[TECH REPORT] 차세대 차량용 애플리케이션 개발을 가능케 하는 와이파이 6E

[유블럭스=피터 칼손/프레드릭 론가르드] 오늘날의 첨단 자동차 생산 라인은 어느 때보다 연결성이 높아졌으며, 최근 10년 동안 온보드 커넥티드 애플리케이션들은 상당히 복잡해졌다. 인포테인먼트 시스템이 고도로 정교해짐에 따라, 데이터 집약적인 오디오 및 비디오 스트리밍 앱이 표준 기능으로 자리 잡게 됐다. 첨단 운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assistance System, ADAS)은 차량 내의 수많은 센서로부터 수집된 데이터를 기반으로 동작하고 있다. 오늘날의 자동차들은 다른 자동차, 지능형 도로 인프라, 보행자 등의 다른 도로 사용자들과도 통신이 가능해지고 있다.

차량 내 연결성의 증대로 무선 데이터에 대한 수요 역시 당연히 증가하게 됐다. 스포티파이만 해도 시간당 최대 150메가바이트를 사용하고, 넷플릭스는 시간당 최대 7기가바이트를 사용한다. 고사양 ADAS 시스템은 시간당, 많게는 1.4테라바이트에 이르는 데이터를 수집하는 것으로 분석가들은 추정한다. 시장 및 소비자 데이터 제공 분야 기업인 스태티스타에 따르면 전 세계 커넥티드 카 대수가 2021년 2억 3600만 대에서 2035년에는 8억 6300만 대로 약 4배 가까이 늘어날 것으로 전망된다. 앞으로는 무선 데이터에 대한 의존도는 계속 커질 것으로 보인다.

현재 차량용 커넥티드 애플리케이션은 블루투스와 와이파이 기술에 크게 의존하고 있다. 블루투스를 이용하는 오디오 스트리밍, 다중 목적 와이파이, 그리고 와이파이를 사용한 화면 공유 등이 예이다. 차량용 커넥티드 활용 사례의 확산과 무선 데이터 관련 수요의 증가는 신호 혼잡과 성능 저하를 유발할 가능성을 높인다. 블루투스와 와이파이 둘 다 2.4GHz 대역에서 동작하므로 스펙트럼을 놓고 상당한 경쟁이 있지만 보다 최근의 와이파이 활용 사례들은 5GHz 대역을 사용함으로써 이 문제를 완화할 수 있게 됐다.

와이파이 6(IEEE 802.11ax)는 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDMA)이라고 하는 고차 디지털 변조 방식을 사용해서 더 많은 사용자가 동시에 통신할 수 있게 한다. OFDMA는 고주파 캐리어 신호의 멀티패스 페이딩으로 인한 영향을 낮춤으로써 실외 환경에서 와이파이 6의 견고성을 높인다. MU-MIMO(다중 사용자-다중 입출력) 기법과 1024-QAM(직교 진폭 변조) 기술의 조합을 통해 데이터 전송속도가 크게 향상된다.

스펙트럼 효율이 향상되고 대역폭 용량이 4배 더 커진 데다 유연성이 높아지고 커버리지도 더 넓어졌다는 점에서, 와이파이 6은 첨단 커넥티드 카를 가능하게 하는 핵심 기술로서 상당한 기대를 모은다. 이 같은 성능 향상은 각각의 액세스 포인트마다 더 많은 클라이언트 기기를 지원할 수 있도록 하거나 초고해상도 비디오 스트리밍 같은 새로운 고대역폭 활용을 가능하게 해 줄 것이다.

와이파이 6은 주로 실내에서 소수 사용자의 필요를 위해서가 아닌 혼잡한 환경에서 다수 클라이언트의 사용자 경험 품질에 좀 더 초점을 맞추고 있다는 점에서 이전 와이파이 버전들과 다르다. 차량용 활용 사례와 관련해 주목할 만한 점은, 실외에서 전송 거리와 도달 범위를 향상시킨다는 것이다.

