7 장 통신 네트워크 기술

1. Understanding of Ubiquitous 7장 통신 네트워크 기술

2. 학습목표 • 미래를 이끌 다양한 통신 기술을 알아보자. • 유비쿼터스에 적합한 통신 기술을 알아보자. Understanding of Ubiquitous

3. RFID(1/9) • RFID • 무선통신 시스템으로 자동화 데이터 수집 장치(Automatic Data Collection) 의 한 분야에 속해 있음 • RF 태그(혹은 스마트 태그)와 RF 리더 (Reader/ Controller)로 구성되어 있음 RFID 리더기 구조 Understanding of Ubiquitous

4. RFID(2/9) • RFID와 바코드의 비교 • 바코드 • 30년전 오하이오주 트로이에 있는 슈퍼마켓에서 UPC(universal product code) 바코드 시스템 테스트 최초 성공 • 최근 미국과 유럽 표준 그룹 대표들은 14자리 바코드 방식에 합의함 • RFID(radio-frequency-identification) • 2차 세계대전 중 영국 공군에서 아군 및 적군 비행기 식별을 위하여 처음 사용됨 • 1973년 Charles Walton이 수동 RFID 기반 도어록 리더기로 RFID 특허 취득 바코드 RFID 태그 Understanding of Ubiquitous

5. RFID(3/9) • RFID 인기요인 • 2010경이면 수동 RFID의 가격은 50센트 미만으로 떨어질 것으로 예상 • .com 거품이 급속히 가라 앉으면서 사용되지 않는 네트워크 대역이 넘치게 됨 • 제조업체, 대리점, 소매상등에서 시스템을 최대한 자동화 함으로써 인건비가 절약됨 • 제품의 위치와 재고 상황을 제때 정확하게 파악할 수 있음 RFID와 바코드의 비교 Understanding of Ubiquitous

6. RFID(4/9) • RFID 태그의 종류와 특징 • 수동 RFID 태그 • 자체 전원이 없으므로 RFID 리더기가 수동 RFID 태그를 여기(excite) 시키는 과정에서 유도 결합이나 전자기 캡쳐(electromagnetic capture) 중 한 가지 방법을 사용함으로써 이 태그가 전원을 공급받거나 확보하게 됨 • 능동형 RFID 태그 • 배터리를 사용하므로 보다 고가이지만 그 기능과 동작 범위는 수동 RFID보다 뛰어남 • 반수동 RFID 태그 • 평소에 배터리로 동작하지만 통신 중에는 리더기에서 전력을 공급받는다. 수동형 태그와 능동형 태그의 비교 Understanding of Ubiquitous

7. RFID(5/9) • 라디오 주파수 대역을 사용하는 RFID • RFID 태그들은 자신이 임베디드된 매개체(콜라 캔, 휴대전화, 신용카드 등)의 정보를 통신하려고 저 대역의 라디오 주파수를 이용 • 라디오 주파수 식별 칩 • 칩에 라디오 주파수 대역의 전파를 보내면 특정한 주파수가 발생하는 조그마한 장치를 의미한다. RFID 시스템의 일반적인 분류 Understanding of Ubiquitous

8. RFID(6/9) • RFID 시스템의 장점 • 응용 분야(물류관리)에서는 기업의 물류비 절감과 효율화를 위해 데이터의 수집과 확인 작업을 개선할 수 있음 • 다른 인식 시스템(바코드 시스템)보다 여러 각도에서 비접촉 방식에 의한 인식 가능 • RFID 태그 재사용 가능, 여유 있는 데이터 저장 능력, 그리고 한 번에 여러 태그 인식 가능 RFID의 장점 Understanding of Ubiquitous

9. RFID(7/9) • RFID 동작원리 (수동형) • RFID Reader는 RF 필드에 구성된 안테나에서 무선 신호를 생성하고 전파함 • RF field를 통과하는 tag는 적합한 무선신호를 수신 • 무선신호는 tag의 자체 안테나에서 수신 • Tag의 칩은 에너지를 공급받고 사전 프로그램된 데이터(고유 식별자)를 전송 • 무선신호 일부가 변조되고 리더에 반향 • 리더는 반향을 일으킨 신호를 변환(decode)하고 데이터 수집 장치와 host 시스템으로 전달 RFID의 동작 원리 Understanding of Ubiquitous

