Wi-Fi 및 Bluetooth 기술은 스마트 홈 및 IoT 애플리케이션의 발전을 이끕니다.

최근 몇 년간 와이파이(Wi-Fi)와 블루투스(Bluetooth)는 스마트홈 및 IoT 기기 채택을 가속화하는 데 중요한 기술로 자리 잡았습니다. 와이파이 기술은 높은 전송 속도와 넓은 범위로 잘 알려져 있으며, 스마트홈 내 다양한 기기에 안정적인 연결 솔루션을 제공합니다. 반면, 블루투스 기술은 저전력 소비와 짧은 거리 통신으로 알려져 있어 스마트폰, 웨어러블 기기, 소형 센서 및 건강 추적 장치와 같은 디바이스를 연결하는 데 적합합니다. 이 글에서는 스마트홈 및 IoT 애플리케이션에서 와이파이와 블루투스 기술의 최신 개발 동향과 Murata가 제공하는 관련 솔루션을 탐구할 예정입니다.

스마트 홈 및 IoT에서 Wi-Fi와 Bluetooth의 애플리케이션 특성

Wi-Fi 및 Bluetooth 기술은 스마트홈과 IoT 애플리케이션에서 중요한 역할을 합니다. 이 둘은 무선 통신 기술이지만 적용 시나리오와 특성이 다릅니다. 스마트홈 및 IoT 애플리케이션에서는 특정 요구 사항과 기기 특성에 따라 Wi-Fi 또는 Bluetooth 기술이 선택되며, 경우에 따라서는 포괄적인 연결성과 제어를 달성하기 위해 두 기술이 함께 사용되기도 합니다.   Wi-Fi 기술은 스마트 스피커, 스마트 조명, 스마트 플러그 등 집안의 다양한 스마트 기기들을 연결하는 데 일반적으로 사용됩니다. Wi-Fi는 더 긴 통신 범위와 더 빠른 전송 속도를 제공하므로, 대량의 데이터 전송 및 고속 연결이 필요한 애플리케이션에 적합합니다. 하지만, Wi-Fi는 상대적으로 전력 소모가 많아 배터리로 작동하는 기기에는 적합하지 않을 수 있습니다. 반면 Bluetooth 기술은 스마트폰, 태블릿, 블루투스 헤드폰 및 스마트워치와 같은 웨어러블 기기를 연결하는 데 주로 사용됩니다. 스마트홈에서는 Bluetooth가 짧은 통신 범위와 낮은 전력 소비 특성으로 인해 체온계나 건강 추적기와 같은 소형 기기를 연결하는 데에도 자주 사용됩니다.

Wi-Fi와 Bluetooth 기술은 계속 발전하며 서로를 보완하고 있습니다

Wi-Fi 및 Bluetooth 기술은 최신 애플리케이션의 요구를 충족하기 위해 지속적으로 발전하고 있습니다. 최신 개발은 주로 전송 속도 개선, 전력 소비 감소, 통신 범위 향상, 그리고 IoT 애플리케이션을 위한 상호 운용성 지원 강화에 초점을 맞추고 있습니다. 현재 세대의 Wi-Fi 6E는 Wi-Fi 6의 확장 버전으로, 6GHz 무선 스펙트럼을 활용하여 더 넓은 주파수 범위를 제공하고 간섭을 줄이며 무선 네트워크의 성능과 용량을 더욱 향상시키고 있습니다.   새로운 세대의 Bluetooth 5.x는 더 빠른 전송 속도, 더 긴 통신 범위, 그리고 더 낮은 전력 소비를 제공하여 Bluetooth 기술을 IoT 및 스마트 홈 애플리케이션에서 더욱 유연하고 실용적으로 만듭니다. Bluetooth 5.x는 LE Audio 기능을 도입하여 멀티포인트 오디오 및 향상된 오디오 품질을 지원하며, 오디오 전송 및 연결성에서 Bluetooth 기술의 적용 범위를 더욱 확장시켰습니다.

