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[펌] IF(중간주파수
[펌] IF(중간주파수) | DTV 2005/02/08 12:32
http://blog.naver.com/pakjs73/80010059151
출처카페 : LCD MONITOR / biondaya님
현 재 우리들이 사용하는 대부분의 통신시스템에서 IF(중간주파수)를 사용하고 있습니다. 그런데 언뜻 생각해보면, 고주파 캐리어와 저주파 베이스밴드를 막바로 변환하지 않고 굳이 중간의 특정 주파수로 한번 또는 두 번씩 꼭 순서대로 변환해서 올리고 내릴까 의문을 가지게 됩니다. IF란 놈이 존재함으로써 각종 IF관련 부품들이 즐비하게 필요하고, 그것들을 매칭하기도 쉽지 않은 문제들인데 말이죠.
전화기, 휴대폰, 무전기, 각종 송수신기, 레이다.. 이 수많은 RF장비에 IF가 찰거머리처럼 따라 다니는 이유를 모른다 해도, 시스템이나 부품을 설계할 수 있을 수는 있습니다. (실제로 그렇게 하시는 분들이 많을 것입니다) 하지만 이러한 IF의 존재이유를 명확히 이해한다면, 각종 RF 시스템 규격이나 부품의 특성에 대해 보다 넓은 안목을 가질 수 있다는 점도 분명할 것입니다.
IF를 이해하려면 주파수 변환, 믹서, 국부발진기(LO), 증폭과 gain, 필터, 통신시스템 등 RF 전반에 대한 개념이 필요합니다. 그렇기 때문에 IF의 존재 이유를 깨닫는 것은 역으로 그러한 RF의 핵심요소들의 기능을 이해하는데 중요한 단서들을 제공해줍니다!
자, IF는 과연 왜 필요한 것일까요? 이제부터 차근차근 짚어보도록 하지요.
중간주파수 (IF : Intermediate Frequency)
RF 를 엊그제 시작한 왕초보님들이 아니라면, RF 시스템이 IF단이라는 중간주파수를 쓰고 있다는 것은 다 알고 계실 것입니다. 반면 초보시절에 IF단을 처음 보면 당췌 왜 저런 중간 주파수가 존재하는가? 갸우뚱하기도 하지만 시간이 좀 지나면 무덤덤해지지요. 그냥 거기 있으니까 있나보다.. 하구.. ^^;
실제로 통신 시스템에서 정보를 담은 주파수는, 원래 보내야 할 음성이나 데이터, 화상을 표현한 아주 낮은 기저대역(baseband) 주파수입니다. 음성은 수 kHz, 화상이나 데이터는 MHz 단위까지 베이스밴드 주파수가 분포합니다.
그리고 이러한 베이스밴드 주파수대의 신호는, 실제로 안테나를 떠나 전자파로서 방출하기 위한 캐리어(carrier)주파수로 올려서 보내야만 합니다. 우리가 보통 각각의 통신시스템이 사용하는 주파수란 이러한 신호전송을 위해 할당받은 고유 캐리어 주파수를 의미하지요.
이러한 베이스밴드 주파수 신호를 캐리어 주파수는 송신할 때와 수신할 때 각각 변환되게 됩니다. 그런데 이 두 개의 주파수는 곧바로 변환되는 것이 아니라, 중간에 정해진 어떤 주파수로 변환된 후 다시 변환되게 됩니다.
이 렇게 베이스밴드 주파수와 캐리어 주파수간을 막바로 변환하지 않고, 중간에 다른 주파수로 한번 변환한후 다시 변환하는 구조를 사용할 때, 그 중간의 주파수를 중간주파수 (IF : Intermediate frequency)라고 부릅니다. 그리고 거의 대부분의 통신시스템은 이러한 IF단을 가지는 구조를 가지며, 이것을 소위 헤테로다인(heterodyne)방식이라고 부르지요. 대부분의 분들이 통신시스템을 처음 접할 때 가장 혼란스러워 하는 부분이 바로 이렇게 중간에 엉뚱한 주파수로 변환하는 과정이 있다는 점일 것입니다. 일부도 아니고 거의 모-든 통신 시스템에서 이런 중간주파수 변환이 존재하긴 하는데... 도대체 왜????
IF 를 쓰면 뭔가 장점이 있으니까 그렇겠지요? 물론 반면에 손해보는 것도 있을 것입니다. 공학이 원래 철저하게 trade off로 시작해서 trade off로 끝나는 거니까요. 이 강의의 핵심은, 이러한 IF의 존재이유를 모든 면에서 종합적으로 이해함으로써 RF 시스템 자체를 좀더 깊이 있게 이해하는데 있습니다.
우선, IF가 도입되는 이유는 거의 대부분 수신단(receiver)에 있습니다. 송신부가 중요하지 않은 것은 아니지만, RF 시스템은 기본적으로 수신기 성능을 기준으로 만들어지게 됩니다. 공기중의 전자기파를 이용하는 무선통신에서는, 수신신호가 매우 미약하기 때문에 어떻게 하면 그 작은 신호를 잘 수신할 수 있을까? 라는 물음에서 먼저 시작하기 때문입니다. 그래서 수신기에 기준하여 송신기도 만들어지게 되며, 수퍼 헤테로다인 수신기라는 식으로 용어들이 정의되어 있습니다.
주파수 올리고 내리기 (Up/Down Conversion)
IF 자체를 둘러보기 전에, 먼저 주파수를 올리고 내린다는 개념부터 차근 차근 생각해볼 필요가 있습니다. 초보시절 가장 feel이 와닿지 않는 부분이죠. 주파수를 올리고 내린다는게 무슨 의미인지.. 쉬운 내용임에도 많은 중복 질문이 들어오는 왕기초부터 체크해보도록 하지요.
1. 주파수는 왜 올리는가?
실제로 전송하고자 하는 음성이나 데이터 등은 보통 기껏해야 수 MHz단위정도의 주파수신호입니다. 그런데 이런 신호를 전송하기 위해서는 보통 캐리어주파수라고 해서 훨씬 높은 주파수로 변환해서 올리게 됩니다.
무 선환경, 즉 대기중에는 모든 주파수의 신호가 존재할 수 있지만, 한 주파수에서는 반드시 하나의 신호만 존재해야만 통신이 가능합니다. (CDMA와 같은 다중통신의 경우는 신호묶음으로 표현됨) 그렇기 때문에 모든 음성/데이터가 원본주파수상태 그대로 통신한다는 것은 우선적으로 불가능합니다. 죄다 비슷한 주파수를 사용하니까 서로 겹쳐서 통신이 불가능해버리니까요. 그렇기 때문에 적당히 정해진 (보통 국가에서 승인되서 할당받은) 주파수로 올려서 송수신해야 합니다. 이렇게 실제 신호를 싣고(carry)다니는 주파수를 소위 반송파(캐리어, carrier) 주파수라고 부르는 것이지요.
또한 이렇게 고주파 RF신호에 실어나름으로써 잡음에 강해지고 여러 가지 에러복구 수단이 적용된다는 장점도 있습니다. 그렇지만, 우리가 관심을 가져야 할 가장 큰 이유는, 통신방식과 서비스마다 서로 다른 주파수를 사용해야 한다는 점입니다. 어쩔 수 없이 높은 주파수대역에서 사용할 수 있는만큼 잘 게 쪼개서 할당받기 때문에 결국 주파수를 높게 변환해서 통신을 할 수밖에 없게 됩니다.
2. 주파수는 무엇으로 올리고 내리는가?
믹서 (Mixer, 혼합기)입니다. 믹서가 하는 일이 바로 이런 주파수 변환의 역할이지요. 믹서는 두 개의 주파수가 입력되면 두 주파수의 합과 차에 해당하는 주파수를 출력해주게 됩니다.
이 때 국부발진기(local oscillator)의 입력을 더한 출력을 내는 것이 주파수 상향변환이 되고, 입력받은 고주파신호에서 LO 주파수만큼을 뺀 출력을 내는게 주파수 하향변환이 됩니다. 자세한 내용은 mixer 회로개념 강의에서 다루기로 하고 일단 믹서가 이 일을 한다는 것을 기억해두도록 합니다.
3. 주파수가 올라가고 내려간다는 의미
실제로 초보시절에 난해하게 여겨지는 부분입니다.
위 의 주파수 변환 도표는 흔히 볼 수 있지만, 단순히 각각의 주파수들을 더하고 빼기만 하면 주파수 변환이 되는 것처럼 그려집니다. 단순히 신호의 주파수가 변하면 원래 담고 있던 내용은 그대로 보존되는 것일까?? 내용은 그대로인데 주파수만 변한다는게 말이 되는 일인가?? 저런 막대기 몇 개가 더하고 빼는게 물리적으로 어떤 의미를 가지길래 원...
주파수가 달라도 내부의 신호는 유지된다는 개념은, 변복조의 개념과 함께 이해해야 합니다. 이것을 AM의 관점에서 한번 들여다 본다면 아래와 같은 그림이 됩니다.
으 흠! 그림만으로도 어느정도 이해가 가시죠? 진폭변조의 경우는 원래신호의 전체 포락선을 최고점으로 가지는 사인파들이 더 밀집된 형태로 나타납니다. 그러므로 캐리어의 주파수가 달라도 원래 신호는 그대로 유지되고 있지요. 그렇다면 FM개념에선 어떻게 되는지 한 번 보도록 하지요.
보시다시피 FM의 경우는 주파수의 차이 그 자체가 신호의 정보를 의미하기 때문에, 모든 주파수가 비례적으로 변화해도 그 정보는 살아 있게 됩니다.
비교적 이해하기 쉬운 변복조 방식인 AM과 FM의 사례를 통해서 본다면, 캐리어의 주파수가 변화해도 실제로 전송하고자 하는 신호의 내용은 변하지 않는다는 것을 이해할 수 있었습니다.
고 로 중간에 IF 주파수로 변하건 RF 주파수로 튕겨 올라가건 신호의 내용자체가 변하는 것은 아닙니다. 그 신호를 실어나르는 캐리어 주파수만 변하고 있는 것입니다. 주파수 변환 자체를 이해하는 것은 통신시스템을 이해하는데 기본적인 사항이므로, 잘 이해해두고 계시기 바랍니다.
Fractional Bandwidth
IF를 다루기 전에 한가지 꼭 알아두면 좋은 개념이 있습니다. 바로 Fractional Bandwidth입니다.
fractional이란 우리말로 분수의, 단편적인, 부분적인 의 의미로서, 일종의 상대적인 대역폭을 의미하는 말입니다. 우선 정의는 아래와 같습니다.
Fractional bandwidth 는 일반적인 대역폭을, 그 대역폭의 중심주파수로 나누어주는 개념입니다. 마냥 대역폭이라고 하면 어디서 어디까지의 폭을 말하는 것인지 애매한 말이지요? 일반적인 경우 RF에서 대역폭이라고 말해 버리면 3dB 대역폭을 말합니다. 중심주파수 전력보다 3dB(반전력)씩 떨어지는 양쪽지점의 주파수폭입니다.
