블루투스 디바이스 100억대! “모든 것이 Bluetooth”

협업단체인 블루투스 SIG 창설 15주년…현재 회원사 1만9000여곳
누적 디바이스 100억대, 5년 후엔 300억대 예상…농구공에도 탑재

▲사진: 블루투스 스피커인 BA-V2 사운드박스(SoundBOX)

스마트폰은 물론 스피커, 헤드셋에 근거리 무선통신 기술인 블루투스(Bluetooth)가 탑재되고 있는 사실은 이제 놀랄 만한 일이 아니다. 그러나 최근 사물인터넷(IoT)이라는 대세적인 흐름에 발맞춰 블루투스 기술이 농구공이나 스프링클러에도 도입되고 있다는 뉴스는 충분히 놀라움을 준다.

농구공에 탑재된 블루투스를 통해 선수 개개인의 드리블 수와 슛의 각도 등을 분석할 수 있고, 스프링클러에 탑재된 블루투스를 통해서는 토양환경 변화를 감지하면서 수분상태를 진단할 수 있다. 따라서 블루투스는 훌륭한 프로농구 선수를 길러내고, 영양과 맛을 두루 갖춘 농작물을 재배하는 기술이라고 표현할 수 있다.

정현준 기자 june@techworld.co.kr

블루투스 SIG 창설 15주년
2018년 300억대 디바이스 예상

근거리 통신기술의 대명사인 블루투스 기술이 올해로 15년을 맞이했다.

15년 전 노키아와 에릭손, 모토로라, 인텔, 도시바, IBM(현 레노버), 마이크로소프트 등 당시 PC와 휴대전화 시장을 이끌던 7개 업체가 블루투스 기술을 공동으로 연구하고 표준화하기 위해 블루투스 SIG(Special Interest Group)라는 협업단체를 구성했고, 회원사가 꾸준히 증가해 현재 회원사 수는 1만9000여개사에 이른다. 내년 초 2만개 회원사를 낙관하는 상황. 우리나라 기업의 경우에도 삼성전자와 LG전자, 현대·기아자동차 등 845개사가 회원사로 등록돼 있다.
그렇다면 블루투스가 탑재된 디바이스의 수는 어느 정도일까.

ABI리서치에 의하면 올 한 해에만 약 25억대의 블루투스 디바이스가 출하된 상태다. 오는 2018년경에는 연간 출하대수가 약 2배 증가해 45억대의 디바이스에 블루투스가 탑재될 것으로 전망되고 있다.

누적량으로 봐도 놀랍다. 현재까지 총 100억대의 디바이스가 출하된 상태. 앞으로 5년 후면 누적 출하대수가 300억대에 이를 것으로 예측된다. 그야말로 블루투스의 세상이다.

piconet 네트워크 통해 무선으로 연결
디바이스 대수 제한 없다고 봐도 무방

블루투스 무선기술은 간편하고 안전하며, 어디에서나 사용할 수 있는 근거리 통신기술이다. 휴대전화는 물론 메디컬 디바이스, 엔터테인먼트 제품에 이르기까지 다양한 디바이스에 탑재돼 있다. 블루투스 기술의 목적은 높은 수준의 보안을 유지하면서 디바이스들을 서로 연결하는 유선 케이블을 대체하는 데에 있다.

핵심적 특징은 견고함, 낮은 소비전력, 저비용이다. 블루투스 규격은 광범위한 종류의 디바이스들이 서로 연결되고 커뮤니케이션하기 위한 균일한 구조를 정의한다. 블루투스 기술이 탑재된 디바이스들이 서로 연결되는 것을 페어링(pairing)이라고 부른다. 아키텍처와 전세계에 퍼져 있는 보편성으로 인해 세계 어느 곳에서나 블루투스 기술이 탑재된 디바이스가 가까이 있을 때 서로 연결될 수 있다.

블루투스 디바이스들이 서로 연결되면, 피코넷(piconet)이라는 근거리 애드-혹(ad-hoc) 네트워크를 통해 무선으로 커뮤니케이션하도록 만든다. 블루투스 디바이스들이 근접거리 내로 들어오거나 나갈 때 자동으로, 다이내믹하게 피코넷이 설정되므로 소비자들은 언제 어디서나 자신이 원할 때 쉽게 디바이스를 연결할 수 있다.

