외에 5.8GHz대역이 있다. 두 대역은 대역폭이 좀 다른데 2.4GHz 대역의 경우는 2412MHz~2482MHz로 전체 채널 대역폭이 대략 100MHz 정도이지만 5.8GHz 대역의 폭은 4915MHz~5825MHz 정도로 무려 900MHz 정도의 채널 대역폭을 가진다. 대역폭이 넓은 만큼 조건도 까다로웠기 때문에 802.11ac 이전에는 5.8GHz 대역폭을 제대로 활용하기 어려웠지만, 이론적으로는 2.4GHz 대역에 비해 두 배 이상의 빠른 속도로 통신이 가능하다는 큰 장점이 있었기 때문에 이 대역폭을 제대로 활용할 수 있는 기술을 만드는 데에 투자를 했다. 그 결과 기존 2.4GHz 대역에서 사용하던 다중입출력기술과 QAM 변조기술 등을 사용해 고속 와이파이를 만들었고 바로 그 기술이 802.11ac이다.
어려운 것 같지만 요는 802.11ac가 보급된 와이파이 얼라이언스의 기술 가운데 가장 빠른 축에 속한다는 것이다. 만약 출시된 지 좀 지난 제품이어서 802.11ac가 보이지 않는다면 802.11n이 있는지 확인하면 된다. 하지만 이 두 버전 간의 차이는 상당히 크다.
왜 LG U+는 지하철 객실 내에서 Wi-Fi를 이용할 수 없는가?
통신 중계기에서 신호가 미치는 와이파이 범위는 100m 이지만 와이브로는 시속 60km로 달려도 안정적으로 데이터 통신을 할 수 있다. 때문에 지하철 차량 내에서 사용되고 있는 와이파이는 와이브로를 백본망으로 채택하고 있다. 와이브로 신호를 와이파이로 변환해 제공하는 것.
LG유플러스는 바로 이 와이브로망이 없기 때문에(SKT와 KT는 2.3GHz 주파수대역의 27MHz 대역폭을 할당받았다. LG 유플러스는 할당받은 와이브로 주파수 대역이 없다)지하철 객실 내 와이파이 존을 구축할 수가 없다.
802.11ad는 왜 와이기그라 불리는가?
802.11ad의 기술표준이 완성됐던 2013년 1월엔 와이기그연합(WiGig, Wireless Gigabit Alliance)이 따로 있었기 때문에 와이파이가 아닌 와이기그로 명명됐었다. 와이기그는 면허가 불필요한 대역인 60GHz 대를 사용해 고화질 콘텐츠 등의 대용량 파일을 가전, 모바일 기기, PC 등에 고속으로 전송하기 위한 규격이다. 단일 대역폭 7Gbps로 802.11ac의 433Mbps에 비해 10배 이상 빠르다(와이기그라 불리는 진짜 이유). 통신 프로토콜과 변조 방법 자체도 와이파이 얼라이언스(Wi-Fi Alliance)에서 사용하고 있는 방식과 거의 동일하다.
와이기그 연합은 2013년 3월에 와이파이 얼라이언스에 의해 포섭됐다. 지금도 IEEE802.11ad를 와이기그라 부른다.
Wi-Fi Direct는 무엇인가?
와이파이 다이렉트는 공유기 없이 2개의 장치를 와이파이를 이용해 직접 연결하는 방식의 무선 인터넷 표준이다. 액세스 포인트 없이 2대의 장치를 묶는 기술로 근거리 무선 통신 가운데 속도는 가장 빠르다. 반면 에너지 효율에 있어서는 블루투스를 따라잡지 못하는 상태인데, 때문에 배터리 충전을 요하는 무선기기들은 아직까지는 무선전송 방식으로 블루투스를 채택하고 있다. 용량이 큰 파일을 빠른 속도로 전송할 수 있어 최근 프린터, 복사기나 고음질의 무선전송을 지원하는 음향 기기에도 탑재되고 있다.
그 외의 무선통신기술들
WIBRO - 해외에선 WIBRO를 모르던데?
와이브로(WiBro, Wireless Broadband)는 초고속 인터넷을 이용할 수 있는 무선 휴대 인터넷(Portable Internet)의 국내 명칭이다. 와이맥스(WiMAX) 표준을 따르고 있기 때문에 해외에선 ‘모바일 와이맥스(Mobile WiMAX)’라는 이름으로 알려져 있다.가끔 와이맥스와 와이브로를 혼용해 사용하기도 하는데 엄밀히 따지자면 와이맥스 내에 와이브로가 포함된다. 와이맥스는 ‘고정 와이맥스’와 ‘모바일 와이맥스’로 나뉜다. 와이브로는 이 가운데 휴대성을 지원하는 모바일 와이맥스에 해당된다.
많이 알려진 대로 우리나라가 원천기술을 가지고 있고 세계 최초로 상용화시킨 4G 이동통신기술이다. 외국에서는 광대역 통신망을 설치할 때 주로 사용되고 있다.
Wireless USB - USB를 무선으로 쓸 수 있는 것인가?
Wireless USB는 단거리 광대역 무선 통신 프로토콜을 지칭한다. USB를 무선으로 쓸 수 있는 것이 아니다. 블루투스나 와이파이 같은 무선 통신 규격이라 보면된다. Wireless USB 버전 1.1이 2010년 9월에 표준화됐으며 3m 거리에서 최대 480Mbps의 전송속도를, 10m 거리에서 110Mbps의 전송속도를 자랑한다. 사용하는 주파수 대역이 3.1GHz에서 10.6GHz에 이른다.
NFC- NFC의 최대 전송 거리는?
NFC(Near Field Communication)는 이름 그대로 스마트폰 등 NFC 기능을 탑재한 전자기기들이 근거리 무선통신을 할 수 있게 하는 기술이다. 근거리이긴 한데, 그 수신 범위가 심하게 근거리이다. RFID의 수신 범위보다도 짧은데 NFC의 수신 범위는 최대치가 10cm 정도이다(물론 이러한 점이 NFC의 보안성을 담보해주고 있긴 하다).
RFID는 태그와 리더기의 역할이 고정된 단방향 통신이지만, NFC는 양방향 통신이 가능한 기술이라는 점에서 차이가 있다.
ZIGBEE- 지그비? 직비?
직비(ZigBee)는 벌집에 돌아온 꿀벌이 추는 꿀벌춤을 의미한다(ZigZag+Bee). 직비는 낮은 수준의 전송속도만 필요로 하면서 긴 배터리 수명과 보안성을 요구하는 분야에서 사용되는데, 사물인터넷 시대에 스마트 홈 분야에서 많이 이용될 것으로 보인다. 현재에는 무선 조명 스위치나 가내 전력량계등에 이용되고 있으며 블루투스나 와이파이 같은 WPAN 기술에 비해 상대적으로 단순하고 저렴하다는 장점을 가지고 있다.