예를 들어 대역폭이 10MHz일 경우, 그것은 절대적인 대역폭을 의미합니다. 이 경우 중심주파수가 1GHz였다면, fractional bandwidth는 10M / 1000M = 0.01 이 됩니다. 경우에 따라 %로 나타내기도 하는데 그 경우에는 1%라고 표현할 수 있습니다. (매우 간단하지요?) 그런데 이런게 왜 필요한 것일까요?
만약 여러분에게 누군가가 30만원을 줄테니 일요일 하루만 문서타이핑 작업을 도와달라고 한다고 예를 들어보지요. 휴일날 하루 타이핑만 열심히 하면 30만원을 벌 수 있다면 매력적인 제안이지요? 특별히 다른 일이 없는 한가한 경우라면 많은 분들이 이런 알바거리에 혹하게 될 것입니다. 30만원 정도면 갖고싶은 것들도 몇가지 살 수 있고 많은 것을 하면서 놀 수 있는 적지 않은 용돈이니까요. 하지만 주일동안 일해서 몹시 피곤하거나 집안일이 있거나 하면, 아깝더라도 그냥 안하고 말겠지요.
만약 똑같은 제의를 지나가는 고등학생에게 부탁한다면, 우리 직장인들보다 훨씬 더 혹할 것입니다. 그들에겐 굉장히 큰 용돈일테니까요. 반대로 재산이 100억쯤 되는 사람에게 가서 이런 알바거리를 부탁한다면?? 그들에게 30만원은 눈에 보일랑 말랑한 돈일테니 아마 문전박대를 당할 것입니다. 30만원이라 하더라도, 그 돈의 크고 작음을 느끼는 관점은 각자의 지위나 재산상태에 따라 크게 차이가 날 것입니다.
자, 무슨 얘기를 하려는지 눈치를 채셨으리라 생각됩니다.
10MHz의 대역폭은 과연 넓은 것일까요, 아니면 좁은 것일까요? 이 질문에 정답은 없습니다.
그 것은 중심주파수가 얼마냐에 따라 넓게 느껴질 수도 있고, 좁게 느껴질 수도 있습니다. 중심주파수가 100MHz인 경우는 10MHz는 10%의 fractional bandwidth를 가지지만, 중심주파수가 10GHz인 경우의 10MHz대역폭은 불과 0.1%의 fractional bandwidth밖에 안됩니다.
그리고 중요한 것은, RF적인 특성은 절대적인 대역폭에 의존하는 것이 아니라 상대적인 대역폭, 즉 fractional bandwidth에 비례한다는 것입니다. 이것은 주로 BPF에서 중요한 문제이며, BPF를 통해 주파수를 서로서로 나누어쓰는 RF시스템에서는 굉장히 중요한 문제가 됩니다.
BPF 의 복잡도는 절대적인 대역폭에 의존하는 것이 아니라, 바로 이러한 상대적 대역폭이 중요하게 됩니다. 1GHz에서 10MHz 대역폭의 필터를 만드는 것과, 10GHz에서 100MHz 대역폭의 필터를 만드는 것은 같은 fractional bandwidth를 가지기 때문에 이론적으로 복잡도가 같습니다. (물론 중심주파수 특성에 따라 만드는 방법 자체는 달라질 수 있습니다)
그리고 잘 보시면 아시겠지만, 우리가 말하는 소위 circuit Q값은 이 fractional bandwidth의 역수입니다. Q값이 높다는 것은 fractional bandwidth가 낮다는 것이고, 결국 좀더 샤프하게 주파수를 선택할 수 있다는 의미가 됩니다. 이 문제는 결국 IF를 사용하는데 가장 중요한 고려사항이라 할 수 있는, 주파수 선택문제에 직접적으로 관련되게 됩니다.
선택도(Selectivity)
실제로 IF가 사용되는 큰 이유는 바로 이 선택도(selectivity) 때문입니다. 잘게 쪼개진 채널에서 자기가 원하는 주파수 채널만 정확하게 골라내는 능력이 바로 선택도입니다.
결 국 선택도란 원하는 주파수대역만 정확하게 골라낸다는 의미를 말하는 것이고, 이렇게 주파수를 선택하는 필터(공진)회로의 Q와 직접적으로 관련이 있습니다. 공진의 이해에서 보셧듯이, 주파수 선택성을 나타내는 공진의 대역폭을 의미하는 지표가 바로 Q이지요.
자 기가 원하는 주파수채널을 골라내기 위해서는 수신받은 주파수를 bandpass filtering해야 합니다. 그런데 이런 채널선택 과정을 수신된 RF 고주파에서 하기는 무척 어렵습니다. 왜냐하면 중심주파수가 무척 높아서 Q값이 매~우 높은 필터를 사용해야 하는 부담이 있습니다. Q값이 높으려면 필터입장에서는 스커트 특성이 좋아야 한다는 의미이므로 차수가 매우 높아야 하고, 결국 필터의 크기나 가격, 성능면에서 부담이 커집니다.
하지만 이런 채널선택과정을 IF주파수대역으로 내리고나서 처리하면, 중심주파수는 이동하지만 실제로 선택해야 하는 채널대역폭은 그대로이기 때문에 필터에서 요구되는 Q값은 작아집니다. 결국 필터의 성능요구가 덜 심해지고, 채널 선택능력도 더 깔끔하게 좋아집니다. 굉장히 중요한 문제이지요!
저 위의 fractional bandwidth 설명을 잘 이해하셨다면, 위의 그림에서 같은 대역폭을 가진 필터라도 중심주파수의 크기에 따라 Q값이 달라진다는 것도 쉽게 이해하실 수 있을 것입니다.
이 것을 수치적으로 이해하기 쉽게 900MHz의 캐리어 RF 주파수를 사용하는 통신의 예제를 들어보도록 하겠습니다. 이 경우 한 주파수에서 사용하는 채널폭이 1MHz라고 가정하겠습니다. (계산이 편하도록..) 만약 IF단을 사용하지 않으려면, RF단에서 통화자가 이용하려는 채널의 주파수가 필터링되어야 합니다. 중심주파수 900MHz에서 1MHz 대역폭의 채널을 골라내려면 ..
Q = 중심주파수/대역폭 = 900M / 1M = 900
으흠.... Q값이 900 이나 되는 샤프한 BPF가 필요합니다. 이정도 공진을 만들기도 쉽지 않을 뿐더라 만든다해도 특성잡기가 힘들기 때문에 가격이 무척 비싸거나 부피가 크겠지요. 가격적으로나 기술적으로나 어려운 문제가 됩니다.
하지만 만약 50MHz의 IF를 사용하기로 했다면??
900MHz의 RF주파수를 일단 50MHz의 IF단으로 내려서 필터링을 할 때의 Q값은 아래와 같습니다.
Q = 50M / 1M = 50
흠~ 50정도의 Q값을 가지는 BPF는 구현하기가 상대적으로 쉽습니다. 특성또한 안정적으로 보장이 가능해서 더욱 값싸면서도 성능좋은 채널선택이 가능해집니다.
그 런데 언뜻 생각하면 IF조차 필요없게 RF에서 베이스밴드로 바로 내려서 채널선택을 하면 되지 않겠는가? 하는 생각이 들 수 있습니다. 주파수가 낮을수록 Q값은 낮아질 것이니까요. 하지만 베이스밴드로 내린 경우는 BPF개념이 아니라 LPF개념으로 채널 필터링을 해야 하는데, 민감도 문제를 비롯한 여러 가지 복잡한 사정이 있어서 구현이 쉽지 않은 문제입니다. 정확도를 고려한다면 RF와 베이스밴드 중간의 IF를 통해 채널 선택을 하는게 가장 좋습니다.
이것은 쉽게 계산해보기 위한 예제이지만, 어쨌든 이런식으로 IF단을 가지는 구조를 사용하면 채널선택의 경제성과 정확성이 동시에 확보가 됩니다. 그리고 이문제는 채널을 나누어쓰는 현대의 무선/이동통신 시스템에서 가장 중요시되는 성능지표입니다.
민감도 (Sensitivity)
흔히 IF를 이용하면 민감도가 향상된다고 합니다. 쉽게 말해서 수신기의 특성이 흔들리지 않고, 주변회로에 덜 민감해진다는 의미입니다. 당연히 민감도를 최대한 작게 만들어야 안정적인 수신이 가능할 것입니다.
이것은 RF 수신주파수나 임피던스의 변화에 대해서 실제 신호단인 베이스밴드 대역이 영향을 받지 않는다는 의미입니다. 중간에 IF가 존재함으로써 일종의 격리효과(isolatioon)가 발생하는 셈입니다.
만 약 이런 IF단이 없다면, RF단에서 많은 양의 증폭을 해야합니다. 그리고 그 신호가 그대로 믹서를 통해 베이스밴드로 내려가야 하는데, 이 경우 RF단의 자질구레한 변화가 믹서를 통해 베이스밴드단으로 직접적으로 전달되어 버립니다.
하 지만 IF단이 존재하면 RF의 변동이 IF로 전달되고, 그것이 다시 베이스밴드로 전달되는데 이 과정에서 아무래도 민감도가 떨어지게 됩니다. 예를 들어 A와 B라는 친구가 서로에게 실망해서 굉장히 싸우고 있다면, 서로가 서로에게 (흥분한 상태에서) 막말을 하게되고 서로서로 더 화가 나게 됩니다. 그런데 만약 A와 B가 직접 대면하지 않고, C라는 친구가 A가 하는 이야기를 B에게, B가 하는 이야기를 A로 전해준다면? 아무리 같은 얘기를 전하더라도 직접 대면해서 싸우는 것만큼 흥분하게 되지 않을 수 있습니다.
(물론 A,B 둘다 성격이 더러워서 C가 뭐라고 하건 화를 낼지도 모릅니다 -_-;)
위의 예처럼 C라는 친구가 서로의 얘기를 전달할 때, 서로를 배려해서 상대방의 말을 좀 걸러서 전달해주게 되겠지요. 바로 그겁니다! 불필요한 얘기까지 전달할 필요가 없이, 서로가 서로에게 실망한 부분만 정확히 전달해준다면 서로가 서로를 돌아볼 수 있게 될 것입니다.
실제로 IF단이 존재하다보면 믹서와 함께 쓰이는 image filter가 있는데, 이놈이 RF단과 IF단, IF단과 baseband단을 격리시켜주는 역할을 하고 있습니다. 믹서로 변환하는 과정에서 생기는 떨거지 주파수들을 잡기 위해 사용하는 image filter가 불필요한 주파수대역의 변동을 건너편에 전달하지 않게 됩니다. 이것은 결국 임피던스 관계가 안정이 되고 격리되어서 생기는 민감도 향상입니다.
안정도(Stability)
IF를 사용하면 시스템의 발진에 대한 부담을 줄일 수 있습니다. ㅇㅙㄹ까요~? 발진이 뭐길래를 통해 이미 발진의 원리와 개념을 익히셨다면, 대충 짐작이 가는 부분이 있으시리라 생각됩니다.