하나의 피코넷 내의 각 디바이스는 해당 피코넷을 통해 최대 7개까지의 디바이스에 연결될 수 있으며, 각 디바이스는 동시에 여러 개의 피코넷에 속할 수 있으므로 사실상 연결되는 디바이스의 대수에 제한이 없다고 봐도 무방하다. 블루투스 무선기술의 근본적인 강점은 데이터와 음성 송·수신을 동시에 처리할 수 있다는 점. 이를 통해 핸즈프리 통화, 프린팅, 팩스, PC와 휴대전화간 동기화 등 수없이 많은 혁신적 솔루션이 가능해진다.

여타 무선기술과 다르게 블루투스의 핵심규격은 제품 개발자들에게 링크 계층과 애플리케이션 계층에 대한 정의를 동시에 제공하는데, 이들은 데이터와 음성 애플리케이션 모두를 지원한다. 블루투스 핵심규격에 대한 정보는 블루투스 SIG 회원전용 웹사이트인 www.Bluetooth.org에서 찾아볼 수 있다.

▲ 블루투스 SIG의 Suke Jawanda 최고 마케팅 책임자

▲ 최현무 블루투스 SIG 한국지사장

스펙트럼과 간섭(Spectrum & Interfere nce)

블루투스 기술은 공용 ISM(Industrial, Scientific, Medical) 주파수 대역인 2.4~2.485GHz 대역에서 작동하며, 초당 1600회의 호핑을 하는 대역 확산(Spread Spectrum), 주파수 호핑(Frequen cy Hopping), 풀-듀플렉스(Full-Dulplex) 시그널을 사용한다.

2.4GHz 대역은 대부분의 국가에서 특정 목적만을 위해 라이선스되지 않은 공용 주파수 대역이다. 블루투스 기술의 적응형 주파수 호핑(AFH, Adaptive Frequency Hopping) 역량은 2.4GHz 대역을 공유하는 다른 무선기술과의 간섭문제를 해결하기 위해 고안됐다.

AFH는 스펙트럼 대역 내에서 사용이 가능한 주파수를 이용하기 위한 것인데, 기술적으로는 다른 디바이스가 사용중인 주파수를 인식해 이를 피하는 방법으로 구현된다. 적응형 호핑 기술은 2.4~2.485GHz 주파수 대역을 각각 1MHz의 폭을 가진 79개의 주파수 구간으로 나누고, 이 중 간섭이 발생하지 않는 구간을 사용하는 것으로 주파수 대역 내에서 더 효과적인 전송을 가능케 만든다.

이로 인해 블루투스 기술이 작동하는 주파수 대역 내에 다른 디바이스가 다른 무선기술을 사용하고 있더라도 사용자들은 더 뛰어난 성능을 경함하게 된다.

통신거리와 소비전력

블루투스 기술의 통신거리는 애플리케이션에 따라 다르지만, 최소 거리는 핵심규격에 의해 필수사항으로 정해져 있다. 그리고 최대 거리는 각 제조업체가 구현코자 하는 애플리케이션에 따라 조정할 수 있다.

- 클래스3 라디오: 최대 1미터
- 클래스2 라디오: 모바일 디바이스에서 가장 많이 보이는 형태로 10미터임.
- 클래스1 라디오: 주로 산업용 애플리케이션에서 많이 사용되고 100미터임.

가장 흔히 사용되는 클래스2 라디오의 경우 소비전력이 2.5㎽이다. 블루투스 기술은 매우 적은 전력을 소비하도록 디자인돼 있다. 디바이스가 활성화되지 않을 때는 라디오의 소비전력을 더욱 낮추도록 핵심규격에 규정돼 있기 때문에 전체적인 소비전력이 줄어든다.

핵심규격 버전인 3.0HS에 규정돼 있는 일반 대체 MAC/PHY는 고속 데이터 디바이스를 위해 원격 AMP를 감지해 데이터 전송을 위해 필요할 때만 라디오를 켜 전력 소비량을 최적화하는 한편 라디오의 보안성에도 도움이 된다. 저에너지 블루투스 기술은 빠른 데이터 전송속도보다는 최장의 배터리 수명이 요구되는 디바이스를 위해 최적화돼 있으며, 전형적인 블루투스 기술에 비해 1/2에서 1/100에 해당하는 전력만을 사용한다.

