지그비를 이용하는 기술

지그비를 이용하는 기술

지그비(ZigBee)를 이용하는 기술

지그비(ZigBee)라는 이름은 새로운 기술의 표준화를 위한 이름의 제정을 위해 혼손을 빛는 모습의

Zig Zag에서 Zig와 경제적으로 통신을 한다는 벌 (Bee)의 개념을 도입하여 ZigBee로 명명이 되었다.

 

ZigBee란 IEEE 802.15.4 기반으로 저전력과 저가격을 목표하는 저속 근거리 개인 무선 통신의 국제 표준

스펙이다. ZigBee는 전력 소모가 적고 칩 가격이 저렴하고 통신의 안정성이 높아 최근 가장 급속한 발전을

하고 있는 기술이다.

 

ZigBee는 단거리 무선 통신의 새로운 국제 표준으로 부상하고 있는데 2.4GHz에서 250Kbps 속도로 구현,

블루투스보다 느리기 때문에 블루투스의 저속도 버전이라고 부르기도 하며, 이런 저속도의 단점을 극복하기

위해 ZigBee는 저전력을 위한 여러 가지 기술들을 제공하고 있다. 기기를 사용하지 않을 때는 쉽게 휴면

상태에 들어갈 수 있고, 필요한 경우 빠르게 깨어나 네트워크에 연결됨으로써 전력 소모를 최소화하도록

설계되었다. 전문가들은 ZigBee가 블루투스와 같은 양의 전력을 소모할 경우 훨씬 통신 거리가 확대될

수 있다고 한다.

 

ZigBee 통신의 가장 중요한 특징이 무엇일까? 배터리 하나로 수년을 견딜 수 있고 시스템 구조가 간결하여

8비트 마이컴으로 구현이 가능하다. 물론 무선의 장점인 설치 비용이 많이 드는 백본이나 인프라가 필요

없어 설치나 관리가 쉽다. 국내의 u-IT839 전략과 더불어 홈 오토메이션과 유비쿼터스 센서 네트워크 환경

구축에 중추적 역활을 담당할 신기술로 전망된다. ZigBee는 모든 기능을 가진 팔방 미인이 아니라 오직

무선 감지와 제어 및 모니터링만을 강조한 무선 통신 스펙으로 볼 수 있다. ZigBee는 반경 75m 정도의

근거리 에서 27개의 주파수 중에 하나를 선택하여 저속인 250Kbps로 데이터를 전송 하며 최대 65,536개

네트워크를 연결할 수 있다. 기본적인 Star 네트워크 형태나 P2P(Peer-to-Peer) 네트워크 형태는 당연히

지원되고, ZigBee와 유사한 다른 무선 표준들이 지원하지 못하는 Mesh 네트워크 형태를 지원해서 복잡한

네트워크 형성도 가능하다. 그리고 ZigBee 표준을 따른 여러 가지 ZigBee 기기를 상호 운용할 수 있는

센서 네트워크에 적합한 신기술로 전망된다.

 

ZigBee의 전송 거리는 10~100m이지만, 사실 이 질문에 대한 답하기란 쉽지 않다. 정확한 답은 네트워크

대역이 2.4GHz인지 1GHz 미만인지, 네트워크로 연결된 기기들이 실내에 있는지, 실외에 있는지에 따라

크게 달라진다.

 

벽의 두께나 천정의 두께도 영향을 미친다. 또한 일반적인 전력에서 ZigBee칩이 직접 지원하는 0dBm에서

동작하는지, 아니면 더 높은 전력에서 동작하는지도 영향을 준다. 최대값은 20dBm이지만, 이 경우

ZigBee 칩 외부에는 별도의 증폭기가 필요하다. 가장 중요한 변수는 데이터가 목적지에 도달할 때까지

얼마나 많은 호핑(hopping)을 하는가이다.

 

여러 차례 라우터를 거치면 먼 곳까지 전송할 수 있다. 그렇다면 ZigBee의 최적의 응용 분야는 어떤 곳일까?

저속 통신으로 처리가 가능하며 전송이 드물게 발생되는, 전문 용어로 듀티사이클(duty cycle)이 낮은 곳에

적합하다. 따라서 디지털 홈 구현, 빌딩 자동화, 공장 자동화 등의 유비쿼터스 환경의 구현에 적합하다. 홈

오토메이션에서 출입문 개폐, 전등 제어, TV 및 가전 제품 조절을 하나의 리모컨으로 처리할 수 있고 집안의

냉·난방, 온도, 습도, 조도의 조절, 연기 및 화재 감지 등에 최적이다. 관리적 측면에서 장점이 큰데, 고장

수리 시 무선이므로 선로의 점검이 필요 없고, 기기만 확인해서 이상이 있다면 교체하면 된다.

 

이와 같이 전자 기기들을 무선 센서 네트워크를 구성하여 중앙 집중식으로 컴퓨터가 관리하여 에너지

활용과 비용을 최적 제어를 구현할 수 있다. 홈 오토메이션과 빌딩 자동화 부분은 ZigBee 무선 기술이

이미 적용되고 있다. 생산 공장의 시스템간 통신에도 ZigBee 기술 적용이 점차 확대될 전망이며

무인 주차장, 자동 창고, 자동 온실, 환경 감시뿐만 아니라 병원에서 환자들에게 주렁 주렁 달린 각종

측정 기기들의 유선을 ZigBee 무선으로 대치할 수 있는 최적의 근거리 무선 통신 기술이다.