발 진이란 결국 feedback loop가 loop gain을 가지기 때문에 발생하는 현상입니다. 어쩔 수 없이 loop가 발생한다면, 결국 발진여부를 판별하는 것은 바로 gain입니다. 그래서 어느 주파수건간에 gain이 높다는 것은 발진가능성이 커진다는 의미가 되지요.
RF 수신단에는 매우 작은 레벨의 신호가 들어오기 때문에 수십dB에서 심지어 100dB에 달하는 이득의 증폭이 필요하게 됩니다. 베이스밴드 신호처리부에 들어가기전에 IF가 사용되지 않는다면 이런 증폭의 부담은 RF주파수에서 이루어져야만 하게 되지요.
하지만 IF를 사용하면 이런 큰 증폭에 의한 불안정성 문제를 크게 향상시킬 수 있습니다. RF단과 IF단에서 서로 다른 주파수로 증폭을 하면 발진에 영향을 줄 수 있는 gain이 분산되기 때문이지요.
어 떤 경우든 한 주파수에 gain이 몰리게 되면 될수록 그 시스템은 불안정해져서 발진이 일어날 가능성이 커집니다. 아날로그 RF를 하는 엔지니어라면 이점은 명확히 기억해둘 필요가 있습니다. 또한 두 개의 IF를 사용하면 이런 발진가능성 역시 더 작아지게 되는 잇점이 있습니다. 이 문제는 수신단은 물론 송신단에서도 얻을 수 있는 IF의 주요한 잇점중 하나입니다.
이동통신 중계기 중 마이크로웨이브 중계기 같은 경우, 실제로 중계해야 하는 신호주파수와 중계기끼리만 사용하는 송수신주파수가 다른데, 그로 인해 발진가능성을 낮게 만드는 잇점도 있습니다. 이 자체도 일종의 헤테로다인 송수신 방식입니다.
반복성 (Repeatability)
만 약 IF를 사용하지 않는다면 고주파 RF단에 거의 모든 아날로그 신호처리기능이 몰리게 됩니다. 그런 경우 동일한 방식의 통신시스템이라 해도, 주파수가 어느정도 차이가 나면 아날로그 신호단을 전혀 활용할 수 없게 되는 경우가 생깁니다. 그냥 다시 만들어야죠!
하지만 IF단을 이용하고, 동일한 IF주파수를 사용하면 이런 문제가 많이 향상됩니다. 아날로그 신호처리 파트가 IF단과 RF단으로 완전히 양분되면서, IF단까지는 함께 공용으로 사용할 수 있게 됩니다. 대신 IF단까지 내려주는 파트인 진짜 RF단만 바뀌면 됩니다.
또한 RF 수신주파수가 다르더라도 베이스밴드 신호처리단의 대역폭 변화가 없게 할 수 있습니다. 자세히 설명하자면 좀 복잡하지만, 어쨋건 같은 IF주파수를 일정하게 쓰게 되면 RF단의 변화가 기저대역 신호처리에 영향을 주지 않게 된다는 것입니다. 여하튼 한마디로 좋단 얘깁니다.
IF를 이해하면 많은 것이 보인다
IF 란 귀찮아보이는 넘을 사용하게 된 배경을 차근차근 짚어보면, 통신시스템 전체가 눈에 보이기 시작합니다. 또한 그러한 시스템적인 문제를 해결하기 위해 사용되는 각종 RF부품들의 역할과 의미에 대해 좀더 깊이 있는 이해가 가능해집니다.
그런데 위에는 IF가 있으면 좋아지는 장점만 언급되어 있습니다. 과연 그럴까요? 절대 그럴리가 없지요. 세상에 공짜가 어디있겠습니까? 개선사항이 생기면 어딘가는 분명히 나빠지는 점이 있습니다. 그럼에도 불구하고 장점이 워낙 크니까 없던 놈을 끼워넣게 된 것입니다. 단순히 부품이 늘어나서 비싸지는 문제 말고도 기술적으로도 단점도 발생하게 됩니다.
http://blog.naver.com/pakjs73/80010059151
출처카페 : LCD MONITOR / biondaya님
현 재 우리들이 사용하는 대부분의 통신시스템에서 IF(중간주파수)를 사용하고 있습니다. 그런데 언뜻 생각해보면, 고주파 캐리어와 저주파 베이스밴드를 막바로 변환하지 않고 굳이 중간의 특정 주파수로 한번 또는 두 번씩 꼭 순서대로 변환해서 올리고 내릴까 의문을 가지게 됩니다. IF란 놈이 존재함으로써 각종 IF관련 부품들이 즐비하게 필요하고, 그것들을 매칭하기도 쉽지 않은 문제들인데 말이죠.
전화기, 휴대폰, 무전기, 각종 송수신기, 레이다.. 이 수많은 RF장비에 IF가 찰거머리처럼 따라 다니는 이유를 모른다 해도, 시스템이나 부품을 설계할 수 있을 수는 있습니다. (실제로 그렇게 하시는 분들이 많을 것입니다) 하지만 이러한 IF의 존재이유를 명확히 이해한다면, 각종 RF 시스템 규격이나 부품의 특성에 대해 보다 넓은 안목을 가질 수 있다는 점도 분명할 것입니다.
IF를 이해하려면 주파수 변환, 믹서, 국부발진기(LO), 증폭과 gain, 필터, 통신시스템 등 RF 전반에 대한 개념이 필요합니다. 그렇기 때문에 IF의 존재 이유를 깨닫는 것은 역으로 그러한 RF의 핵심요소들의 기능을 이해하는데 중요한 단서들을 제공해줍니다!
자, IF는 과연 왜 필요한 것일까요? 이제부터 차근차근 짚어보도록 하지요.
중간주파수 (IF : Intermediate Frequency)
RF 를 엊그제 시작한 왕초보님들이 아니라면, RF 시스템이 IF단이라는 중간주파수를 쓰고 있다는 것은 다 알고 계실 것입니다. 반면 초보시절에 IF단을 처음 보면 당췌 왜 저런 중간 주파수가 존재하는가? 갸우뚱하기도 하지만 시간이 좀 지나면 무덤덤해지지요. 그냥 거기 있으니까 있나보다.. 하구.. ^^;
실제로 통신 시스템에서 정보를 담은 주파수는, 원래 보내야 할 음성이나 데이터, 화상을 표현한 아주 낮은 기저대역(baseband) 주파수입니다. 음성은 수 kHz, 화상이나 데이터는 MHz 단위까지 베이스밴드 주파수가 분포합니다.
그리고 이러한 베이스밴드 주파수대의 신호는, 실제로 안테나를 떠나 전자파로서 방출하기 위한 캐리어(carrier)주파수로 올려서 보내야만 합니다. 우리가 보통 각각의 통신시스템이 사용하는 주파수란 이러한 신호전송을 위해 할당받은 고유 캐리어 주파수를 의미하지요.
이러한 베이스밴드 주파수 신호를 캐리어 주파수는 송신할 때와 수신할 때 각각 변환되게 됩니다. 그런데 이 두 개의 주파수는 곧바로 변환되는 것이 아니라, 중간에 정해진 어떤 주파수로 변환된 후 다시 변환되게 됩니다.
이 렇게 베이스밴드 주파수와 캐리어 주파수간을 막바로 변환하지 않고, 중간에 다른 주파수로 한번 변환한후 다시 변환하는 구조를 사용할 때, 그 중간의 주파수를 중간주파수 (IF : Intermediate frequency)라고 부릅니다. 그리고 거의 대부분의 통신시스템은 이러한 IF단을 가지는 구조를 가지며, 이것을 소위 헤테로다인(heterodyne)방식이라고 부르지요. 대부분의 분들이 통신시스템을 처음 접할 때 가장 혼란스러워 하는 부분이 바로 이렇게 중간에 엉뚱한 주파수로 변환하는 과정이 있다는 점일 것입니다. 일부도 아니고 거의 모-든 통신 시스템에서 이런 중간주파수 변환이 존재하긴 하는데... 도대체 왜????
IF 를 쓰면 뭔가 장점이 있으니까 그렇겠지요? 물론 반면에 손해보는 것도 있을 것입니다. 공학이 원래 철저하게 trade off로 시작해서 trade off로 끝나는 거니까요. 이 강의의 핵심은, 이러한 IF의 존재이유를 모든 면에서 종합적으로 이해함으로써 RF 시스템 자체를 좀더 깊이 있게 이해하는데 있습니다.
우선, IF가 도입되는 이유는 거의 대부분 수신단(receiver)에 있습니다. 송신부가 중요하지 않은 것은 아니지만, RF 시스템은 기본적으로 수신기 성능을 기준으로 만들어지게 됩니다. 공기중의 전자기파를 이용하는 무선통신에서는, 수신신호가 매우 미약하기 때문에 어떻게 하면 그 작은 신호를 잘 수신할 수 있을까? 라는 물음에서 먼저 시작하기 때문입니다. 그래서 수신기에 기준하여 송신기도 만들어지게 되며, 수퍼 헤테로다인 수신기라는 식으로 용어들이 정의되어 있습니다.
주파수 올리고 내리기 (Up/Down Conversion)
IF 자체를 둘러보기 전에, 먼저 주파수를 올리고 내린다는 개념부터 차근 차근 생각해볼 필요가 있습니다. 초보시절 가장 feel이 와닿지 않는 부분이죠. 주파수를 올리고 내린다는게 무슨 의미인지.. 쉬운 내용임에도 많은 중복 질문이 들어오는 왕기초부터 체크해보도록 하지요.
1. 주파수는 왜 올리는가?
실제로 전송하고자 하는 음성이나 데이터 등은 보통 기껏해야 수 MHz단위정도의 주파수신호입니다. 그런데 이런 신호를 전송하기 위해서는 보통 캐리어주파수라고 해서 훨씬 높은 주파수로 변환해서 올리게 됩니다.
무 선환경, 즉 대기중에는 모든 주파수의 신호가 존재할 수 있지만, 한 주파수에서는 반드시 하나의 신호만 존재해야만 통신이 가능합니다. (CDMA와 같은 다중통신의 경우는 신호묶음으로 표현됨) 그렇기 때문에 모든 음성/데이터가 원본주파수상태 그대로 통신한다는 것은 우선적으로 불가능합니다. 죄다 비슷한 주파수를 사용하니까 서로 겹쳐서 통신이 불가능해버리니까요. 그렇기 때문에 적당히 정해진 (보통 국가에서 승인되서 할당받은) 주파수로 올려서 송수신해야 합니다. 이렇게 실제 신호를 싣고(carry)다니는 주파수를 소위 반송파(캐리어, carrier) 주파수라고 부르는 것이지요.
또한 이렇게 고주파 RF신호에 실어나름으로써 잡음에 강해지고 여러 가지 에러복구 수단이 적용된다는 장점도 있습니다. 그렇지만, 우리가 관심을 가져야 할 가장 큰 이유는, 통신방식과 서비스마다 서로 다른 주파수를 사용해야 한다는 점입니다. 어쩔 수 없이 높은 주파수대역에서 사용할 수 있는만큼 잘 게 쪼개서 할당받기 때문에 결국 주파수를 높게 변환해서 통신을 할 수밖에 없게 됩니다.