Murata의 소형화된 고도로 통합된 Wi-Fi 및 Bluetooth 모듈

Murata의 올인원 Wi-Fi® 및 Bluetooth 통합 모듈은 인터넷과 Bluetooth 장치에 동시에 직접 연결할 수 있는 기능을 제공하며, IoT 제품을 위한 가장 유연한 무선 기술을 제공합니다. 또한 IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ax와 같은 다양한 무선 표준을 지원하는 Wi-Fi 모듈 및 Bluetooth 표준 4.1/4.2/5.0/5.1/5.2/5.3을 지원하는 Bluetooth 모듈을 제공합니다. 호스트 프로세서 인터페이스에는 고속 처리 애플리케이션을 위한 SDIO 또는 PCIe를 사용한 단일 라디오 모듈과 적당한 애플리케이션을 위한 임베디드 MCU 모듈이 포함된 UART가 있으며, UART를 통한 Bluetooth 인터페이스를 통해 다양한 IoT 및 스마트 홈 요구를 충족합니다. Murata의 모든 모듈은 FCC/IC 참조 인증을 완료하여 여러 국가에서 제품 인증 절차를 생략함으로써 제품 시장 출시 시간을 크게 단축합니다.

유형 2EL

Murata Type 2EL은 NXP IW612 칩셋을 기반으로 한 소형 고성능 모듈로, Wi-Fi® 802.11a/b/g/n/ac/ax, Bluetooth 5.3 BR/EDR/LE, 그리고 802.15.4를 지원하여 Thread를 지원합니다. 이 모듈은 Wi-Fi®에서 최대 601Mbps의 PHY 데이터 속도와 Bluetooth에서 최대 2Mbps의 PHY 데이터 속도를 지원합니다. WLAN 섹션은 SDIO v3.0 DDR50 인터페이스를 지원하며, Bluetooth 섹션은 고속 4선 UART 인터페이스와 PCM을 통해 오디오 데이터를 지원합니다.   Type 2EL 모듈은 매우 작은 실드형 폼팩터를 특징으로 하며, IoT, 핸드헬드 무선 시스템, 게이트웨이와 같은 크기 및 전력에 민감한 애플리케이션에 통합하기에 적합합니다. Type 2EL 모듈은 -40°C에서 85°C의 온도 범위에서 작동하며, 크기는 단 8.8 x 7.7 x 1.3 mm이고 무게는 0.22그램에 불과합니다. 이 모듈은 습기 민감성 레벨(MSL) 3을 지원하며, 표면 실장 기술(SMT)을 채택하여 RoHS 표준을 준수합니다.

타입 2EA

한편, Murata Type 2EA는 Infineon CYW55573 칩셋 기반의 소형 고성능 모듈로, Wi-Fi® 802.11a/b/g/n/ac/ax 2×2 MIMO 및 Bluetooth 5.3 BR/EDR/LE를 지원합니다. 이 모듈은 Wi-Fi®에서 최대 1.2 Gbps의 PHY 데이터 전송 속도, Legacy Bluetooth (EDR)에서 최대 3Mbps의 PHY 데이터 전송 속도, Bluetooth Low Energy (BLE)에서 최대 2Mbps의 PHY 데이터 전송 속도를 지원합니다. WLAN 섹션은 PCIe v3.0 Gen 2 및 SDIO 3.0 인터페이스를 지원하며, Bluetooth는 고속 4-와이어 UART 인터페이스 및 PCM 오디오 데이터를 지원합니다. 이 모듈은 IoT 요구사항을 충족하기 위한 고성능 기능을 제공하며, 산업용 IoT, 스마트 홈, 비디오/오디오 스트리밍, xR (AR/VR) 글래스 및 게이트웨이에 적합합니다.   Type 2EA 모듈은 매우 소형의 폼팩터를 갖추고 있어 IoT, 휴대형 무선 시스템 및 게이트웨이와 같은 크기 및 전력에 민감한 애플리케이션에 통합하기 용이합니다. 이 모듈은 HCI UART, PCM, I2S Bluetooth 인터페이스를 지원하며, -40°C에서 85°C 사이의 온도 범위에서 작동할 수 있습니다. 크기는 12.5 x 9.4 x 1.2 mm이고 무게는 단 360 mg에 불과합니다.

