그동안 대학 강의실이나 회사내에서 무선랜을 이용하는 경우, 전송속도도 늦고 이동성이 좋지 않아 불편했는데 앞으로는 이런 문제점을 극복할 ‘초고속 무선랜 칩’이 국내연구진에 의해 개발되었다.
따라서 향후에 이 기술이 상용화 되면 영화 1편을 1분내 다운로드 받거나, 수 초내 MP3 음악파일을 전송하고, 고화질 TV인 HDTV를 가정내 곳곳에서 동시에 무선전송받아 시청이 가능케 되어 우리 생활의 주변이 ‘디지털 홈 네트워크 세상’이 될 전망이다.
ETRI(한국전자통신연구원 원장 최문기)는 1일, 정보통신부 “200Mbps급 IEEE 802.11n 모뎀 및 RF 칩셋 개발”사업의 일환으로 지난해부터 삼성전기(대표 강호문), 유비원(대표 심필하) 및 넥스터치(대표 이상훈) 등 산업체와 공동으로 270Mbps급 초고속 무선랜 칩 개발에 착수, 1년만에 성공했다고 밝혔다.
ETRI는 본 기술이 다중 안테나 기술을 이용한 미모(MIMO) 무선랜 칩이라고 말하면서 성인 새끼손톱만한 크기로 향후 인터넷 전화(VoIP), 핸드폰과 무선랜을 결합한 듀얼 모드 휴대폰 개발 그리고 VoIP를 대체하는 MoIP (Multimedia over IP) 단말기 등의 분야를 계속 추가 연구할 계획이라고 말했다.
특히, 이번에 개발한 무선 랜은 반경 100m에서 최대 1km까지 지원이 가능하며 보안성이 뛰어나 유사 타 기술보다 서비스 반경과 이동성에 있어서 경쟁 우위에 있다고 ETRI측은 설명했다.
또한 기존 무선랜 칩의 전송속도는 11~54Mbps 이었는데 ETRI가 개발한 칩은 전송속도를 5~20배까지 대폭 증가시켜 270Mbps까지 전송이 가능하다. 따라서 기존 무선랜 칩에서는 20Mbps급의 HDTV 스트림 하나를 전송하는데에도 어려움을 겪었으나 다중 스트림 전송 혹은 다중 채널의 IPTV 전송을 무선 환경에서 가능토록 했다는데 큰 의미를 가진다.
ETRI가 칩 개발에 성공함에 따라 2007년 하반기 부터는 본격적인 상용화가 이뤄질 것으로 전망되며 2009년 전 세계 무선랜 칩시장 규모로는 약 31억불, 칩 수요량도 약 1억 1천만개로 예상됨에따라 국내업체의 해외 진출도 활기를 띨 것으로 기대된다.
이번 연구개발 책임자인 ETRI 이동통신연구단(단장 황승구) 차세대무선LAN연구팀 이석규 팀장은 “무선랜 분야에서 사용하고 있는 모뎀 및 RF칩은 그동안 주로 외국산 칩과 장비에 전량 의존해 왔으나 이번 ‘초고속 무선랜 칩’ 개발로 세계 최고 수준의 상용 칩 기술을 확보하여 전 세계 업체들과 경쟁해서 시장을 선도할 수 있게 되었다”고 말했다.
한편, ETRI는 본 기술과 관련, 국제특허를 19건 출원했으며 국제학술논문 25편을 비롯, IPTV시스템 등 관련 업계에 활발한 기술이전을 하고 있다고 밝혔다.
IEEE 802.11n 칩 시장은 2007년 후반부터 장비가 본격적으로 선 보일 것으로 전망되며, 2008년 부터는 기존의 IEEE 802.11a/g 시장을 대치하면서 VoIP 폰과 Dual-Mode 핸드폰 등의 장비가 주력 시장을 형성하고 홈네트워크, 무선 DTV, 무선 IPTV 등의 응용 분야로 시장이 확대될 것으로 기대된다.
ETRI는 2007년도에 IEEE 802.11a/b/g/e/n/i를 통합한 모뎀 칩과 듀얼모드 핸드폰에 탑재할 802.11n 시소모드(SISO Mode) 모뎀 칩을 연속해서 내놓을 방침이다. 또한, 산업체와 공동으로 RF 칩을 공동 개발하여 2008년도에는 두 칩을 하나로 통합한 소위 원 칩 솔루션을 내놓으면서 2008년말에는 전세계 선도 업체들과의 기술 경쟁에서 우위를 확보하겠다는 계획도 갖고있다.