2. 주파수는 무엇으로 올리고 내리는가?
믹서 (Mixer, 혼합기)입니다. 믹서가 하는 일이 바로 이런 주파수 변환의 역할이지요. 믹서는 두 개의 주파수가 입력되면 두 주파수의 합과 차에 해당하는 주파수를 출력해주게 됩니다.
이 때 국부발진기(local oscillator)의 입력을 더한 출력을 내는 것이 주파수 상향변환이 되고, 입력받은 고주파신호에서 LO 주파수만큼을 뺀 출력을 내는게 주파수 하향변환이 됩니다. 자세한 내용은 mixer 회로개념 강의에서 다루기로 하고 일단 믹서가 이 일을 한다는 것을 기억해두도록 합니다.
3. 주파수가 올라가고 내려간다는 의미
실제로 초보시절에 난해하게 여겨지는 부분입니다.
위 의 주파수 변환 도표는 흔히 볼 수 있지만, 단순히 각각의 주파수들을 더하고 빼기만 하면 주파수 변환이 되는 것처럼 그려집니다. 단순히 신호의 주파수가 변하면 원래 담고 있던 내용은 그대로 보존되는 것일까?? 내용은 그대로인데 주파수만 변한다는게 말이 되는 일인가?? 저런 막대기 몇 개가 더하고 빼는게 물리적으로 어떤 의미를 가지길래 원...
주파수가 달라도 내부의 신호는 유지된다는 개념은, 변복조의 개념과 함께 이해해야 합니다. 이것을 AM의 관점에서 한번 들여다 본다면 아래와 같은 그림이 됩니다.
으 흠! 그림만으로도 어느정도 이해가 가시죠? 진폭변조의 경우는 원래신호의 전체 포락선을 최고점으로 가지는 사인파들이 더 밀집된 형태로 나타납니다. 그러므로 캐리어의 주파수가 달라도 원래 신호는 그대로 유지되고 있지요. 그렇다면 FM개념에선 어떻게 되는지 한 번 보도록 하지요.
보시다시피 FM의 경우는 주파수의 차이 그 자체가 신호의 정보를 의미하기 때문에, 모든 주파수가 비례적으로 변화해도 그 정보는 살아 있게 됩니다.
비교적 이해하기 쉬운 변복조 방식인 AM과 FM의 사례를 통해서 본다면, 캐리어의 주파수가 변화해도 실제로 전송하고자 하는 신호의 내용은 변하지 않는다는 것을 이해할 수 있었습니다.
고 로 중간에 IF 주파수로 변하건 RF 주파수로 튕겨 올라가건 신호의 내용자체가 변하는 것은 아닙니다. 그 신호를 실어나르는 캐리어 주파수만 변하고 있는 것입니다. 주파수 변환 자체를 이해하는 것은 통신시스템을 이해하는데 기본적인 사항이므로, 잘 이해해두고 계시기 바랍니다.
Fractional Bandwidth
IF를 다루기 전에 한가지 꼭 알아두면 좋은 개념이 있습니다. 바로 Fractional Bandwidth입니다.
fractional이란 우리말로 분수의, 단편적인, 부분적인 의 의미로서, 일종의 상대적인 대역폭을 의미하는 말입니다. 우선 정의는 아래와 같습니다.
Fractional bandwidth 는 일반적인 대역폭을, 그 대역폭의 중심주파수로 나누어주는 개념입니다. 마냥 대역폭이라고 하면 어디서 어디까지의 폭을 말하는 것인지 애매한 말이지요? 일반적인 경우 RF에서 대역폭이라고 말해 버리면 3dB 대역폭을 말합니다. 중심주파수 전력보다 3dB(반전력)씩 떨어지는 양쪽지점의 주파수폭입니다.
예를 들어 대역폭이 10MHz일 경우, 그것은 절대적인 대역폭을 의미합니다. 이 경우 중심주파수가 1GHz였다면, fractional bandwidth는 10M / 1000M = 0.01 이 됩니다. 경우에 따라 %로 나타내기도 하는데 그 경우에는 1%라고 표현할 수 있습니다. (매우 간단하지요?) 그런데 이런게 왜 필요한 것일까요?
만약 여러분에게 누군가가 30만원을 줄테니 일요일 하루만 문서타이핑 작업을 도와달라고 한다고 예를 들어보지요. 휴일날 하루 타이핑만 열심히 하면 30만원을 벌 수 있다면 매력적인 제안이지요? 특별히 다른 일이 없는 한가한 경우라면 많은 분들이 이런 알바거리에 혹하게 될 것입니다. 30만원 정도면 갖고싶은 것들도 몇가지 살 수 있고 많은 것을 하면서 놀 수 있는 적지 않은 용돈이니까요. 하지만 주일동안 일해서 몹시 피곤하거나 집안일이 있거나 하면, 아깝더라도 그냥 안하고 말겠지요.
만약 똑같은 제의를 지나가는 고등학생에게 부탁한다면, 우리 직장인들보다 훨씬 더 혹할 것입니다. 그들에겐 굉장히 큰 용돈일테니까요. 반대로 재산이 100억쯤 되는 사람에게 가서 이런 알바거리를 부탁한다면?? 그들에게 30만원은 눈에 보일랑 말랑한 돈일테니 아마 문전박대를 당할 것입니다. 30만원이라 하더라도, 그 돈의 크고 작음을 느끼는 관점은 각자의 지위나 재산상태에 따라 크게 차이가 날 것입니다.
자, 무슨 얘기를 하려는지 눈치를 채셨으리라 생각됩니다.
10MHz의 대역폭은 과연 넓은 것일까요, 아니면 좁은 것일까요? 이 질문에 정답은 없습니다.
그 것은 중심주파수가 얼마냐에 따라 넓게 느껴질 수도 있고, 좁게 느껴질 수도 있습니다. 중심주파수가 100MHz인 경우는 10MHz는 10%의 fractional bandwidth를 가지지만, 중심주파수가 10GHz인 경우의 10MHz대역폭은 불과 0.1%의 fractional bandwidth밖에 안됩니다.
그리고 중요한 것은, RF적인 특성은 절대적인 대역폭에 의존하는 것이 아니라 상대적인 대역폭, 즉 fractional bandwidth에 비례한다는 것입니다. 이것은 주로 BPF에서 중요한 문제이며, BPF를 통해 주파수를 서로서로 나누어쓰는 RF시스템에서는 굉장히 중요한 문제가 됩니다.
BPF 의 복잡도는 절대적인 대역폭에 의존하는 것이 아니라, 바로 이러한 상대적 대역폭이 중요하게 됩니다. 1GHz에서 10MHz 대역폭의 필터를 만드는 것과, 10GHz에서 100MHz 대역폭의 필터를 만드는 것은 같은 fractional bandwidth를 가지기 때문에 이론적으로 복잡도가 같습니다. (물론 중심주파수 특성에 따라 만드는 방법 자체는 달라질 수 있습니다)
그리고 잘 보시면 아시겠지만, 우리가 말하는 소위 circuit Q값은 이 fractional bandwidth의 역수입니다. Q값이 높다는 것은 fractional bandwidth가 낮다는 것이고, 결국 좀더 샤프하게 주파수를 선택할 수 있다는 의미가 됩니다. 이 문제는 결국 IF를 사용하는데 가장 중요한 고려사항이라 할 수 있는, 주파수 선택문제에 직접적으로 관련되게 됩니다.
선택도(Selectivity)
실제로 IF가 사용되는 큰 이유는 바로 이 선택도(selectivity) 때문입니다. 잘게 쪼개진 채널에서 자기가 원하는 주파수 채널만 정확하게 골라내는 능력이 바로 선택도입니다.
결 국 선택도란 원하는 주파수대역만 정확하게 골라낸다는 의미를 말하는 것이고, 이렇게 주파수를 선택하는 필터(공진)회로의 Q와 직접적으로 관련이 있습니다. 공진의 이해에서 보셧듯이, 주파수 선택성을 나타내는 공진의 대역폭을 의미하는 지표가 바로 Q이지요.
자 기가 원하는 주파수채널을 골라내기 위해서는 수신받은 주파수를 bandpass filtering해야 합니다. 그런데 이런 채널선택 과정을 수신된 RF 고주파에서 하기는 무척 어렵습니다. 왜냐하면 중심주파수가 무척 높아서 Q값이 매~우 높은 필터를 사용해야 하는 부담이 있습니다. Q값이 높으려면 필터입장에서는 스커트 특성이 좋아야 한다는 의미이므로 차수가 매우 높아야 하고, 결국 필터의 크기나 가격, 성능면에서 부담이 커집니다.
하지만 이런 채널선택과정을 IF주파수대역으로 내리고나서 처리하면, 중심주파수는 이동하지만 실제로 선택해야 하는 채널대역폭은 그대로이기 때문에 필터에서 요구되는 Q값은 작아집니다. 결국 필터의 성능요구가 덜 심해지고, 채널 선택능력도 더 깔끔하게 좋아집니다. 굉장히 중요한 문제이지요!
저 위의 fractional bandwidth 설명을 잘 이해하셨다면, 위의 그림에서 같은 대역폭을 가진 필터라도 중심주파수의 크기에 따라 Q값이 달라진다는 것도 쉽게 이해하실 수 있을 것입니다.
이 것을 수치적으로 이해하기 쉽게 900MHz의 캐리어 RF 주파수를 사용하는 통신의 예제를 들어보도록 하겠습니다. 이 경우 한 주파수에서 사용하는 채널폭이 1MHz라고 가정하겠습니다. (계산이 편하도록..) 만약 IF단을 사용하지 않으려면, RF단에서 통화자가 이용하려는 채널의 주파수가 필터링되어야 합니다. 중심주파수 900MHz에서 1MHz 대역폭의 채널을 골라내려면 ..
Q = 중심주파수/대역폭 = 900M / 1M = 900
으흠.... Q값이 900 이나 되는 샤프한 BPF가 필요합니다. 이정도 공진을 만들기도 쉽지 않을 뿐더라 만든다해도 특성잡기가 힘들기 때문에 가격이 무척 비싸거나 부피가 크겠지요. 가격적으로나 기술적으로나 어려운 문제가 됩니다.
하지만 만약 50MHz의 IF를 사용하기로 했다면??
900MHz의 RF주파수를 일단 50MHz의 IF단으로 내려서 필터링을 할 때의 Q값은 아래와 같습니다.
Q = 50M / 1M = 50
흠~ 50정도의 Q값을 가지는 BPF는 구현하기가 상대적으로 쉽습니다. 특성또한 안정적으로 보장이 가능해서 더욱 값싸면서도 성능좋은 채널선택이 가능해집니다.
