UWB(Ultra-Wide Band, 초광대역)는 무선 네트워킹에서 사용되는 통신 방식으로, 낮은 전력 소모만으로 높은 대역폭 연결을 실현하는 기술입니다. 쉽게 말해, 많은 전력을 쓰지 않으면서 짧은 거리에서 대용량 데이터를 전송하는 데 목적이 있습니다.
원래 상업용 레이더 시스템을 위해 설계된 UWB 기술은 이후 가전제품과 무선 개인 영역 네트워크(PAN) 분야에 응용되었습니다.
2000년대 중반에 초기 성공을 거둔 이후, UWB에 대한 관심은 Wi-Fi와 60GHz 무선 네트워크 프로토콜에 밀려 상당히 줄어들었습니다.
UWB는 과거에는 펄스 라디오(pulse radio) 또는 디지털 펄스 무선(digital pulse wireless)이라 불렸지만, 현재는 초광대역(ultra-wideband) 또는 울트라밴드(ultraband)로 알려져 있으며, 줄여서 UWB라고 부릅니다.
UWB의 작동 원리
초광대역 무선 라디오는 넓은 스펙트럼에 걸쳐 아주 짧은 신호 펄스를 전송합니다. 즉, 데이터가 500MHz 이상 폭의 여러 주파수 채널을 통해 동시에 전송되는 방식입니다.
예를 들어, 5GHz를 중심으로 하는 UWB 신호는 일반적으로 4GHz~6GHz 범위에 걸쳐 퍼집니다. 이렇게 넓은 신호 덕분에 UWB는 몇 미터 이내의 거리에서 480Mbps~1.6Gbps에 달하는 높은 무선 데이터 전송 속도를 지원할 수 있습니다. 다만 거리가 멀어지면 전송 속도는 크게 떨어집니다.
스펙트럼 확산(spread spectrum) 방식과 비교했을 때, UWB의 광대역 활용 방식은 협대역(narrowband)이나 반송파(carrier wave) 전송처럼 같은 주파수 대역의 다른 통신에 간섭을 일으키지 않는다는 장점이 있습니다.
UWB의 주요 활용 분야
소비자 네트워크 환경에서 초광대역 기술이 활용된 대표적인 용도는 다음과 같습니다.
- 무선 USB
- 무선 고화질(HD) 비디오 전송
- 무선 프린팅
- 무선 모니터 연결
- 차세대 블루투스
- 피어 투 피어(P2P) 연결
- PC 없이 기기 간 파일 전송
무선 USB
무선 USB는 UWB 기반의 무선 연결로 기존 USB 케이블과 PC 인터페이스를 대체하기 위해 등장한 개념이었습니다. 경쟁 관계에 있던 UWB 기반 표준인 CableFree USB와 Certified Wireless USB(WUSB)는 거리에 따라 110Mbps~480Mbps 사이의 속도로 동작했습니다.
무선 고화질 비디오
홈 네트워크에서 무선으로 고화질 비디오를 공유하는 방법 중 하나가 UWB 연결이었습니다. 2000년대 중반에는 UWB의 넓은 대역폭이 당시의 Wi-Fi보다 훨씬 많은 콘텐츠를 처리할 수 있었지만, 이후 Wi-Fi 기술이 발전하며 격차를 좁혔습니다.
이 밖에도 무선 비디오 스트리밍 분야에서는 Wireless HD(WiHD)와 Wireless High Definition Interface(WHDI) 같은 다른 업계 표준들도 UWB와 경쟁했습니다.
블루투스와의 연계 시도
UWB 라디오는 적은 전력으로 동작하기 때문에 이론상 블루투스 기기에 잘 어울리는 기술이었습니다. 실제로 업계는 수년간 UWB 기술을 블루투스 3.0에 통합하려고 시도했지만, 2009년에 해당 계획을 접었습니다.
UWB의 한계와 현재
UWB 신호는 전송 거리가 짧다는 한계가 있어 핫스팟과의 직접 연결에는 적합하지 않습니다. 그럼에도 일부 구형 휴대폰 모델에는 P2P 애플리케이션 지원을 위해 UWB가 탑재되기도 했습니다. 결국 Wi-Fi 기술이 충분한 전력 효율과 성능을 갖추면서 휴대폰과 태블릿 영역에서도 UWB를 대체하게 되었습니다.
다만 UWB의 역사가 여기서 끝난 것은 아닙니다. 최근에는 UWB의 정밀한 거리 측정 능력이 재조명되면서, 애플의 AirTag와 U1 칩 탑재 기기, 스마트 도어락, 실내 위치 추적 시스템 등 근거리 고정밀 위치 인식 분야에서 다시 주목받고 있습니다.