10. RFID(8/9) • RFID와 기타 인식 기술들 • 바코드 시스템 • 국가 식별 코드, 회사 식별 코드, 제조사 제품 번호와 확인 번호 코드를 포함하여 13개의 숫자로 구성 • 바코드 라벨은 매우 저렴하지만 저장 능력이 적고 재 프로그램이 불가능하며, 더 복잡하고 자동화가 요구되는 분야에서 적당하지 않음 • 광 문자 인식(optical character recognition) 시스템 • 인식 문자를 사람이나 기계가 읽을 수 있으며, 정보의 고밀도, 긴급, 단순 확인 때 데이터를 시각적으로 확인할 수 있음 • 다른 자동 인식 시스템 보다 고가이며 복잡해 보편화하지 못했음 • 바이오 인식 • 인체의 개별적인 부위의 특성을 인식하는 기술 • 음성 인식, 지문 인식, 홍채 인식 • 스마트카드 • 데이터를 카드 내에 저장하고 의도하지 않은 접근에서 보호할 수 있음 • 접촉식이기 때문에 접촉 부분의 마모와 부식이 쉬움 Understanding of Ubiquitous

11. RFID(9/9) • RFID의 약점 • 주파수 대역의 한계 • 사용하는 주파수와의 간섭 또는 먼저 시장을 점유한 주파수 대역과의 마찰 문제 • 인식능력 • RFID 태그가 부착되거나 임베디드된 매개체가 액체 또는 금속을 통해 인식하기에는 기술적인 문제가 발생할 수 있음 • 보안기능 • 출입 관제 시스템과 발권, 지급 등 점차 높은 수준의 보안이 요구되는 분야에서 사용이 증가로 보안 기능을 고려해야 함 • 프라이버시 보호 • 프라이버시 침해 가능성이 산재함 Understanding of Ubiquitous

12. u-IT839(1/2) • u-IT839 • 2004년 3월에 정보통신부에서 발표한 국민소득 2만달러대로 올려 놓기 위한 대규모 전략 • IT관련 8대 신규 서비스에서 8을, 3대 첨단 인프라에서 3을, 그리고 IT부분의 9개 신성장동력에서 9를 조합해 만든 것 • 8대 신규 서비스 • 미래 유비쿼터스 시대의 실생활과 밀접한 관련이 있는 서비스 • WiBro(휴대인터넷) 서비스, DMB(디지털멀티미디어방송) 서비스, 홈 네트워크 서비스, 텔레매틱스 서비스, RFID(전파식별) 서비스, WCDMA 서비스, 지상파 DTV, 인터넷전화(VoIP)서비스 • 3대 첨단 인프라 • 8대 신규서비스와 9대 성장동력의 기반이 되는 것 • 광대역통합망(BcN), USN (u-센서 네트워크), IPv6 (인터넷주소자원) • 9대 신성장동력 • 8대 신규서비스와 다소 중복되는 부분이 있지만 실제로 성장의 동력을 일으켜 경제를 활성화할 수 있는 에너지원 • 차세대이동통신, 디지털TV/방송, 홈 네트워크, IT SOC, 차세대PC, 임베디드 SW, 디지털콘텐츠, 텔레매틱스, 지능형 서비스 로봇 Understanding of Ubiquitous

13. u-IT839(2/2) • 8대 신규 서비스 • 와이브로 • 이동하면서 초고속인터넷을 이용할 수 있는 서비스 • DMB서비스 • 디지털 오디오나 영상서비스를 개인이 휴대하는 단말기나 차량용 단말기를 통해 언제 어디서나 즐길 수 있는 휴대이동방송 • WCDMA • 2GHz대역의 주파수를 이용해 음성뿐만 아니라 영상과 고속 데이터 서비스가 가능한 IMT-2000 서비스 • 홈 네트워크 서비스 • 가정의 모든 가전과 정보기기를 네트워크로 연결, 터치패드를 통해 제어할 수 있도록 하는 서비스 • 인터넷전화(VoIP)서비스 • 인터넷망을 통해 전화통화를 할 수 있는 서비스 Understanding of Ubiquitous