그 런데 언뜻 생각하면 IF조차 필요없게 RF에서 베이스밴드로 바로 내려서 채널선택을 하면 되지 않겠는가? 하는 생각이 들 수 있습니다. 주파수가 낮을수록 Q값은 낮아질 것이니까요. 하지만 베이스밴드로 내린 경우는 BPF개념이 아니라 LPF개념으로 채널 필터링을 해야 하는데, 민감도 문제를 비롯한 여러 가지 복잡한 사정이 있어서 구현이 쉽지 않은 문제입니다. 정확도를 고려한다면 RF와 베이스밴드 중간의 IF를 통해 채널 선택을 하는게 가장 좋습니다.
이것은 쉽게 계산해보기 위한 예제이지만, 어쨌든 이런식으로 IF단을 가지는 구조를 사용하면 채널선택의 경제성과 정확성이 동시에 확보가 됩니다. 그리고 이문제는 채널을 나누어쓰는 현대의 무선/이동통신 시스템에서 가장 중요시되는 성능지표입니다.
민감도 (Sensitivity)
흔히 IF를 이용하면 민감도가 향상된다고 합니다. 쉽게 말해서 수신기의 특성이 흔들리지 않고, 주변회로에 덜 민감해진다는 의미입니다. 당연히 민감도를 최대한 작게 만들어야 안정적인 수신이 가능할 것입니다.
이것은 RF 수신주파수나 임피던스의 변화에 대해서 실제 신호단인 베이스밴드 대역이 영향을 받지 않는다는 의미입니다. 중간에 IF가 존재함으로써 일종의 격리효과(isolatioon)가 발생하는 셈입니다.
만 약 이런 IF단이 없다면, RF단에서 많은 양의 증폭을 해야합니다. 그리고 그 신호가 그대로 믹서를 통해 베이스밴드로 내려가야 하는데, 이 경우 RF단의 자질구레한 변화가 믹서를 통해 베이스밴드단으로 직접적으로 전달되어 버립니다.
하 지만 IF단이 존재하면 RF의 변동이 IF로 전달되고, 그것이 다시 베이스밴드로 전달되는데 이 과정에서 아무래도 민감도가 떨어지게 됩니다. 예를 들어 A와 B라는 친구가 서로에게 실망해서 굉장히 싸우고 있다면, 서로가 서로에게 (흥분한 상태에서) 막말을 하게되고 서로서로 더 화가 나게 됩니다. 그런데 만약 A와 B가 직접 대면하지 않고, C라는 친구가 A가 하는 이야기를 B에게, B가 하는 이야기를 A로 전해준다면? 아무리 같은 얘기를 전하더라도 직접 대면해서 싸우는 것만큼 흥분하게 되지 않을 수 있습니다.
(물론 A,B 둘다 성격이 더러워서 C가 뭐라고 하건 화를 낼지도 모릅니다 -_-;)
위의 예처럼 C라는 친구가 서로의 얘기를 전달할 때, 서로를 배려해서 상대방의 말을 좀 걸러서 전달해주게 되겠지요. 바로 그겁니다! 불필요한 얘기까지 전달할 필요가 없이, 서로가 서로에게 실망한 부분만 정확히 전달해준다면 서로가 서로를 돌아볼 수 있게 될 것입니다.
실제로 IF단이 존재하다보면 믹서와 함께 쓰이는 image filter가 있는데, 이놈이 RF단과 IF단, IF단과 baseband단을 격리시켜주는 역할을 하고 있습니다. 믹서로 변환하는 과정에서 생기는 떨거지 주파수들을 잡기 위해 사용하는 image filter가 불필요한 주파수대역의 변동을 건너편에 전달하지 않게 됩니다. 이것은 결국 임피던스 관계가 안정이 되고 격리되어서 생기는 민감도 향상입니다.
안정도(Stability)
IF를 사용하면 시스템의 발진에 대한 부담을 줄일 수 있습니다. ㅇㅙㄹ까요~? 발진이 뭐길래를 통해 이미 발진의 원리와 개념을 익히셨다면, 대충 짐작이 가는 부분이 있으시리라 생각됩니다.
발 진이란 결국 feedback loop가 loop gain을 가지기 때문에 발생하는 현상입니다. 어쩔 수 없이 loop가 발생한다면, 결국 발진여부를 판별하는 것은 바로 gain입니다. 그래서 어느 주파수건간에 gain이 높다는 것은 발진가능성이 커진다는 의미가 되지요.
RF 수신단에는 매우 작은 레벨의 신호가 들어오기 때문에 수십dB에서 심지어 100dB에 달하는 이득의 증폭이 필요하게 됩니다. 베이스밴드 신호처리부에 들어가기전에 IF가 사용되지 않는다면 이런 증폭의 부담은 RF주파수에서 이루어져야만 하게 되지요.
하지만 IF를 사용하면 이런 큰 증폭에 의한 불안정성 문제를 크게 향상시킬 수 있습니다. RF단과 IF단에서 서로 다른 주파수로 증폭을 하면 발진에 영향을 줄 수 있는 gain이 분산되기 때문이지요.
어 떤 경우든 한 주파수에 gain이 몰리게 되면 될수록 그 시스템은 불안정해져서 발진이 일어날 가능성이 커집니다. 아날로그 RF를 하는 엔지니어라면 이점은 명확히 기억해둘 필요가 있습니다. 또한 두 개의 IF를 사용하면 이런 발진가능성 역시 더 작아지게 되는 잇점이 있습니다. 이 문제는 수신단은 물론 송신단에서도 얻을 수 있는 IF의 주요한 잇점중 하나입니다.
이동통신 중계기 중 마이크로웨이브 중계기 같은 경우, 실제로 중계해야 하는 신호주파수와 중계기끼리만 사용하는 송수신주파수가 다른데, 그로 인해 발진가능성을 낮게 만드는 잇점도 있습니다. 이 자체도 일종의 헤테로다인 송수신 방식입니다.
반복성 (Repeatability)
만 약 IF를 사용하지 않는다면 고주파 RF단에 거의 모든 아날로그 신호처리기능이 몰리게 됩니다. 그런 경우 동일한 방식의 통신시스템이라 해도, 주파수가 어느정도 차이가 나면 아날로그 신호단을 전혀 활용할 수 없게 되는 경우가 생깁니다. 그냥 다시 만들어야죠!
하지만 IF단을 이용하고, 동일한 IF주파수를 사용하면 이런 문제가 많이 향상됩니다. 아날로그 신호처리 파트가 IF단과 RF단으로 완전히 양분되면서, IF단까지는 함께 공용으로 사용할 수 있게 됩니다. 대신 IF단까지 내려주는 파트인 진짜 RF단만 바뀌면 됩니다.
또한 RF 수신주파수가 다르더라도 베이스밴드 신호처리단의 대역폭 변화가 없게 할 수 있습니다. 자세히 설명하자면 좀 복잡하지만, 어쨋건 같은 IF주파수를 일정하게 쓰게 되면 RF단의 변화가 기저대역 신호처리에 영향을 주지 않게 된다는 것입니다. 여하튼 한마디로 좋단 얘깁니다.
IF를 이해하면 많은 것이 보인다
IF 란 귀찮아보이는 넘을 사용하게 된 배경을 차근차근 짚어보면, 통신시스템 전체가 눈에 보이기 시작합니다. 또한 그러한 시스템적인 문제를 해결하기 위해 사용되는 각종 RF부품들의 역할과 의미에 대해 좀더 깊이 있는 이해가 가능해집니다.
그런데 위에는 IF가 있으면 좋아지는 장점만 언급되어 있습니다. 과연 그럴까요? 절대 그럴리가 없지요. 세상에 공짜가 어디있겠습니까? 개선사항이 생기면 어딘가는 분명히 나빠지는 점이 있습니다. 그럼에도 불구하고 장점이 워낙 크니까 없던 놈을 끼워넣게 된 것입니다. 단순히 부품이 늘어나서 비싸지는 문제 말고도 기술적으로도 단점도 발생하게 됩니다.
2011년 9월 13일 화요일
가전제품을 사용하다보면 꼬리처럼 달린 굵은 전선이나 멀티탭이 거추장스럽게 느껴질 때가 많다. 통신은 다 무선인데 충전은 왜 유선으로만 해야
할까.
‘무선전력전송’은 전기에너지를 전자기파·전자기 유도 또는 전자기 공진 형태의 ‘무선으로 전달하는 기술’이다. 기존 유선 전원 공급이나 충전 방식을 대체해 전깃줄 없이 언제 어디서나 전력을 공급할 수 있다. 무선통신에 이어 유비쿼터스 시대에 미래 사회를 바꿀 주역으로 각광받는 이유다.
이 기술은 19세기 초 패러데이(Michael Faraday)의 전자기 유도 실험 및 니콜라 테슬라의 전파를 이용한 무선전송 실험을 시작으로 20세기 중반 원거리 무선전력전송 기술의 산업화와 타당성 조사가 이뤄졌다. 20세기 말부터는 상대적으로 구현이 용이한 근거리 비접촉 무선전원 기술 개발과 상용화 노력이 현재까지 꾸준히 이어지고 있다.
대표적으로 미국의 파워캐스트가 라디오파를 이용해 0.1W급 전력 전송에 성공했고, MIT는 자기공명을 이용한 무선전력전송 기술을 개발했다. 일본 닛산은 전기자동차용 10㎾급 비접촉 충전기 개발을 발표한 바 있다. 국내에서는 한국전기연구원이 10여년 전 마이크로파를 이용한 수백W의 무선전력전송에 성공한 노하우를 토대로 최근 다시 무선전력 연구개발에 나섰다.
ETRI는 2008년부터 IT융합을 위해 무선전력기술 개발에 착수했고 LS전선은 지난 해말 자기공명 무선전력기술의 사업화에 나서겠다고 선언했다.
특히 무선전력전송은 충전의 불편함과 전선 코드의 거추장스러움을 제거할 수 있다는 점에서 전자제품 업체 입장에서는 에너지 효율화에 버금가는 경쟁력의 핵심 포인트로 여겨지고 있다. 의료분야의 경우 생체조직에 이식된 보조기기의 전력 공급을 위한 새로운 대안이 될 수도 있다.
현재 무선전력전송 기술이 넘어야 할 산은 효율성과 함께 인체 안전성 확보다.
전기연 전기정보망연구센터 박영진 박사는 “무선통신보다 높은 에너지밀도를 다루기 때문에 효율 극복 문제 보다도 누가 인체에 보다 안전한 방법으로 전송할 수 있는가가 더 큰 문제”라며 “이런 측면에서 볼 때 인체와의 간섭이 가장 적은 자기공명방식이 무선전력전송의 미래를 결정할 것으로 전망된다”고 말했다.
창원=임동식기자 dslim@etnews.co.kr
출처 : ⓒ 그린데일리(http://www.greendaily.co.kr)
‘무선전력전송’은 전기에너지를 전자기파·전자기 유도 또는 전자기 공진 형태의 ‘무선으로 전달하는 기술’이다. 기존 유선 전원 공급이나 충전 방식을 대체해 전깃줄 없이 언제 어디서나 전력을 공급할 수 있다. 무선통신에 이어 유비쿼터스 시대에 미래 사회를 바꿀 주역으로 각광받는 이유다.
