스마트 기기는 우리 생활 속에 점점 더 일반화되고 있으며, 동시에 무선 데이터 전송 기술은 진화를 거듭하고 있다. 가장 주목할 만한 것은 대량의 데이터를 전송할 수 있는 밀리미터파(mm-Wave) 기술(파장 10mm~1mm, 주파수 30GHz~300GHz)이다. 또 이것은 이동성 안전성(Safe Mobility)을 높이기 위해 적용이 확대되고 있다. 특히, 60GHz는 전 세계적으로 가장 많이 사용될 것으로 전망된다.
초연결(Hyper-connected) 시대에 진입했다. 밀리미터파(mm-Wave)는 최근 5G 시대가 점차 다가오면서 가장 핫한 분야로 떠오르고 있다. 밀리미터파는 주파수 대역이 30~300GHz인 전자기파로 파장이 1~10mm로 센티미터(㎝)보다 짧아 밀리미터파로 불린다. 빛에 아주 가까운 전파로, 통신, 고해상도 레이더장비, 이미징 등 산업전반에서 이용되고 있으며, 차세대 5G 이동통신의 핵심 기술로 주목받고 있다. (아래는 파나소닉이 16일 공개한 '향상된 이동성을 위한 60GHz 밀리미터 웨이브 솔루션' 소개영상)
그 한 예로 밀리미터파(mm-Wave)는 운전자가 장애물과 보행자, 어린이, 오토바이를 인지할 수 있게 해 잠재적 위험을 감지하고 특히, 교차로의 상황은 실시간으로 복합적으로 변화하기 때문에 대량의 이미지 데이터가 생성되며, 이러한 데이터는 신속하게 수신, 처리 및 전송되어 사각지대와 관련된 많은 잠재적 위험요소를 인지할 수 있어 사고를 예방할 수 있게 사각지대를 시각화하고 도로를 보다 안전한 환경으로 만들어 준다.
이는 교차로에 카메라에서 영상을 수신하고 전송하는 몇 개의 카메라와 도로변 장치만 있으면 된다. 이러한 도로변 장치는 카메라로부터 지속적으로 이미지를 수신하여 각 차량의 사각지대를 분석하며, 불규칙한 물체나 움직임을 감지하면서 보이지 않는 차량의 시각적인 이미지가 교차로에 숨어 있는 것을 즉시 실시간으로 전송한다. 60GHz 밀리미터파 기술은 이러한 카메라, 도로변 장치 및 차량 간에 데이터를 전송할 수 있으며, 증강현실(AR), 이미지 인식 및 이미지 합성 기술도 각 차량의 사각지대를 시각적으로 표현하고 시각화하는 데 활용되고 있다.
물론, 과제도 있다. 위급한 상황에서 차량으로의 데이터 전송이 지연 또는 중단될 경우 위험을 알리지 못해 사고가 발생할 수 있다. 이러한 일이 발생하지 않도록 하려면 차량과의 빠르고 원활한 통신을 실현하는 것이 무엇보다 중요하다. 최근 이 문제를 해결하기 위해 파나소닉이 싱가포르 난양기술대(Nanyang Technological University)에서 실증 테스트을 진행하고 있어 그 적용사례를 들어본다. 파나소닉은 테스트를 위해 카메라와 도로변 장치가 가로등에 설치되었다. 테스트 차량을 사용하여 도로변 장치와의 통신이 100 미터 이상에서 시작되고 영상 데이터가 반복적으로 전송되고 수신된다.
파나소닉은 무선 데이터 통신 범위를 확장하기 위해 두 개(위 사진 참조)의 무선을 사용했다. 도로변 유닛에서 멀리 떨어져 있는 지역의 경우 시스템은 마이크로 웨이브(5GHz)를 사용하여 조기에 연결을 설정하고 차량이 도로 측 유닛에 접근할 때에는 자동으로 60GHz 고속 전송으로 전환하여 지속적으로 안정적으로 향상된 성능을 제공했으며, 이 기술 덕분에 차량은 장기간에 걸쳐 많은 양의 데이터를 안정적으로 교환할 수 있다. 또 실험에 따르면 1GB의 데이터가 이동 중에 10초 미만으로 전송될 수 있음이 확인되었다(100MB의 데이터가 1 초 미만에 전송).
또한 최근에는 밀리미터파 기술을 사용한 새로운 다양한 애플리케이션이 나옴에 따라 고객들은 더 똑똑하고 효율적인 도시, 빌딩, 기계를 제작한다. 소형 폼팩터와 높은 분해능을 결합한 센서를 사용해 더 스마트한 세상을 실현할 수 있고, 이 제품 역시 설계 자원들이 지원되므로 엔지니어들은 스마트 시스템을 더 빨리 세상에 내놓을 수 있는 것이다.
예를 들어, 향상된 빌딩 자동화를 위해, 개발자는 밀리미터파 레이더 센서를 사용한 인원수 집계 및 추적 레퍼런스 디자인을 이용할 수 있다. 거리, 속도, 각도 데이터를 수집해서 사람들의 크고 작은 움직임을 모니터링 함으로써 HVAC(난방, 환기, 냉방), 조명, 엘리베이터 같은 빌딩 시스템을 더 지능적으로 가동할 수 있다. 이처럼 밀리미터파를 사용한 교통 모니터링 뿐만 아니라 물체 감지, 추적 레퍼런스 디자인 등 지능형 모니터링 시스템을 통해 도로, 공장, 농장 등에서 차량과 물체의 움직임을 추적한다.
이처럼 초연결 시대를 맞이하여 5G 밀리미터파는 초고속으로 모든 서비스가 네트워크를 통해 유기적으로 연동되는 연결성이 핵심가치로 개별 통신 서비스에서 재난, 의료, 안전, 보안 등의 공공서비스에서 스마트시티, 스마트팩토리 등 산업 전반의 모든 영역에 확대될 전망이다.
아울러 기존의 통신 영역의 모바일 디바이스는 스마트 디바이스로 진화돼 증강현실, 가상현실, 3D영상 등을 이용한 서비스의 초실감화와 로봇, 자율주행차, 드론, 센싱 등 타 산업과의 융·복합화를 통한 산업과 사회를 혁신할 전망이며, 밀리미터파는 가치 있는 데이터의 효율적인 가공과 재생산을 통해 다양한 산업과의 수직적 융합은 새로운 시장에 대한 기회와 우리의 삶의 질을 높일 수 있는 일거양득의 효과를 창출할 수 있는 블루오션으로 떠오르고 있다.
