생활속 전자파로 무선충전
선 없는 IoT시대 핵심기술
삼성· 퀄컴 주도 자기공명 무선충전 대표적
에어퓨얼, 50와트 넘는 충전솔루션 곧 공개
수신부 성능개선 전자파 최소화 선결 과제
선 없는 IoT시대 핵심기술
삼성· 퀄컴 주도 자기공명 무선충전 대표적
에어퓨얼, 50와트 넘는 충전솔루션 곧 공개
수신부 성능개선 전자파 최소화 선결 과제
![[알아봅시다] RF(무선주파수)의 진화, IoT 시대 이끈다](http://contents.dt.co.kr/images/201601/2016012002101832794001[1].jpg "[알아봅시다] RF(무선주파수)의 진화, IoT 시대 이끈다")
사물인터넷(IoT) 시대의 구현을 위해 가장 핵심적인 솔루션으로 각광 받고 있는 기술이 있습니다. 바로 RF(Radio Frequency)라고 불리는 '무선주파수' 기술입니다. 일반적으로는 '무선통신'이라는 단어로 해석하지만 100% 맞는 해석은 아닙니다. RF는 공기 중에 떠다니는 미세한 전자파 신호를 잡아내 원래의 신호로 복구하는 기술이기 때문에 엄밀히 말하면 무선통신도 RF를 활용한 하나의 응용 기술일 뿐입니다. 그렇다면 RF가 IoT 시대의 핵심 기술로 각광 받는 이유는 뭘까요?
RF의 가장 큰 목적은 전기신호의 '수신'입니다. RF라는 기술이 탄생한 목적 자체가 온갖 자질구레한 잡음과 신호, 먼지 등이 떠다니는 공기 중에 필요한 신호를 잡아내는 것이기 때문입니다. 비, 눈, 먼지가 휘몰아치는 악조건 속에서도 원하는 주파수의 신호를 정확히 골라내 정확히 분석하는 것, 그것이 RF 시스템의 최종적인 목적입니다.
유선통신의 경우 선로에 다른 기기의 신호가 잡히지 않습니다. 경우에 따라 잡음이나 신호의 세기가 약해지는 문제가 있을 수 있기 때문에 중간에 증폭을 해주는 장치만 적절히 배치한다면 원활하게 신호전송이 이루어집니다.
하지만 공기 중에는 유선선로와는 비교가 안될 정도로 많은 잡음과 전파 등이 뒤섞여 있습니다.
이 때문에 무선통신 분야에서는 유선통신과는 달리 특별한 응용기술들을 결합하고 다양한 증폭 기술, 믹싱, 필터링 등 고도의 기술이 뒤따라 붙습니다. 이것이 바로 RF 기술을 고도화해온 배경이기도 합니다.
점점 진화하는 RF 기술은 기존처럼 전파를 통한 무선통신뿐만 아니라 전자파 자체를 에너지로 사용하는 무선충전 분야로도 확장하고 있습니다.
가장 대표적인 사례가 삼성전자, 삼성전기, 퀄컴 등의 기업이 주도하는 자기공명 방식의 무선충전입니다. 에어퓨얼얼라이언스(AirFuel™ Alliance)라는 표준화 단체를 중심으로 성장하는 RF 기술은 초음파, 고에너지 레이저 등 첨단 기술과 함께 '원거리 충전'의 핵심 기술 중 하나로 자리 잡고 있습니다.
100여년 전 과학자 니콜라이 테슬라가 처음으로 RF를 이용한 무선충전에 도전했던 시절과 현재는 많은 차이가 있습니다.
당시에는 이 같은 기술이 큰 주목을 받지 못했을 뿐만 아니라 무선 전동칫솔이나 전기면도기, 무선 주전자 등 제한적인 분야에서만 일부 사용했습니다. 하지만 2007년 MIT의 마린 솔자치치 교수가 이끄는 연구팀이 자기공명 기술을 주파수 기술과 결합한 새로운 기술을 개발해 2m 거리에서 무선으로 램프에 전원을 공급하는 기술을 발표하면서 다시 학계의 주목을 받기 시작했습니다.
![[알아봅시다] RF(무선주파수)의 진화, IoT 시대 이끈다](http://contents.dt.co.kr/images/201601/2016012002101832794001[2].jpg "[알아봅시다] RF(무선주파수)의 진화, IoT 시대 이끈다")
에어퓨얼얼라이언스 제공
오늘날 RF를 활용한 무선충전 기술은 에어퓨얼얼라이언스, WPC 등의 IT 업체가 포진한 표준화 단체를 통해 모바일 기기 등에 적극 도입하기 시작했습니다.
삼성전자, 퀄컴, 인텔, HP, 길일렉트로닉스, 미디어텍, 와이트리시티 등은 자동차, 주택, 사무실과 모바일용 고전력 제품에 대한 충전기술을 시연하고 있습니다. 에어퓨얼얼라이언스는 조만간 50와트를 넘는 충전 솔루션을 공개할 예정이고 2017년부터는 북미지역 공공 기관에도 장비를 납품할 예정입니다.
하지만 아직 해결해야 할 난관은 있습니다. 가장 큰 문제는 전자파 자체입니다.
작은 사물뿐만 아니라 자동차, 대형 가전 등을 하나로 묶는 IoT 환경 구현을 위해서는 공기를 매개체로 대량의 전류가 흐르는 환경을 형성할 가능성이 높습니다. 이 경우 엄청난 전자파 간섭 문제가 발생하고 인체에도 좋지 않은 영향을 미칠 수 있습니다. RF 기술이 중요한 이유도 이 때문입니다.
최소한의 전자파로 충전 효율을 높이고 기기 간 연결성, 안정성, 신뢰성을 확보하기 위한 선결 과제가 바로 공기 중의 신호를 정확하고 체계적으로 받아들일 수 있는 수신부의 성능이기 때문입니다. 모든 사물이 '선'으로부터 독립한 전자기기이면서 동시에 연결 환경을 구축하는 진정한 IoT 시대 구현을 위해서는 물리적 한계를 극복할 RF 기술의 진보가 필수적입니다.
황민규기자 hmg815@
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