이 기술은 19세기 초 패러데이(Michael Faraday)의 전자기 유도 실험 및 니콜라 테슬라의 전파를 이용한 무선전송 실험을 시작으로 20세기 중반 원거리 무선전력전송 기술의 산업화와 타당성 조사가 이뤄졌다. 20세기 말부터는 상대적으로 구현이 용이한 근거리 비접촉 무선전원 기술 개발과 상용화 노력이 현재까지 꾸준히 이어지고 있다.
대표적으로 미국의 파워캐스트가 라디오파를 이용해 0.1W급 전력 전송에 성공했고, MIT는 자기공명을 이용한 무선전력전송 기술을 개발했다. 일본 닛산은 전기자동차용 10㎾급 비접촉 충전기 개발을 발표한 바 있다. 국내에서는 한국전기연구원이 10여년 전 마이크로파를 이용한 수백W의 무선전력전송에 성공한 노하우를 토대로 최근 다시 무선전력 연구개발에 나섰다.
ETRI는 2008년부터 IT융합을 위해 무선전력기술 개발에 착수했고 LS전선은 지난 해말 자기공명 무선전력기술의 사업화에 나서겠다고 선언했다.
특히 무선전력전송은 충전의 불편함과 전선 코드의 거추장스러움을 제거할 수 있다는 점에서 전자제품 업체 입장에서는 에너지 효율화에 버금가는 경쟁력의 핵심 포인트로 여겨지고 있다. 의료분야의 경우 생체조직에 이식된 보조기기의 전력 공급을 위한 새로운 대안이 될 수도 있다.
현재 무선전력전송 기술이 넘어야 할 산은 효율성과 함께 인체 안전성 확보다.
전기연 전기정보망연구센터 박영진 박사는 “무선통신보다 높은 에너지밀도를 다루기 때문에 효율 극복 문제 보다도 누가 인체에 보다 안전한 방법으로 전송할 수 있는가가 더 큰 문제”라며 “이런 측면에서 볼 때 인체와의 간섭이 가장 적은 자기공명방식이 무선전력전송의 미래를 결정할 것으로 전망된다”고 말했다.
창원=임동식기자 dslim@etnews.co.kr
출처 : ⓒ 그린데일리(http://www.greendaily.co.kr)
펨토셀(FEMTOCELL)의 정의와 국내 현황
펨토셀(FEMTOCELL)의 정의와 국내 현황
최근 들어 KT의 WIFI가 확대되며 SKT에서 광고하고 있는 펨토셀 기반 서비스에 대해 궁금한 사람들이 많아 지고 있다.
간단히 설명하자면 펨토셀이란 가정이나 사무실 등 옥내에 설치된 브로드밴드망을 통해 이동통신 코어 네트워크에 접속하는 초소형 이동통신 기지국이다. 펨토셀의 명칭은 10의 마이너스 15승(100조 분의 1)을 의미하는 ‘펨토’와 이동전화의 통신가능 범위를 일컫는 ‘셀’의 합성어이며, 셀반경 10미터 이하의 커버리지를 제공할 수 있는 기지국을 의미한다
옥내 중계기를 통하지 않고 곧바로 기지국에서 교환기로 이동 통신 데이터를 전송하기 때문에 통신 사업자는 네트워크 구축 비용을 절감하면서 주파수 부하를 줄이고 통화 품질까지 향상시킬 수 있다. 음성 통화뿐 아니라 와이파이(Wi-Fi)처럼 초고속 인터넷을 이용할 수도 있다. 2.4GHz 대역을 사용하는 Wi-Fi는 전자레인지 등 가전과 주파수 간섭 우려가 있는 것과 달리 펨토셀은 사용 대역에 제한이 없어 남는 주파수를 활용할 수 있는 장점이 있다.
약 5년전부터 펨토셀에 대한 인지도 높아지고 펨토포럼을 통해 기술 진보를 이뤄내고 있으며, 2007년 ATLAS 리서치에 따르면 아래의 표와 같은 내용으로 추진을 계속해 왔다.
펨토셀은 기존 기지국에 부하를 주지 않고도 효과적으로 데이터 트래픽을 분산시켜 해외에서는 이미 저렴한 전용 요금제와 결합 서비스를 제공하는 등 다양한 상품을 출시하며 적극 활용되고 있다. 현재 AT&T, Verizon 등 전 세계 14개 이동통신사가 펨토셀 상용서비스를 제공 중이며, 시범 서비스 단계에 있는 사업자들도 2012년경에는 본격적으로 상용화 할 전망이다. 특히 미국 내 아이폰 독점 공급자인 AT&T는 고객들의 네트워크에 대한 불만을 잠재우기 위해 2010년 4월부터 ‘3G MicroCell’ 서비스를 출시하면서 펨토셀을 적극 도입하고 있다.
2008년 4월 공개된 ETRI 전자통신동향분석 제 23권 제 2호의 분석 자료 중 펨토셀의 비즈니스 모델을 보게 되면 크게 세가지 사업 전략과 수익원천을 표현한 아래와 같은 장표를 볼수 있다.
현재로서는 SKT가 우선 구현한 펨토셀 기반 서비스를 활성시키고 있지만, 데이터처리 용량을 완화해야하는 KT 역시 펨토셀 구축을 위해 업체 선정을 진행하고 있다고 밝혔다.
3G와 펨토셀 그리고 LTE 이후, 통신 방식에 대응하여 초소형 기지국 펨토셀이 어느 정도까지 활용이 되어 이동통신 사업에 영향을 줄 수 있을 지 기대해본다.
[참조] 방송통신전파진흥원 / ETRI 전자통신동향분석 제 23권 제 2호 2008년 4월
2011년 4월 12일 화요일
4세대 통신
"PC야? 폰이야?" 고성능 4G폰 한국이 주도권
듀얼코어ㆍ대화면 장착 LTE스마트폰 분야 앞서 대응
4세대(G) 이동통신 시대를 맞아 스마트폰도 한차례 큰 폭의 성능 업그레이드를 준비하고 있다. 삼성전자와 LG전자, 팬택 등 국내 스마트폰 제조사들은 4G 시대엔 지금보다 최소 10배 이상 빠른 네트워크를 활용한다는 목표로 고성능 스마트폰 개발에 집중하고 있다.
이들 스마트폰들은 듀얼코어와 4인치 이상 대화면을 이용해 PC를 대체할만한 성능을 갖출 전망이다. 제조사들은 3G시대에 잠깐 늦은 대응으로 애플에 빼앗겼던 주도권을 4G 시대에는 글로벌 시장을 리드하겠다는 의지를 불태우고 있다.
국내 업체들은 국제 통신기구 정의상 4G에 속하는 롱텀에볼루션(LTE), 와이브로, HSPA+ 이동통신 기술에서 상용 제품을 출시하며 시장 선점에 나섰다.
한국은 4G 이동통신망인 와이브로를 지난 2006년 전세계에서 가장 앞서 상용화한 경험과 노하우를 4G 스마트폰에서도 이어가고 있다. 삼성전자와 LG전자는 지난 2007년부터 이미 와이브로 이동통신을 활용한 M8200과 KC1, 쇼옴니아 등 제품을 개발한 경험을 지니고 있다. 이 모델들은 와이브로 상용화가 본격적으로 이뤄지지 않던 시기 개발된 제품들인데다, 운영체제 역시 윈도모바일을 활용해 큰 인기를 끌지는 못했다. 하지만 국내 업체들은 3G WCDMA 이동통신망과 4G 와이브로 또는 LTE망을 듀얼모드로 구성하는 노하우를 쌓을 수 있었다.
◇4G스마트폰, 한국이 가장 먼저=국내 업체들은 4G 이동통신 중에서도 향후 중심축을 형성할 것으로 예상되는 LTE 스마트폰 분야에 있어 가장 앞서 대응하고 있다. 지난해 12월 LTE 상용화를 시작한 미국 최대 이동통신사인 버라이즌에 우선적으로 스마트폰들을 공급하며, 올해 7월로 예정된 한국과 다른 나라들의 LTE 상용화에 가장 앞서 대비하는 모습이다. 국내 업체들은 CES와 MWC, CTIA 등 세계적인 전시회들을 통해 LTE 스마트폰을 대거 선보이며 기술력을 인정받았다.
삼성전자는 이달 중으로 미국 버라이즌에 `삼성 4G LTE 스마트폰`을 공급할 계획이다. 버라이즌이 정식 이름을 정할 계획인 이 스마트폰은 가독성을 대폭 개선한 4.3인치 슈퍼 아몰레드(AMOLED) 플러스 디스플레이, 1㎓급 초고속 CPU, 800만화소 카메라 등 첨단 기능을 두루 갖췄다. 또한 지난해 7월 이미 LTE 이동통신을 상용화한 메트로PCS에는 세계최초 LTE 피쳐폰인 `크래프트`를 비롯해 갤럭시 인덜지(Indulge)를 공급하며, 이 이통사의 주력 단말기 자리를 차지했다. 삼성전자는 와이브로 스마트폰도 다양한 라인업을 갖췄다. 갤럭시S 에픽 4G, 넥서스S 4G 스마트폰을 스프린트의 주력 단말기로 공급하고 있다.
LG전자 또한 지난 1월 CES를 통해 최초로 선보인 LTE 스마트폰 `레볼루션`을 역시 버라이즌을 통해 4월 출시한다는 계획이다. 이 제품 역시 LG가 내놓은 화면크기 중 가장 큰 4.3인치 디스플레이는 물론 500만화소 카메라, 1㎓급 CPU 등을 탑재했다. LG전자는 이외에도 LTE 데이터모뎀을 미국 버라이즌에 공급하고 있다.
팬택 역시 지난해 12월 버라이즌에 LTE 데이터모뎀을 공급하며 LTE 관련 기술력을 검증 받았다. 이 기술을 바탕으로 올해 안에 LTE 스마트폰을 출시하기 위해 개발을 진행 중이다.
◇고성능 4G스마트폰으로 시장 주도권 선점=국내 업체들은 SK텔레콤과 LG유플러스가 오는 7월 LTE 이동통신을 상용화한다는 계획에 발맞춰 업체마다 추가적으로 1∼2종 가량의 LTE 스마트폰들을 준비하고 있다. 업계에 따르면 이 제품들은 모두 전송속도가 78Mbps에 이르는 LTE 네트워크의 빠른 속도를 충분히 활용하기 위해 프리미엄급 사양을 갖출 전망이다. 따라서 4인치 이상의 디스플레이에 듀얼코어 CPU를 탑재한 제품들이 주를 이룰 것으로 예상된다.
이같은 이동통신사들의 요구를 충족해 현재 LTE 스마트폰을 생산하고 있는 외산 업체는 HTC의 썬더볼트4G가 유일한데, 이동통신사들이 LTE 상용화에 본격적으로 돌입할 경우 이미 상용화를 통해 기술 검증을 끝낸 국내 제조사들로부터 공급받을 수밖에 없는 상황이다.
