표준연, 방송시보활용 실시각 정보제공모듈 개발
틀려진 자동차 시계, 틀려진 손목시계, 서로 다른 시각을 나타내는 안방과 거실의 시계. 누구나 한번은 경험했을 상황이다. 시간이 흐름에 따라 내가 가지고 있는 시계는 1분에서 많게는 10분까지 달라진다. 일반적으로 정확한 시각과 내 시계의 시각을 주기적으로 맞춰야 하는 것은 당연하게 여겨졌다. 이러한 불편은 비단 우리 일상생활에서만 일어나는 일은 아니다.
정보의 홍수시대라 불리는 현대 사회에서 수많은 정보는 그 정보의 발생시기를 알려주는 타임태그(time tag)를 가지고 있어 정보의 발생순서가 바뀌어 문제가 일어나지 않도록 한다. 하지만 정보의 발생시기를 알려주는 시계가 정확하지 않다면 정보는 더 이상 그 가치를 상실하고, 나아가 우리 사회를 혼란에 빠뜨릴 수 있다. 이를 해결하기 위해 한국표준과학연구원 길이/시간그룹 김영범 박사가 나섰다. ‘수년 내에 모든 사람들이 사용하는 시계가 평생 단 1초도 틀리지 않도록 하겠다.’는 목표로 방송시보를 활용한 실시각 정보제공 모듈 개발에 성공했다.
기술개요
한국표준과학연구원(원장 정광화) 기반표준부 길이/시간그룹 김영범박사가 (주)아이에스콤 지원으로 방송 시보서비스를 활용한 초소형 실시각 정보제공모듈 개발에 성공했다.
이번에 개발한 실시각 정보제공모듈은 초소형(4 ㎝ × 5 ㎝ × 0.5 ㎝)이며 컴퓨터 등의 사무기기를 비롯해 가전제품, 산업설비 등 다양한 분야에 적용해 사용할 수 있다. 또한 전원만 연결하면 언제든지 곧바로 정확한 현재의 시각을 알려준다.
이번에 개발된 모듈은 추가적인 시설투자 없이도 우리나라 실정에 맞는 기존 방송시보를 활용했다는 점이 큰 장점이다. 기존의 방송에서 매 시각 제공하고 있는 톤(tone)신호형태의 시보서비스에 동기 되는 방식을 이용한 것이다. 현재 서비스 중에 있는 상용방송의 시보를 기반으로 한 실 시각정보제공모듈은 세계적으로 처음 있는 독특한 방식이며 장파방송이 없는 국내의 현실에 비추어 볼 때 최적의 대안이라는 평가다.
하지만 기존에 실시각 정보를 제공받기 위해서는 장파나 단파 전용방송을 사용하거나 GPS(전세계위치측정시스템)를 이용해야 했다.
장파를 사용할 경우, 설치비용은 500억 원 이상이 소요되며, 운영비도 연간 수 십 억 원에 이른다. 이러한 문제점으로 일부 선진국에서만 이용하고 있으며, 이 또한 최근에는 GPS의 활용이 넓어져 그 역할은 점차 축소되고 있다.
단파 역시 전리층반사와 큰 안테나를 활용하는 등의 구조적인 취약점으로 인해 이용에 많은 한계가 따른다. 이에 현재 대부분의 국가에서는 GPS에 의존하고 있는 실정이다. 그러나 GPS 역시 실내수신이 불가능하고, 단말장치가 상대적으로 비싸 여러 분야에 활용하는 것은 한계가 있다.
기대효과 및 향후 계획
이번 장치 개발을 통해 RFID/USN를 비롯한 다양한 산업분야에서 저렴한 비용으로 실 시각 정보를 언제든지 얻을 수 있게 되었다.
또한 산업체의 자동화 생산공정에 필수 장치인 타이머 간의 시간을 일치시키는데도 실시각 정보제공모듈이 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 그동안 산업체에서는 생산공정 상에서 타이머 간 시각이 일치하지 않아 시스템의 오작동을 유발하는 등 어려움을 겪어왔다. 이러한 기술의 우수성을 인정받아 등록특허 2건을 포함해 국내·외에서 총 6건의 관련특허를 확보했다.
현재 시보서비스는 시보신호 활용이 편리한 KBS 방송을 통해 자동선택 된다. 그러나 타 방송사에서도 같은 형태의 시보서비스 제공이 이루어지면 해당 지역에서 가장 감도가 우수한 방송신호를 자동 선택해 이용할 수 있도록 할 계획이다.
향후 KBS에서 시보신호발생을 위한 클럭발생기의 품질이 현재보다 개선될 경우, 본 모듈의 시각정보 오차가 10 ㎳ 이하로 현저히 낮춰질 전망이다. 이에 따라 고정밀을 요구하는 RFID/USN 등 특수 분야에 적용이 가능해져 시각보급을 위한 전용 장파방송을 완벽하게 대체 할 수 있다.
김 박사는 “이 기술의 개발을 통해 실시각 정보제공에 따른 비용 절감효과 뿐만 아니라 유비쿼터스 시대에 부합하는 응용기술로 그 활용분야 또한 넓다”고 말했다.
더불어 우리나라의 경우처럼 장파에 의한 실시각 전송 전용방송 서비스가 되지 않는 다른 국가에 관련기술 및 장치의 수출이 가능해져 관련 산업분야로의 파급효과가 기대된다.
앞으로 김박사는 개발한 실시각 정보제공모듈이 방송사의 시보서비스를 바탕으로 이루어지고 있는 만큼 방송사의 시보신호를 상시 모니터링해 시각정보의 신호발생용 클럭의 품질 개선에 노력한다는 계획이다.
또한 지속적인 연구를 통해 오차수준을 더욱 낮춰 고정밀 분야에서 요구하는 수준까지 정확한 시각정보를 제공하며, 소형화를 위한 SoC(System on Chip) 형태의 반도체를 개발해 소형 단말기 및 손목시계 등에도 적용할 수 있도록 할 계획이라고 밝혔다.
- 실시각정보(real time information) : 지나간 과거의 시간이 아니고, 현재 진행되고 있는 매 순간 순간의 다시 돌아올 수 없는 찰나의 실제 시각을 나타내는 정보를 의미함
- 시간 : 시각과 달리 시간은 시간간격(time interval)을 의미하는데 대부분 시간과 시각의미를 구별하지 못하고 잘못 사용되는 경우가 많음
- 드라이버(Driver) : 외부장치에 공급될 신호의 전압 및 전류를 적정한 크기로 유지하도록 만들어 주는 장치
- 동기 : 기준이 되는 시각신호에 자체발진신호로부터 만들어진 시각을 일치(Synchronize)시키는 것
한국표준과학연구원 개요
국가측정표준 정점이며 가장 앞서가는 측정을 연구하는 대덕연구단지내의 출연연구기관입니다.
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