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와이파이 소비전력, 1만분의 1로 줄인다?




패시브 와이파이(Passive Wi-Fi)는 워싱턴대학 연구팀이 개발한 것으로 속도에 영향을 주지 않으면서 기존 와이파이 소비 전력을 1만분의 1 수준까지 줄인 기술이다. 이를 통해 스마트폰 등 모바일 기기의 배터리 소비를 줄일 수 있으며 사물인터넷 보급에도 도움이 될 전망이다.

패시브 와이파이는 일반 와이파이와 조금 다르다. 사방에 난무하는 와이파이 전파를 반사시켜 통신을 수행한다. 주위 전파를 반사, 그러니까 산란시켜 데이터를 표현하는 것.

이런 방식은 스텔스 전투기 등에서 사용되는 기술을 활용해 와이파이 라우터 등에서 나온 전파를 반사하거나 통과시켜 0과 1 상태로 만들고 데이터 통신을 가능하게 하는 것이다. 직접 전파를 방출하지 않기 때문에 전력은 필요로 하지 않고 0과 1 스위칭에 필요한 전력은 난무하는 전파를 에너지로 변환해 충당할 수 있다. 이런 구조를 발전시킨 게 바로 패시브 와이파이다.

와이파이는 보통 디지털 신호를 처리하는 베이스 밴드라는 신호를 아날로그로 변환해 전파로 내보내는 RF를 탑재하고 있다. 베이스 밴드는 저전력화가 진행되어 마이크로와트 수준 저전력에 도달한 상태다. 하지만 아날로그 부분은 저전력화가 어렵고 100mW 가량 전력을 소비할 수밖에 없다. 스마트폰 같은 모바일 기기 입장에선 골치 아픈 부분이다. 더구나 사물인터넷에서 와이파이를 활용하기 어려운 이유로 작용하기도 한다.





연구팀이 고안한 아이디어는 RF 부분은 전원을 공급 받을 장치가 맡고 실제로 와이파이를 사용하는 패시브형 장치에 신호를 처리하는 베이스밴드만 탑재해 전력 소비를 절감하자는 것이다. 여기에 와이파이 신호를 반사시키는 기술이 들어간다. 패시브 와이파이는 콘센트에서 전력을 받아 원하는 만큼 전파를 내보낼 수 있다. 이 전파는 베이스밴드를 탑재한 패시브형 장치에 도달한다. 패시브형 장치는 이 전파 반사 여부는 켜거나 꺼서 디지털 신호, 패킷 데이터를 생성한다. 그런 다음 통신하려는 상대방에게 데이터를 전달한다.

이렇게 직접 전파를 보내는 게 아니라 다른 쪽 전파를 활용하는 구조라는 점에서 수동형, 패시브 와이파이라고 명명한 것이다.

연구팀은 이 방식을 이용해 1Mbps에서 11Mbps까지 통신에 성공했다고 한다. 다시 말해 IEEE802.11b 통신 수준은 이미 가능하다는 것이다. 또 필요 전력은 15∼60μW로 일반 와이파이와 견주면 1만분의 1 수준에 달하는 전력 효율을 보인다는 설명이다. 블루투스나 지그비와 비교해도 1,000분의 1 수준이다.

패시브 와이파이는 여러 장치로 이용할 수도 있다. 이 기술을 도입하면 스마트폰이나 사물인터넷 모두 전력 절감 효과를 기대할 수 있다. 또 와이파이에서 제공하던 보안 기술을 그대로 이용할 수 있다는 것도 장점이라고 한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.

이석원 기자  lswcap@techholic.co.kr

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