LTE 스마트폰에서 특히 주목해야할 부분은 국내 업체들이 LTE 통신모듈을 자체개발, 탑재하고 있다는 점이다. 과거 퀄컴 등에 2G(CDMA) 및 3G(WCDMA) 원천 칩 사용에 따른 기술 이용료를 지불하던 시대에서 벗어나 4G 시대에는 국내 업체들의 독자적인 원천기술 확보가 가능해질 것으로 기대된다.
◇4G스마트폰으로 이통시장 변화 대처=국내 업체들이 4G 스마트폰들을 가장 앞서 선보이고 있는 모습은 이동통신시장이 미래에는 데이터 통신 중심으로 완전히 이동할 조짐을 보이고 있는 상황 속에서 전망을 밝게 한다. 미국 스프린트는 음성전화 수익을 일정 부분을 버리고서 인터넷 데이터 기반 음성통화인 `구글 보이스`를 도입하기로 전격 결정했다. 이는 이 회사가 갖춘 초고속 데이터 이동통신망인 와이브로망이 지닌 테이터 전송속도와 용량의 이점을 최대한 살리기 위한 결정으로, LTE 4G 시대가 도래하면 다른 이동통신사들도 티모바일의 결정을 따르는 이동통신사들이 속속 등장할 것으로 예상된다. 이미 네트워크 장비업체들과 단말기 업체들은 셀룰러망이 아닌 LTE망을 활용한 인터넷(IP) 기반 음성통화인 VoLTE 기술을 개발해 상용화를 준비하고 있는 점도 4G 스마트폰 분야에서 앞서가고 있는 국내 업체들에게 유리한 부분이다.
한편, 한국 업체들은 LTE를 비롯한 차세대 이동통신기술 분야에서는 앞서가고 있으나, 이를 뒷받침할 모바일 플랫폼은 여전히 구글 안드로이드 외에 뾰족한 대안이 없는 것으로 나타나며 4G시대에는 독자적인 소프트웨어 기술 개발에 보다 힘써야한다는 지적도 제기되고 있다.
국내 업체들은 국제 통신기구 정의상 4G에 속하는 롱텀에볼루션(LTE), 와이브로, HSPA+ 이동통신 기술에서 상용 제품을 출시하며 시장 선점에 나섰다.
한국은 4G 이동통신망인 와이브로를 지난 2006년 전세계에서 가장 앞서 상용화한 경험과 노하우를 4G 스마트폰에서도 이어가고 있다. 삼성전자와 LG전자는 지난 2007년부터 이미 와이브로 이동통신을 활용한 M8200과 KC1, 쇼옴니아 등 제품을 개발한 경험을 지니고 있다. 이 모델들은 와이브로 상용화가 본격적으로 이뤄지지 않던 시기 개발된 제품들인데다, 운영체제 역시 윈도모바일을 활용해 큰 인기를 끌지는 못했다. 하지만 국내 업체들은 3G WCDMA 이동통신망과 4G 와이브로 또는 LTE망을 듀얼모드로 구성하는 노하우를 쌓을 수 있었다.
◇4G스마트폰, 한국이 가장 먼저=국내 업체들은 4G 이동통신 중에서도 향후 중심축을 형성할 것으로 예상되는 LTE 스마트폰 분야에 있어 가장 앞서 대응하고 있다. 지난해 12월 LTE 상용화를 시작한 미국 최대 이동통신사인 버라이즌에 우선적으로 스마트폰들을 공급하며, 올해 7월로 예정된 한국과 다른 나라들의 LTE 상용화에 가장 앞서 대비하는 모습이다. 국내 업체들은 CES와 MWC, CTIA 등 세계적인 전시회들을 통해 LTE 스마트폰을 대거 선보이며 기술력을 인정받았다.
삼성전자는 이달 중으로 미국 버라이즌에 `삼성 4G LTE 스마트폰`을 공급할 계획이다. 버라이즌이 정식 이름을 정할 계획인 이 스마트폰은 가독성을 대폭 개선한 4.3인치 슈퍼 아몰레드(AMOLED) 플러스 디스플레이, 1㎓급 초고속 CPU, 800만화소 카메라 등 첨단 기능을 두루 갖췄다. 또한 지난해 7월 이미 LTE 이동통신을 상용화한 메트로PCS에는 세계최초 LTE 피쳐폰인 `크래프트`를 비롯해 갤럭시 인덜지(Indulge)를 공급하며, 이 이통사의 주력 단말기 자리를 차지했다. 삼성전자는 와이브로 스마트폰도 다양한 라인업을 갖췄다. 갤럭시S 에픽 4G, 넥서스S 4G 스마트폰을 스프린트의 주력 단말기로 공급하고 있다.
LG전자 또한 지난 1월 CES를 통해 최초로 선보인 LTE 스마트폰 `레볼루션`을 역시 버라이즌을 통해 4월 출시한다는 계획이다. 이 제품 역시 LG가 내놓은 화면크기 중 가장 큰 4.3인치 디스플레이는 물론 500만화소 카메라, 1㎓급 CPU 등을 탑재했다. LG전자는 이외에도 LTE 데이터모뎀을 미국 버라이즌에 공급하고 있다.
팬택 역시 지난해 12월 버라이즌에 LTE 데이터모뎀을 공급하며 LTE 관련 기술력을 검증 받았다. 이 기술을 바탕으로 올해 안에 LTE 스마트폰을 출시하기 위해 개발을 진행 중이다.
◇고성능 4G스마트폰으로 시장 주도권 선점=국내 업체들은 SK텔레콤과 LG유플러스가 오는 7월 LTE 이동통신을 상용화한다는 계획에 발맞춰 업체마다 추가적으로 1∼2종 가량의 LTE 스마트폰들을 준비하고 있다. 업계에 따르면 이 제품들은 모두 전송속도가 78Mbps에 이르는 LTE 네트워크의 빠른 속도를 충분히 활용하기 위해 프리미엄급 사양을 갖출 전망이다. 따라서 4인치 이상의 디스플레이에 듀얼코어 CPU를 탑재한 제품들이 주를 이룰 것으로 예상된다.
이같은 이동통신사들의 요구를 충족해 현재 LTE 스마트폰을 생산하고 있는 외산 업체는 HTC의 썬더볼트4G가 유일한데, 이동통신사들이 LTE 상용화에 본격적으로 돌입할 경우 이미 상용화를 통해 기술 검증을 끝낸 국내 제조사들로부터 공급받을 수밖에 없는 상황이다.
LTE 스마트폰에서 특히 주목해야할 부분은 국내 업체들이 LTE 통신모듈을 자체개발, 탑재하고 있다는 점이다. 과거 퀄컴 등에 2G(CDMA) 및 3G(WCDMA) 원천 칩 사용에 따른 기술 이용료를 지불하던 시대에서 벗어나 4G 시대에는 국내 업체들의 독자적인 원천기술 확보가 가능해질 것으로 기대된다.
◇4G스마트폰으로 이통시장 변화 대처=국내 업체들이 4G 스마트폰들을 가장 앞서 선보이고 있는 모습은 이동통신시장이 미래에는 데이터 통신 중심으로 완전히 이동할 조짐을 보이고 있는 상황 속에서 전망을 밝게 한다. 미국 스프린트는 음성전화 수익을 일정 부분을 버리고서 인터넷 데이터 기반 음성통화인 `구글 보이스`를 도입하기로 전격 결정했다. 이는 이 회사가 갖춘 초고속 데이터 이동통신망인 와이브로망이 지닌 테이터 전송속도와 용량의 이점을 최대한 살리기 위한 결정으로, LTE 4G 시대가 도래하면 다른 이동통신사들도 티모바일의 결정을 따르는 이동통신사들이 속속 등장할 것으로 예상된다. 이미 네트워크 장비업체들과 단말기 업체들은 셀룰러망이 아닌 LTE망을 활용한 인터넷(IP) 기반 음성통화인 VoLTE 기술을 개발해 상용화를 준비하고 있는 점도 4G 스마트폰 분야에서 앞서가고 있는 국내 업체들에게 유리한 부분이다.
한편, 한국 업체들은 LTE를 비롯한 차세대 이동통신기술 분야에서는 앞서가고 있으나, 이를 뒷받침할 모바일 플랫폼은 여전히 구글 안드로이드 외에 뾰족한 대안이 없는 것으로 나타나며 4G시대에는 독자적인 소프트웨어 기술 개발에 보다 힘써야한다는 지적도 제기되고 있다.
2011년 4월 4일 월요일
유비쿼터서 fun-fitness center 아이디어의 힌트!
운동하다 검색하기-즉흥검색의 가능성
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요즘 아이패드를 가지고 헬스클럽에 가는 재미가 있다. 예전에는 조그만 아이폰화면을 들여다 보느라 눈이 아팠는데 아이패드는 화면이 크고 밝아서 운동하면서 보기에 최적이다.
사실 요즘 헬스클럽 운동기구에는 TV가 붙어있어서 채널을 돌려가면서 시청할 수가 있다. 하지만 나는 수동적으로 TV에서 나오는 것을 그저 보는 것은 별로 좋아하지 않는다. 내가 내가 보고 읽는 것을 콘트롤 할 수 있어야한다.
그래서 한 1시간정도 elliptical machine에서 슬슬 걸으면서 팟캐스트로 다운받아놓은 NBC, CBS, ABC뉴스를 보거나 회사서류, 이메일을 읽거나 미처 못읽은 테크뉴스를 스캔하는 편이다. 물론 아이폰으로 밀린 트윗을 읽거나 RT하기도 한다. (뉴스를 봐야 미국 세상 돌아가는 것을 알 수 있고, 그래야 미국회사를 경영하고 미국사람들과 막힘없이 대화를 할 수 있다. 그래서 열심히 뉴스를 본다. 보다보니 아주 재미있다.)
뉴스를 보다보면 가끔씩 답답한 것이 어려운 단어나 idiom이 나올 때이다. 모르는 말이 나왔을때 기억해뒀다가 나중에 찾아봐야지 하지만 그렇게 되지 않는다. 그럴때마다 바로 누구에게 물어볼 수 있으면 좋을텐데 했다. (말이 쉽지 잘 안된다) 그런데 이제는 아이패드와 아이폰을 함께 가지고 다니니 편리한 조합이 됐다. 아이패드로 보다가 모르면 바로 아이폰으로 찾아보면 되니까.
예를 들어 오늘 ABC World News를 보다가 딱 그런 경우를 만났다. 네브라스카주가 20주이상의 태아의 경우 낙태를 금지하는 법안을 채택한 것을 두고 벌어지는 논란을 다룬 리포트였다.
뉴스도중에 ‘슈네니건‘이라는 단어가 나왔는데 그게 무슨 뜻인지 기억이 안났다. 분명히 예전에 찾아봤는데… (내가 어휘력이 많이 딸린다) 순간 그냥 지나가려다가 “지금 바로 검색해보면 되겠다“는 생각이 들었다.