▲ 인테리어 효과를 주는 무아스의 블루투스 스피커 '블랙다이아몬드3'

▲ 블루투스는 이제 자동차에 적용되는 필수 기술이다(쉐보레의 카마로).

Bluetooth Smart와 Bluetooth Smart Ready

Bluetooth Smart와 Bluetooth Smart Ready는 블루투스 SIG의 등록상표다.
블루투스 스마트 디바이스들은 핵심규격 버전 4.0, 즉 저에너지 기술이 적용된 디바이스들로 최소의 전력만을 사용하는 센서 디바이스들이다. 블루투스 스마트 디바이스들은 동전 모양의 배터리 하나로 수개월에서 몇 년까지 작동될 수 있다.

'우리 집 창문은 모두 잠겨 있는지', '내 인슐린 농도는 얼마인지', '오늘 내 몸무게는 몇 킬로그램인지' 등과 같은 특정한 형태의 정보를 수집, 블루투스 스마트 레디 디바이스로 보내기 위해 만들어진 디바이스들이며, 심박모니터, 혈압팔찌, 스마트 손목시계, 창문 및 현관 보안센서, 자동차 키 체인, 피트니스 및 운동센서 등이 포함된다.

블루투스 스마트 레디 디바이스는 이미 소비자들이 소지하고 있는 수십 억개의 블루투스 디바이스들과 매일 500만개 이상 쏟아져 나오는 블루투스 스마트 디바이스들에 연결하는 가장 효과적 방법이다. 블루투스 스마트 레디 디바이스는 기존 블루투스 디바이스나 블루투스 스마트 디바이스들이 보내는 데이터를 수집, 이들을 유용한 정보로 변환시키며, 다른 디바이스로 보내는 애플리케이션이 구동된다. 따라서 블루투스 생태계의 허브라고 할 수 있다.

블루투스 스마트 레디 디바이스로 인증을 받으려면, 제품의 개발자나 제조업체는 물론이고 제3자가 애플리케이션을 개발해 해당 디바이스에 업그레이드 또는 탑재할 수 있는 방법을 제공해야 한다.

블루투스 SIG는 어떤 단체?

블루투스 SIG(Special Interest Group)은 지난 1998년 설립된 비영리 조직이다. SIG는 블루투스 상표를 보유하고 있고, 블루투스 표준 발전을 총괄하고 있다.

블루투스 규격 제정 및 발표, 인증 프로그램 관리, 블루투스 상표 보호, 무선기술 전파 등이 주요 업무인데, 직접 기술을 제작하거나 제품을 판매하지는 않는다. 마케팅과 엔지니어링, 운영 등을 담당하는 전문직원들을 보유하고 있다.
미국에 본사가 있고, 홍콩에 아시아태평양지역 담당 본부가 있으며, 스웨덴 말뫼에 유럽·중동·아프리카 담당 본부가 있다. 그리고 한국을 포함해 각국에 지사가 있다.

SIG 회원으로는 현재 1만9000여개사가 가입돼 있는데, 후원사 회원은 에릭슨과 인텔, MS 등이며, 이사회는 LG전자의 이만수 책임연구원을 비롯해 11명으로 구성돼 있다. 회원은 현재 APAC 지역 회원이 총 회원의 34%를 차지하고 있으며, 한국기업 회원사도 781개사에 이른다.

최근 SIG는 무선충전연합(A4WP, Alliance for Wireless Power)와 스마트 무선충전기 시대를 열기 위한 공식 연락관계를 맺는 양해각서를 작성한 바 있다. SIG와 A4WP의 파트너십은 표준을 통합하기 위한 목적도 갖고 있다.

이에 대해 SIG측은 소비자에게 디바이스가 충전 표면과 접촉할 때 빠르게 충전이 되는 이점, 여러 대의 디바이스를 동시에 충전할 때 하나의 디바이스가 우선적으로 충전되는 것과 같이 향상된 전력관리 기능, 무선충전기를 이용한 새로운 애플리케이션 분야 창출(예: 모바일 결제, 위치기반 서비스 등) 등의 혜택이 가능해질 수 있다고 기대하고 있다.