Wi-Wi: 1나노초 수준의 초정밀 무선 시간 동기화 기술

일본 NICT에서 개발한 무선 시간 동기화 프로토콜 'Wi-Wi STAMP'는 900 MHz 대역을 사용하여 20ps 수준의 위상 동기화 지터와 밀리미터(mm) 급의 위치 측정 정밀도를 스마트폰 크기의 장치에서 구현합니다. 현재 30ns 수준인 시간 동기화 성능을 차세대 제품에서는 실제 사용 환경 기준 5ns 이하로 단축할 계획이며, GNSS 수신이 어려운 실내나 고비용 케이블 가설 지역에서 유용하게 활용될 전망입니다.

AI 요약

2026년 NAB 쇼에서 소개된 'Wi-Wi STAMP'는 일본 정보통신연구기구(NICT)가 주도하여 개발 중인 무선 시간 동기화 프로토콜로, 'Wireless 2Way interferometry(무선 2방향 간섭계)'의 약칭입니다. 이 기술은 900 MHz 대역(북미 지역 920 MHz)을 사용하여 피코초(ps) 수준의 초정밀 시간 동기화와 밀리미터 단위의 거리 판독 정밀도를 자랑합니다. 현재 프로토콜 단계에서 이미 20ps의 위상 동기화 지터와 30ns의 시간 동기화를 확보했으며, 향후 실사용 환경에서 5ns 미만의 동기화를 지원하는 차세대 버전이 개발 중입니다. RF 송신 전력에 따라 최소 0.2km에서 최대 5km까지 달하는 유효 무선 전송 거리를 보장하여, 실내 혹은 지하시설처럼 GNSS 신호 투과가 어렵거나 전선 케이블 가설 비용이 천문학적인 환경에서 강력한 대체 기술로 급부상하고 있습니다.

핵심 인사이트

  • 개발 주체 및 규격: 일본 NICT에서 개발한 'Wi-Wi' 프로토콜은 900 MHz 대역(북미 920 MHz)의 무선 주파수를 사용하는 스마트폰 크기의 소형 무선 시간 동기 장치입니다.
  • 초정밀 성능 지표: 현재 시제품 수준에서 20ps의 위상 동기 지터와 30ns의 시간 동기 성능을 제공하며, 차세대 타깃은 5ns 이내의 정밀성 달성입니다.
  • 무선 송수신 범위: 안테나 및 RF 송신 전력 설계에 따라 무선 통신 범위는 최소 200m(0.2km)에서 최대 5km 수준에 달합니다.
  • 정밀한 실시간 트래킹: 초당 20회(20Hz) 업데이트 주기로 송신기의 X-Y 축 2차원 좌표 데이터를 실시간 추적하여 밀리미터 단위의 오차 범위 내 위치 판독이 가능합니다.

주요 디테일

  • 마인버그(Meinberg) 카메라 무선 동기화: NAB 현장 시연에서 마인버그의 'microSync XS' 장비를 활용하여 Wi-Wi 시간 신호를 블랙 버스트(Black Burst) 신호로 변환, 두 대의 원격 비디오 카메라에 대한 무선 동기화에 성공했습니다.
  • 실시간 위치 판독 시연: 공동 창업자인 노부(Nobu)와 아흐마드(Ahmad)는 3개의 수신기와 컵에 담긴 1개의 송신기 모듈을 사용해 야바위 게임(Shell game) 중의 컵 위치를 초당 20번 모니터링하여 실시간 궤적을 스크린에 성공적으로 출력해 보였습니다.
  • GNSS 극복 능력: 위성 신호가 원활하지 않은 밀폐 공간, 콘크리트 및 지하 전시장 같은 실내에서도 900 MHz 대역 특유의 전파 침투력 덕분에 정밀 작동합니다.
  • 2026년 방송 기술 시장 동향: SMPTE 2110, Ravenna, Livewire, AES67과 같은 네트워크 기반 타이밍 규격이 정착된 시점에서, 유비쿼티(Ubiquiti) 등의 신규 플레이어들이 PTP 지원 AV 스위치를 출시하며 시간 동기화 시장이 더욱 활성화되고 있습니다.

향후 전망

  • 차세대 5ns 미만의 초정밀 무선 동기화 장비가 상용화되면 중계차가 필요한 대형 야외 방송 현장 등에서 케이블 가설 공정이 대폭 단순화될 것입니다.
  • 일반 상용 Wi-Fi 기기의 오실레이터 한계로 구현하지 못하는 초정밀 타임스탬프 영역을 저렴한 비용으로 제공하여 무선 로봇 제어, 스마트 팩토리 실내 위치 측위 시스템 등으로 활용 영역이 크게 확장될 것으로 기대됩니다.
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