와이파이는 차량의 실내외 및 차량 간 무선 커넥티비티를 위해 앞으로도 핵심적 역할을 하게 될 것으로 보인다. 하지만 와이파이 6의 향상된 성능으로 현세대의 와이파이 기술을 보완할 필요가 있다. 더욱 향상된 수준의 사용자 경험, 안전, 보안을 제공하고자 하는 차량용 활용 사례들은 높은 데이터 전송속도와 낮은 지연시간으로 더 긴 전송 거리와 더 넓은 도달 범위를 지원하기 위해 4G 및 5G 셀룰러 기술을 활용하는 방안을 모색하게 될 것이다. 멀티 모드 기능은 애플리케이션에 ‘믹스 앤 매치’ 커넥티비티를 구현할 수 있게 할 것이다. 차들이 많고 데이터에 대한 수요가 높은 도심 지역에서는 셀룰러와 와이파이를 동시에 사용하고, 충전소나 주차장 같은 장소에서는 와이파이만을 사용함으로써, 필요한 데이터 전송속도를 지원할 수 있을 것이다.

와이파이 6E 도입이 임박함에 따라 와이파이 성능은 크게 강화될 것이다. 최신 버전의 와이파이는 6GHz 대역을 사용할 수 있으므로, 데이터 트래픽을 더 높은 주파수 대역으로 옮김으로써 2.4GHz 대역이 비워지게 되고, 이 비워진 대역은 저비용 저전력 블루투스 커넥티비티 확장에 사용할 수 있게 될 것이다. 와이파이 6E 디바이스가 14개의 추가적인 80MHz 채널 및 7개의 추가적인 160MHz 채널에서 운용이 가능함으로 와이파이 6E 애플리케이션은 6GHz 대역에서 최대 1200MHz의 추가적인 스펙트럼을 사용할 수 있게 될 것이다.

미국 연방통신위원회가 2020년에 6GHz 대역을 개방하기로 결정한 이후, 전 세계적으로 와이파이 6E 도입이 탄력을 받고 있다. 2022년 9월 초를 기준으로, 전 세계 22개 이상의 국가에서 새 표준을 도입했으며 앞으로 더 여러 국가가 도입할 예정이다. 와이파이 얼라이언스는 전 세계 와이파이 6E 디바이스 판매량이 2022년에 3억 5000만 대를 돌파하고, 차량용 애플리케이션이 점점 더 큰 비중을 차지할 것으로 전망했다.

와이파이 6E의 향상된 성능과 가용성은 첨단 커넥티드 차량 실내외의 대역폭 제한에 대한 부담을 완화해주고 인포테인먼트 장치, 텔레매틱스 제어 장치, 첨단 운전자 지원 시스템을 포함한 다양한 차량용 애플리케이션을 지원할 것이다. 빠르게 변화하는 시장에서 자동차 OEM과 1차 부품 협력사들은 애플리케이션 구현을 위한 최선의 접근법을 결정해야 할 것이다. 이전 세대 와이파이와 마찬가지로 구현을 위한 다양한 접근법이 가능할 것이고, 늘어나는 활용 사례에 발맞춰서 기술도 진화해 나갈 것이다.

다만 언제나 그렇듯이 시장에서는 보다 빠르고 비용적으로 효율적인 개발 주기를 요구할 것이다. 자체 개발 솔루션을 활용한다면 높은 수준의 맞춤화가 가능하겠지만, 최근 유블럭스가 출시한 JODY-W4같이 사전에 인증받은 모듈 제품을 활용하면 개발 시간을 단축하고, PCB와 디바이스 설계를 간소화하며 제품 출시를 앞당길 수 있다. 전반적인 직접 및 간접 비용을 낮추는 것과 같은 다양한 이점들을 누릴 수 있다.

차량용 기술 분야 기업인 유블럭스는 자사의 차량용 JODY 포트폴리오에 최신 JODY-W4를 추가함으로써 시장에서 입지를 한층 더 강화하게 됐다. 무선 인증 완료된 이 모듈 제품은 텔레매틱스 제어 유닛(Telematics Control Units, TCU)과 차내 인포테인먼트(In-vehicle Infotainment, IVI) 애플리케이션용으로 적합하도록 설계됐으며 와이파이 6E와 블루투스 LE 오디오를 모두 통합하고 있다. 와이파이 6E를 시장에 도입한 모듈 제품 중 하나인 JODY-W4는 와이파이 혼잡 문제를 해결하고, 6GHz 스펙트럼을 사용해 차량용 애플리케이션을 쉽고 빠르게 개발할 수 있도록 해준다.

와이파이 6E는 자동차 환경에서 점점 더 가중되는 신호 혼잡 문제에 대한 완화 방안을 제공한다. 이 새로운 기술이 가져다줄 기회들을 포착하고자 할 때 JODY-W4 같은 사전 인증 모듈 제품은 개발 시간을 단축하고 시장을 선점할 수 있는 지름길을 제공할 것이다