6 Reasons Why Automotive OEMs Are Upgrading to Wi-Fi 6
OEM이 WiFi 6로 업그레이드하는 이유
2020년 07월호 지면기사  /  글| 제프 제임스(Jeff James) 시니어 디렉터, NXP 반도체



자동차는 와이파이 6를 탑재하는 디자인을 지금 시작해야한다. 스마트폰의 표준 기술이 자동차에 등장하는 데는 보통 2~3년이 걸린다. 소비자는 와이파이 6가 최고의 경험과 성능, 품질을 제공한다면 자동차도 이런 트렌드에 발맞추어 나가길 기대할 것이다. 때문에 수많은 OEM들이 이미 와이파이 6를 차세대 자동차 개발 계획에 도입했다.


글| 제프 제임스(Jeff James) 시니어 디렉터, NXP 반도체




수십 년간 자동차 성능과 관련해 자동차 애호가 사이에서 주로 화제가 되었던 것은 속도였다. 자동차가 세대교체를 하면 시속 60마일까지의 가속시간과 0.25마일 거리의 주파 속도가 향상됐다. 그러나 이제 화제의 중심이 바뀌고 있다. 운전 경험을 더욱 쾌적하게 하는 자동차 지원 전자장치가 자동차 성능의 정의를 확장하고 있기 때문이다. 자동차의 정의는 이제 한 자동차 모델의 속도에 국한되지 않고 경쟁사 모델과 비교해 스마트한 수준, 안전도, 기능으로 판단된다. 

기존의 와이파이(WiFi) 표준에서도 마찬가지로 속도가 각 기술 세대의 향상을 견인했다. 최신 와이파이 6 표준이 상당히 개선된 성능을 제공하고 있지만 자동차 OEM들은 시장에 더 많은 개선점을 제공하기 위해 와이파이 6를 발 빠르게 도입하는 중이다. 이런 개선은 자동차의 내. 외부에서 사용량이 늘고 있는 무선 경험을 완벽하게 제공하는 것이 핵심이다. 


와이파이 사용 사례 증가     

현재 와이파이는 소비자가 자동차와 상호작용하고 연결하는 데 사용되는 핵심기술이다. 이는 음악과 비디오 스트리밍, 차량 내 무선 핫스팟 제공, 휴대전화 디스플레이의 대시보드 미러링, 인포테인먼트 시스템 무선 업데이트에 사용된다. 자동차 OEM들은 향후 이런 사용 모델을 크게 확대시켜 사용이 늘고 있는 다음과 같은 혁신 기능들을 지원할 계획이다.

• 운전자 안전 향상을 위해 자동차 내외부에 장착된 여러 대의 카메라를 통한 스트리밍 및 녹화
• OEM의 운전자 지원 향상을 위한 자동센서와 카메라 데이터 업로드
• 자동차 점검 서비스 예약 전 정비사가 차량 결함 원인을 미리 알 수 있도록 서비스와 진단 데이터 업로드


OEM들은 자동차가 소비자에게 인도되기 전에도 와이파이를 사용해 생산라인에서 자동차를 프로그래밍하거나 펌웨어를 업데이트할 수 있기를 기대한다. 와이파이 기술은 고온의 날씨에 어린아이가 차안에 혼자 남겨지지 않았는가를 탐지하는 기능에도 사용될 수 있다. 

이런 사용 사례가 증가하면서 운전자와 승객, 그리고 자동차 자체의 데이터 사용이 늘고 있으며 이런 수요는 꾸준히 증가할 것이다. 인포테인먼트 파일이 고화질 비디오의 지원으로 대용량화되고 있으며, 더 많은 사람들이 운전 중에 전자기기에 데이터를 다운로드하고 있다. 자율주행에 사용되는 센서는 하루 4TB 이상에 해당하는 방대한 데이터를 생성하며, 이 데이터는 프로세싱과 분석을 위해 업로드 돼야만 한다.1 펌웨어 업데이트도 제조업체가 자동차를 최신 보안성, 안전성, 운영 알고리즘을 계속 업데이트하기 위해 다운로드하는 소프트웨어 이미지 용량이 커지면서 꾸준히 증가하고 있다. 자동차 OEM은 이렇게 증가하는 데이터 수요 충족을 위해 다양한 방법을 강구해야 하는데, 와이파이 6는 이런 노력에 핵심 역할을 수행한다.  


시대적 니즈에 5G를 보완하다 

와이파이 6와 5G 셀룰러가 같은 시기에 기술 도입이 시작하기에 서로 함께 작동되도록 설계돼 자동차 연결성 보완에 중요한 역할을 한다. 와이파이는 수많은 연결성 니즈 충족을 위해 다음과 같은 이유로 몇 가지 핵심적인 혜택을 제공할 수 있다. 