한편, 270Mbps MIMO-OFDM 모뎀 기술을 바탕으로, 802.11n 후속 표준으로 논의되고 있는 기가 bps급의 무선랜 개발도 병행하여 국제 표준화 및 기술을 선도하고 이를 조기 기술이전을 통해 시장을 선도할 것이라고 밝혔다.
안테나 구성은 전송단에 2개 그리고 수신단에서 성능 향상을 위한 다이버시티 이득을 취하기 위하여 안테나를 하나 더 추가하여 3개의 안테나를 채용한 2x3 MIMO-OFDM 모뎀 칩이다.
MIMO 기술은 효율성이 높은 반면 구현이 어려운 기술이었으나, 이번에 ETRI에서 개발한 WLAN Chip은 높은 성능을 유지하면서 복잡도를 획기적으로 개선하여 소비 전력을 대폭 줄이는데 성공하여 향후 전세계 선도 업체들과의 칩 기술 경쟁에서 경쟁력을 확보하게 되었다.
이번에 개발된 칩은 IEEE 802.11n 표준이 완료되지 않아 2006년 3월까지 진행된 Draft 1.0 버전에 맞추어 개발을 진행하였고, 2007년 초 현재 Draft 1.08 버전까지 진행되었으나 D1.0과 모뎀 구현 측면에서는 아무런 차이가 없어서 조만간 채택될 802.11n 표준 모뎀으로서 손색이 없는 버전이다.
MIMO-OFDM을 채택한 물리계층에서 최대 270Mbps 전송속도를 가지고, Aggregation 전송방식을 채용한 MAC (Media Access Control) Layer에서 180Mbps 이상의 전송 효율을 갖는 모뎀 칩으로서, 20MHz 대역폭과 40MHz 대역폭을 모두 채용한 듀얼밴드 모뎀 칩이다. 칩의 크기는 패키징을 포함하여 13x13 mm이고 공정은 0.13um-CMOS를 채택하였다.
이번에 개발된 칩은 2.4GHz 대역의 802.11g와 5GHz 대역의 802.11a PHY 표준과 802.11e MAC 표준도 모두 포함하는 802.11a/g/n 통합 칩이다. 변조방식은 BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM을 모두 채용하고 있으며 Convolutional Code를 부호화율 5/6까지 사용하고 있다.
또한 MAC 쪽에서는 AP용과 STA용 모두에 사용자나 시장의 요구에 적절하게 대응할 수 있도록 윈도우즈 현과 리눅스형의 디바이스 드라이버를 모두 개발하였고, 고속의 데이터 전송을 위해 PCI 인터페이스를 탑재하였다.
본 칩 개발기술을 기반으로 2007년도에는 2.4GHz 대역의 802.11b와 차세대 보안시스템 표준인 802.11i를 포함하는 802.11a/b/g/e/n/i 통합 칩을 내놓기 위해 현재 FPGA 수준의 검증을 완료하고 조만간 ASIC 칩 개발을 진행할 계획으로 있다. 또한 산업체와 공동으로 개발중인 RF 트랜시버가 2007년도에 시제품을 선보이게 되고 2008년도에는 RF와 모뎀 칩을 하나로 통합한 단일 칩 SoC 개발을 통해 전세계 선도 업체들과의 경쟁력 우위를 점할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
1) 고화질 HDTV영화 : 20Mbps급 영화
2) 동시 무선전송 받아 시청가능 : 집안에서는 HD급 영화 3편을 동시에 무선전송, 강의실에서는 20여명이 동시 무선접속 가능
3) IEEE 802.11n D.1.0 : IEEE에서 제정한 무선LAN 물리계층 및 매체접근 제어 규격(Draft)초안
4) 미모(MIMO) : Multi Input Multi Output / 다중 안테나 시스템을 이용하여 데이터의 전송 효율을 높이는 전송 기술
5) 듀얼모드 : 실내에선 인터넷으로 VoIP로 실외에선 셀루러 폰으로 사용함
6) 시장전망 : 시장조사 전문기관인 IDC 2005 자료 인용
ETRI는 전전자식교환기 (TDX), 디지털 이동통신시스템(CDMA)등의 정보통신 기술을 성공적으로 개발하여 우리나라가 정보통신 강국으로 진입하는데 획기적인 기여를 해 온 국내 최대의 정보통신 국책 연구 기관이다.
이동통신연구단 차세대무선LAN연구팀장 이석규 042-860-5919
한국전자통신연구원
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