1YN 유형

Murata Type 1YN은 Infineon CYW43439 칩셋을 기반으로 하는 소형 고가치 모듈로, Wi-Fi® 802.11b/g/n 및 Bluetooth 5.2 BR/EDR/LE를 지원합니다. 이 모듈은 Wi-Fi®에서 최대 65Mbps, Bluetooth에서 최대 3Mbps의 PHY 데이터 속도를 지원합니다. WLAN 섹션은 SDIO v2.0 인터페이스를 지원하며, Bluetooth 섹션은 고속 4선식 UART 인터페이스와 오디오 데이터를 위한 PCM을 지원합니다.   Type 1YN 모듈은 참조 클럭과 MAC/BD 주소를 내장하고 있으며, -40°C에서 85°C까지의 온도 범위에서 작동할 수 있습니다. 크기는 6.95 x 5.15 x 1.1 mm로 MSL 3을 지원하며, 표면 실장 기술(SMT)을 채택하고 RoHS 표준을 준수합니다. 또한 NXP i.MX Linux 및 FreeRTOS뿐만 아니라 Infineon WICED 개발 플랫폼을 지원합니다.

무라타의 초저전력, 소형 및 안전한 블루투스

블루투스는 매우 낮은 전류 소비로 스마트폰, 태블릿, 노트북에 직접 연결될 수 있어 배터리로 구동되는 IoT 제품에 가장 일반적으로 사용되는 무선 기술입니다. Murata는 Bluetooth SIG에서 인증한 다양한 블루투스 모듈을 제공하며, Bluetooth 4.1/4.2/5.0 BR/EDR/LE 통신을 지원합니다. 듀얼 모드 장치는 클래식 블루투스(BR/EDR)와 저전력 블루투스(BLE) 모두와 호환됩니다. 블루투스 호스트 스택이 탑재된 모듈에서는 소형 애플리케이션을 실행할 수 있으며, UART 또는 SPI 인터페이스를 통해 프로세서와 연결할 수 있습니다.

유형 2EG

Murata의 Type 2EG는 산업 및 의료 애플리케이션의 IoT 엣지 장치에 적합한 초저전력, 초소형, 보안 Bluetooth Low Energy 5.2 무선 모듈입니다. Type 2EG는 onsemi의 RSL15 무선 SoC를 채택하였으며, 48MHz Arm Cortex-M33 MCU 코어, 80kB RAM(64kB 사용자 RAM 포함), 512kB 플래시 메모리를 제공합니다. 또한 UART, QSPI, SPI, GPIO, ADC, DAC, PWM, I2C 인터페이스를 지원하며, FCC/IC, ETSI 및 MIC(일본) 인증을 받은 Arm CryptoCell 312 보안 하위 시스템을 포함하고 있습니다.   Type 2EG는 사용자 애플리케이션을 위해 설계된 강력한 MCU 코어를 갖추고 있으며, 초저전력 소모와 IoT 네트워크 보안 플랫폼, 그리고 다양한 주변 인터페이스를 통합하여 매우 컴팩트한 크기에 모두 담았습니다. 이 모듈은 온보드 안테나 옵션과 외부 안테나 옵션을 제공합니다.   Type 2EG의 Bluetooth v5.2는 더욱 높은 처리량, 개선된 브로드캐스트 용량, 그리고 장거리와 근접 요구를 충족시키는 향상된 채널 공존 알고리즘(SCA)을 제공합니다. 크기는 7.4 x 7.0 x 1.0 mm(최대)이며, LGA 패키지를 사용하고 있으며 PCB 안테나와 외부 사용을 위한 핀 패드 안테나 옵션이 포함됩니다. 최대 송신 출력은 6dBm이며, 수신 감도는 -96 dBm @ 1Mbps입니다. 초저전력 소모를 자랑하며, 송신 시 4.3 mA @ 0dBm, 수신 시 2.7 mA @ 1Mbps를 소모합니다. 슬립 모드를 지원하며, 슬립 모드에서 전력 소모는 36nA @ 3V VBAT입니다.

결론

스마트 홈과 IoT 애플리케이션에서 Wi-Fi 및 Bluetooth 기술의 지속적인 개발과 진화는 지능형 생활에 더 많은 편리함과 가능성을 제공합니다. Wi-Fi 기술의 고속 전송 및 넓은 커버리지는 스마트 장치가 빠르게 연결되고 상호 운용성을 실현하도록 하여 사용자에게 더욱 지능적인 홈 경험을 제공합니다. 한편, Bluetooth 기술의 저전력 소비 및 단거리 통신 특성은 장치 간 효율적인 통신을 가능하게 함으로써 스마트 홈 장치의 스마트 제어와 모니터링 기능을 실현할 수 있습니다. Murata에서 개발한 고도로 통합된 Wi-Fi와 Bluetooth 모듈은 스마트 홈과 IoT 장치의 발전을 가속화하여 추가 탐색 및 채택할 가치가 있습니다.