아이패드위에 놓아둔 아이폰을 집어들고 구글앱을 터치한다음 바로 귀에 전화를 대고 속삭였다. “슈네니건“(뉴스에서 들은 발음을 최대한 비슷하게 따라했다)
(솔직히 타이핑을 해서 검색한다는 것은 이런 경우 상당히 난감하다. 쉬운 스펠링이 아니니까. 또 운동중에 작은 아이폰키보드로 타이핑하는 것도….)
내 말이 끝나자마자 아이폰은 음성데이터를 구글크라우드에 보내서 순간적으로 분석하고 있다. 내 엉터리발음을 제대로 알아먹기를 바랐다. (솔직히 이런 경우 원어민이 아니면 성공율이 높지 않다)
다행히 정확히 찾아주었다! 검색결과만 보면 굳이 사이트를 들어가지 않아도 ‘Shenanigans’가 ‘속임, 사기’ 등의 뜻을 가지고 있는 것을 알 수 있다. 그래도 2번째 Merriam-Webster사전사이트를 터치해보면
아이폰에 최적화되어 있는 사전 항목 페이지가 뜬다. 편리!
참고로 구글서치에서 이처럼 미국인들도 정확히 의미를 알기 어려운 약간 난해한 단어를 검색하면 사전사이트가 자동으로 상위에 나와서 찾기가 편하게 되어 있다. (구글이 직접 사전서비스를 제공하지는 않는다)
어쨌든 모바일시대에는 이같은 ‘즉흥적인 검색‘이 대세를 이룰 것 같은 생각이 든다. 대개는 “나중에 찾아봐야지”하지만 PC앞에 가면 잊어버리는 경우가 많다. 하지만 아이폰, 안드로이드폰 등 항상 인터넷에 연결되어 있는 스마트폰을 사용하면 언제 어디서나 궁금한 점이 있으면 즉각 찾아볼 수 있다. 가까운 곳의 음식점, 서점 등의 로컬정보이외에도 “한국의 인구는?”, “이 단어의 뜻은 뭐지?”, “현대 소나타의 최초 발매연도는?” 등등 갑자기 떠오르는 궁금증을 생각날때 바로 해결할 수 있다.
특히 전화를 걸듯이 귀에 가져다대고 물어만 보면 바로 결과를 찾아주는 음성검색은 더욱 위력을 발휘할 듯 싶다. 그냥 옆에 있는 사람에게 질문하듯이 말해도 답을 찾아주는 검색. (그래서 그런지 미국에서는 여러 단어를 조합한 복합검색의 비중이 날이 갈수록 늘어나고 있다)
그제 업데이트된 구글앱을 아이패드에 설치하자 아이패드에서도 음성검색이 가능해졌다. 앞으로는 랩탑, 데스크탑에서도 음성검색이 가능할 듯 싶다.
이런 구글이 전세계언어를 대상으로 음성검색을 들고 나오면 어떻게 경쟁하는가가 심히 걱정되는 요즘 다음도 음성검색을 준비한다는 반가운 소식. 열심히 준비해서 한국인의 목소리를 더 잘 알아듣는 멋진 검색서비스를 들고 나와주기를 바란다!
참고: 그러고 보니 옛날에도 비슷한 포스팅을 한 일이 있었다. “구글선생님, 제가 졌습니다”-음성검색의 가능성
2011년 3월 31일 목요일
온라인에 내 데이터를 저장하면 걱정 끝일까?
스마트폰 1천만 시대가 멀지 않았다는 이야기가 많습니다. 얼마 전 갤럭시 S와 아이폰4를 비롯한 다수 안드로이드 단말기의 판매 호조로 스마트폰 이용자가 600만을 돌파했다고 하니 1천만대 보급은 이제 시간 문제라고 해도 틀린 말이 아니겠지요. 아마도 스마트폰에 태블릿을 더해 휴대할 수 있는 스마트 단말기 시장으로 확대하면 그 시기는 더 앞당겨질 겁니다. 갤럭시탭이나 아이패드 같은 태블릿도 스마트폰처럼 언제나 들고 다니면서 비슷한 작업을 할 수 있고, 운영체제와 플랫폼, 응용 프로그램과 모바일 서비스 등 대부분의 환경을 함께 하는 만큼 스마트 단말기 영역으로 함께 묶어서 보더라도 무리는 없을 겁니다.
이러한 스마트 단말기들의 공통점은 어디나 들고 다니면서 데이터를 생산하고 소비하는 장치라는 점입니다. 사람마다 하는 일, 쓰는 법은 다르지만, 통화만 되는 휴대폰이나 일을 위해 들고 다니는 노트북보다는 훨씬 쉽고 빠르게 데이터를 이용한 여러 일들을 하고 있는 것만은 변함없는 사실입니다.
중요한 것은 각 스마트 단말기와 연결된 인터넷이 수많은 데이터를 소비하는 데 결정적 역할을 한다는 점입니다. 단말기에서 만든 여러 데이터를 인터넷 서비스나 여러 인터넷 서비스를 통해 공유하고, 반대로 그러한 서비스에 있는 수많은 데이터를 소비하고 있지요. 물론 이에 맞는 수많은 응용 프로그램을 다루면서 스마트 단말기가 주는 다른 재미를 느끼기도 합니다. 또한 이용자가 소비하는 개인적인 데이터를 인터넷에 올려두고 필요한 때마다 꺼내보거나 다시 저장해 두기도 하는데, 이러한 데이터 소비에 대비해 여러 웹 기반 저장 서비스가 등장하고 있지요.
공짜(?)로 쓰는 인터넷 저장 서비스
이용자의 데이터를 온라인 공간에 저장해 놓을 수 있는 데이터 저장 서비스는 이제 어렵지 않게 찾아볼 수 있습니다. 마이크로소프트 스카이드라이브나 네이버 N드라이브, 나우콤 세컨드라이브처럼 이용자들이 해당 서비스의 ID만 입력하면 많은 용량은 아니어도 어느 정도의 무료 저장 공간을 쓸 수 있습니다. 웹 하드와 달리 스마트 단말기든 PC든 플랫폼을 가리지 않고 데이터에 쉽게 접근할 수 있다는 게 특징으로 인해 널리 이용하고 있습니다.
10GB 공간을 주는 네이버 N 드라이브
그런데 웹 기반 데이터 저장 서비스도 몇 번 쓰고 보면 부족한 점이 많습니다. 서비스 업체에 따라 저장 용량이나 속도에 영향을 많이 받는 데다, 저장 용량을 늘리려면 유료로 이용하는 수밖에 없기 때문입니다. 시작은 무료지만, 오래 쓸 때는 유료로 쓰는 수밖에 없는 셈이지요.
이용자가 직접 만드는 넷하드와 마이크로 서버
이러한 문제를 벗어나는 다른 방법은 넷하드나 마이크로 서버를 쓰는 방법입니다. 먼저 넷하드는 네트워크 기능을 결합한 외장형 하드디스크입니다. 이 하드디스크는 USB 대신 공유기에 랜 선을 꽂아서 가정 안에 있는 장치끼리 공유하던 것인데, 최근에는 외부에서도 접속할 수 있는 기능을 갖췄습니다. 덕분에 스마트폰이나 태블릿에서도 집에 있는 넷하드에 접속해서 데이터를 가져오거나 넣을 수 있습니다.
넷하드는 설치와 설정이 편한 점이 강점입니다. 전원과 랜 선을 꽂은 뒤 간단한 설정만으로 쓸 수 있지요. 또한 하드디스크 용량도 충분해 어지간한 크기의 데이터도 넣고 뺄 수 있습니다. 하지만 넷하드의 안정성이나 신뢰성은 걱정되는 부분입니다. 하드디스크가 오류났을 때를 대비하기 힘든 점이 있지요.
집에 설치하는 마이크로 서버
마이크로 서버의 좋은 점은 안정성이 상대적으로 좋다는 점입니다. 시스템이 거의 멈추지 않고 지속적으로 작동하는 점이 좋고, 서버에 연결된 여러 장치도 쓸 수 있습니다. 무엇보다 하드디스크의 문제 발생에 따른 대처를 할 수도 있는 점도 돋보입니다. 데이터를 안전하게 관리하는 데 다루는 점에선 높은 점수를 줄만하지요. 또한 하드디스크만 바꾸면 저장 공간을 늘릴 수 있으므로 확장도 쉬운데다, 일반인을 겨냥해 출시된 마이크로 서버는 가격도 넷하드 수준으로 쌉니다.(다만 마이크로 서버 중에는 하드디스크가 없거나 저용량 하드디스크가 들어 있는 제품도 있습니다)
다만 거의 모든 설정을 이용자가 직접 해야 한다는 점이 걸림돌입니다. 일반적으로 PC를 다루는 것보다는 더 많은 지식이 필요하지요. 하지만 쓰는 이들이 별로 없다 보니 주변에서 쉽게 정보를 얻기 어려운 점도 있습니다.
스마트 단말기를 위한 저장 매체, 꼼꼼하게 따져봐야…
인터넷 서비스든 개인용 마이크로 서버든 이러한 저장 장치가 모두에게 필요할 것이라고는 생각하지 않습니다. 스마트 단말기를 쓰면서 언제나 용량 때문에 고민인 이들이 선택할 수 있는 해결책일 뿐이지요. 다만 점점 모바일에서 생산하고 소비하는 데이터가 많아질 수록 이 같은 세컨드 저장 장치나 서비스에 대한 수요도 함께 늘어날 것으로 짐작됩니다. 어차피 스마트 단말기의 크기가 고정되어 있는 이상 저장 공간을 늘리기는 어려운 터라 이용자들은 하나 이상의 온라인 저장 매체를 고를 수밖에 없을 테고 이를 겨냥한 각종 서비스나 하드웨어는 더 많이 늘어나겠지요. 세컨드 저장 장치 시장도 점점 스마트 단말기와 동반 성장할 것입니다.
하지만 소비자의 선택은 쉽지 않을 수밖에 없습니다. 한번 올려둔 데이터를 쉽게 옮길 수 없는 특성이 있기 때문이지요. 특히 많은 데이터를 담아둘수록 서비스를 옮기기는 더욱 어려워질 것입니다. 때문에 이용자들은 자기가 쓰는 스마트 단말기의 환경을 제대로 진단하고, 어떤 서비스가 가장 잘 맞는가를 찾아내는 것도 필요합니다. 단순히 자료만 올려둘 것인지, 공유를 할 것인지, 넉넉한 용량이 중요한지 여부 등 꼼꼼히 따져야겠지요. 이러한 요소들을 따지는 이용자가 늘어날수록 클라우드 서비스 업체들도 더 나은 서비스로 발전시키려 노력할 겁니다.
* 이글은 제너시스템즈 블로그(http://xenerdo.com)에 기고했던 글로 일부 내용이 다를 수 있습니다.
출처 : http://chitsol.com/entry/%EC%98%A8%EB%9D%BC%EC%9D%B8%EC%97%90-%EB%82%B4-%EB%8D%B0%EC%9D%B4%ED%84%B0%EB%A5%BC-%EC%A0%80%EC%9E%A5%ED%95%98%EB%A9%B4-%EA%B1%B1%EC%A0%95-%EB%81%9D%EC%9D%BC%EA%B9%8C
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