▶첫째, 5G는 이동통신 업체가 개인 및 기업 계약을 기반으로 서비스를 제공하는 허가된 대역에서만 작동되기 때문에 지속적으로 비용이 든다. 
▶둘째, 5G는 인프라의 구축 비용이 높고 이동통신 사업체가 업그레이드를 선별적으로 하기 때문에 단기적으로 5G 적용범위가 제한될 것이다. 
▶셋째, 와이파이는 포화나 서비스 범위가 나쁠 때, 적용범위 상황에서의 성능 향상을 위해 셀룰러 네트워크에서 총 모바일 트래픽 량의 50% 이상 덜어왔다. 이 수치는 5G 사업체가 와이파이 6를 운영계획의 일부로 편입시키면서 2022년까지 약 60%까지 증가할 것으로 예측된다.2 3 



차량용 와이파이 6의 6가지 혜택 

NXP와 차세대 와이파이 6 표준인 IEEE 802. 11ax 전담 조직을 포함한 선도기업들은 와이파이 6에 수차례 중요한 업그레이드와 기능을 추가해왔다. OEM들이 와이파이 6를 현재 자사의 플랫폼 개발에 도입하는 이유 6가지는 다음과 같다.

혼잡도 감소
최근 몇 년간 와이파이가 자동차에 적용되면서(2022년까지 대부분의 자동차에 한 개 이상의 와이파이가 탑재될 예정) 그 사용량이 급격히 증가했다. 이에 따라 자동차 내, 외부 네트워크에 혼잡과 간섭 수위가 높아졌다. 이런 혼잡은 도로, 교통체증, 주차장, 그리고 대리점에서도 무선 성능에 영향을 준다. 

와이파이 6는 무선 환경의 혼잡을 완화하기 위해 다음의 두 가지 특징을 통해 사용 가능한 총 대역폭을 4배 이상 증가시키고 사용자 당 전체 대역폭을 증가시킨다. 첫째, OFDMA(직교 주파수 분할 다중 접속) 방식은 대역폭에 대한 다양한 니즈를 해결하며 여러 사용자가 동시에 채널에 액세스할 수 있게 한다. 둘째, 주변 네트워크의 간섭을 차단하는 BSS(기본 서비스 세트) 컬러링 기법을 통해 와이파이 6가 다른 라디오에서 나오는 동일한 채널의 신호를 식별한다. 그 결과, 장치는 사용 가능한 총 대역폭을 증가시켜 외부 트래픽을 인식하고 차단시킨다.

도달범위 확대 
자동차가 가정집의 차고나 판매 대리점, 혹은 주차장에 주차되는 경우, 가장 가까운 액세스 포인트에서 멀리 떨어지는 일이 종종 생긴다. 이런 경우, 무선 펌웨어 업데이트나 차량 데이터 업로드와 같은 와이파이 기능사용이 어려울 수 있다. 

와이파이 6는 여러 핵심 기술을 추가해 사용 범위를 현격히 넓혔다. 이제 이런 파장 증대로, 2.4 GHz 대역이 주파수 도달 범위의 극대화를 위해 흔히 사용된다. 와이파이 6는 특정 범위확대 모드 기능 추가로 도달 범위가 더욱 확장됐다. 또한 와이파이 6는 8×8 사운딩 피드백이 더욱 먼 거리에서도 완벽한 다운로드 성능을 구현하도록 액세스 포인트에 최대 8개의 안테나 지원을 추가한다. 

저전력 
시동이 꺼져 있는 동안 와이파이 네트워크에 접속된 상태로 있다면 귀중한 배터리 전력을 낭비하며 자동차의 사용 전 대기시간을 줄인다. 이는 자동차가 주차돼 있는 동안 와이파이의 활용도를 떨어뜨린다. OEM은 차량의 미사용 시에 최대한 저전력 상태 유지를 위해 다양한 기술을 사용해 시스템 전원을 끈다. 와이파이 6는 이런 작업을 지원한다. 

와이파이 6는 TWT(타깃 웨이크 타임)라는 배터리 효율 최적화 스케줄링 메커니즘을 사용해 액세스 포인트가 각각의 클라이언트의 웨이크 타임을 스케줄링 하도록 지원한다. 이를 통해 자동차는 일정시간 동안 휴면 상태에 있다가 와이파이 연결이 필요할 때 자체적으로 휴면상태에서 깨어난다. 예를 들어, 판매 대리점에 있는 자동차는 상당 기간 동안 미사용 상태로 있더라도 필요한 업데이트를 수신하면서 필요시에 바로 정상적으로 작동할 수 있다. 

더욱 빠르게 
위에 기술된 기능 향상 외에도 와이파이 6는 데이터 전송률 측면에서도 고성능을 제공한다. 매우 혼잡한 환경 속에서도 단일의 클라이언트 장치에 대한 데이터 전송률은 최대 40% 향상시킨다. 데이터 처리량 향상을 위해 OFDM, MU-MIMO, 1024-QAM(직교 진폭 변조) 등 기본 프로토콜에 대한 몇 가지 기능이 개선되고 추가됐다.

성능 업로드 
자동차가 점점 스마트해지고 자동주행 모드가 도입되면서 차량 내에 생성되는 데이터양이 기하급수적으로 증가하고 있다. 또한 승차 공유나 다른 프로그램에서 승객이나 운전자를 모니터링하기 위해 부착되는 카메라의 수도 증가하고 있다. 가까운 시일 내에 이런 데이터를 덜어내기 위해 다운로드 속도와 맞먹는 업로드 성능이 필요할 것이다.  

와이파이 5와 와이파이 6에 도입된 MU-MIMO(다중 사용자, 다중입력 및 다중출력) 다운로드를 보완하면 MU-MIMO 기능이 업로드 방향으로 확장된다. 이는 다수 사용자들의 네트워크에 업로드 데이터 전송률을 최대 80%까지 극적으로 향상시킬 수 있다.

소비자 만족        
와이파이 6의 기능이, 엄밀히 말해, 소비자의 경험에 직접 적용되지는 않지만, 자동차의 신규 모델에 와이파이 6를 채용하면 운전경험을 향상시키고 기술에 대한 소비자 요구를 충족시킨다. 와이파이 6 기술은 이미 스마트폰, 액세스 포인트를 포함한 소비자 디바이스를 견인하고 있으며 사물인터넷(IoT)과 스마트홈 기기에서도 이제 곧 익숙한 요소가 될 것이다. 소비자는 자동차도 이런 트렌드에 따르길 기대할 것이며, 와이파이 6 기술이 확산됨에 따라, 이를 기반으로 원활하고 안정적인 연결성에 대한 기대감도 상승할 것이다. 





와이파이 6, 지금 바로 시작할 때

와이파이 6를 탑재하는 디자인을 지금 시작해야한다. 스마트폰의 표준 기술이 자동차에 등장하는 데는 보통 2~3년이 걸린다. 소비자는 특히 최고의 경험과 성능, 품질이 제공된다면 자동차도 이런 트렌드에 발맞추어 나가길 기대할 것이다. 이 때문에 수많은 OEM들이 이미 와이파이 6를 차세대 자동차 개발 계획에 도입했다.

와이파이 6의 초기 혁신을 이끈 NXP는 이미 차량용으로 설계된 포트폴리오를 제공한다. NXP 제품군은 이미 AEC-Q100 인증을 받았기에, 자동차 OEM 업체들은 NXP 솔루션이 카트, 트럭, 오토바이의 까다로운 품질과 성능 요구를 충족할 것이라고 확신할 수 있다. 와이파이 6 기술은 자동차 미래의 핵심 기술로 혁신, 운영 효율성과 운전 경험에 밝은 미래를 보장할 것이다. 


 


제프 제임스 (Jeff James)
제프 제임스는 NXP 반도체의 커넥티드 오토모티브 사업부문의 시니어 디렉터이다. 반도체 업계에서 25년이 넘는 기간 동안 자동차, 소비자 및 산업 시장에서 업계를 선도하는 연결 부문의 혁신을 총괄했다.

참고
1. IDC는 2025년까지 세계 데이터시대가 163제타바이트(즉, 1조 기가바이트)로 증가할 것으로 예측했다. 이는 2016년 생성된 데이터 16.1제타바이트의 10배에 달하는 수치다. 차량 내부에서도 이 소식은 위압적이다. 자율주행차 데이터는 차량당 하루 평균 5~20테라바이트의 데이터를 생성하는 자율주행 테스트 차량 덕분에 더욱 빠르게 성장하고 있다.

2. https://www.networkworld.com/article/3341099/wi-fi-6-5g-play-big-in-ciscos-mobile-forecast.html 시스코는 “모바일 오프로드는 전체 모바일 연결 단말의 전체 모바일 데이터 트래픽 중 차지하는 비율로 2017년 54%(13.4EB/월)에서 2022년까지 59%(111.4EB/월)로 늘어난다. 오프로드 볼륨은 스마트폰 보급률, 듀얼 모드 단말기 점유율, 가정용 모바일 인터넷 사용률, 가정에서 Wi-Fi 고정 인터넷 접속이 가능한 듀얼 모드 스마트폰 보유자 비율 등에 따라 결정된다"고 밝혔다.
 
3. https://autotechreview.com/features/flood-of-data-will-get-generated-in-autonomous-cars 다양한 업계 전문가들에 따르면, 자율주행차는 하루 평균 4,000GB의 데이터를 쏟아낼 것이며, 이는 하루에 한 시간만 운전하는 것에 해당하는 수치라고 한다.

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