14. BcN(1/3) • BcN(광대역 통합망) • 새로운 통합형 인프라의 필요성 • 인터넷의 폭발적인 수요 증가와 IP 패킷을 기반으로 하는 디지털 음성과 화상처리 기술의 발달로 상호 네트워크 간 융합이 가능하게 됨 • 현재의 개별적인 망들이 가진 한계들을 극복하고 미래에 나타날 유·무선의 다양한 접속환경에서 고품질의 음성, 데이터와 방송이 융합된 광대역 멀티미디어 서비스를 언제 어디서나 이용할 수 있도록 하는 차세대 통합 네트워크 통신, 인터넷 방송 망의 통합 Understanding of Ubiquitous

15. BcN(2/3) • BcN의 특징 • IP 기반으로 유선전화 또는 그 이상의 품질을 가진 음성 서비스와 멀티미디어 서비스를 경제적으로 제공 • 단일 식별번호, 인증과 통합 단말 등을 통하여 유·무선망간 최적의 접속 조건으로 끊김이 없는 광대역 멀티미디어 서비스 제공이 가능 • 차세대 광대역 통신망(FTTH, 4G 등)을 기반으로 개인화와 주문화된 고품질 양방향 방송 서비스를 제공할 수 있음 • End-to-End 고품질 서비스를 제공 가능하도록 QoS가 보장 • SLA에 따른 고객의 서비스 품질 차별화 • 네트워크 전체 계층에서 Security가 보장 • 네트워크 전체에 IPv6가 적용 • 시간과 공간의 제약을 받지 않고 언제 어디서나 안심하고 사용할 수 있는 유비쿼터스 서비스 환경을 지원 Understanding of Ubiquitous

16. BcN(3/3) • BcN이 몰고 올 변화 • 시·공간적 제약이 없는 e-Work이나 e-Life 시대가 도래하여 온라인 근무, 이동 근무 환경이 조성되어 가상 사무실 환경이 실현 • HD급 고품질 영상전화, 디지털 방송, 고품질 VoD, 실감 통신을 활용한 온라인 쇼핑, 게임 등 실생활 수준의 정보통신 서비스가 가능 • 의료, 문화 등 국민복지와 관련된 분야에 BcN을 활용한 원격 검진, 원격수술, 원격처치 등 고품질 의료정보 서비스 확산 • 실감통신을 적용한 문화예술 분야 온라인 콘텐츠의 질적 향상과 상품성 제고로 사이버 관광, 공연관람, 박물관 견학 등이 가능 • 누구나 접근 가능한 e-Learning 체제가 구축되어 PC, PDA, DTV 등 다양한 수단을 통해 학교, 가정 간 디지털 학습체제가 구축 Understanding of Ubiquitous

17. IPv6 • IPv6 • IPv4를 기반으로 한 Internet에서는 확장성, 품질보증과 관리 용이성 등의 면에서 한계를타계하기 위한 핵심 기술 • 주소 길이 확장 • Header 형식이 단순화됨 • 확장 Header와 Option Header의 기능이 강화 • Flow Label 설정 • 인증과 기밀 유지 기능 지원 IPv6 활용 범위 Understanding of Ubiquitous

18. USN(Ubiquitous Sensor Network) • RFID/USN • 모든 사물에 부착된 또는 센서를 초소형 무선장치에 접목하여 이들 간의 네트워킹과 통신으로 실시간 정보를 획득, 처리, 활용하는 네트워크 시스템 • 현재의 사람 중심에서 사물 중심으로 정보화를 확대하고 궁극적으로는 광대역망(BcN) 과 통합해 유비쿼터스 네트워크가 가능한 환경을 구현 RFID/USN 개념도 Understanding of Ubiquitous

19. IP-USN • IP-USN • 기존의 IP 인프라를 기반으로 센서 노드, 게이트웨이와 싱크노드 등 USN 네트워크를 통합하여 광범위한 확장성과 이동성을 보장하는 기술 • 미래 U-환경 구현에 적합한 IP-USN • IP-USN 관련 표준화 단체인 IETF 6LowPAN 워킹그룹이 작업할 표준화 작업(보안 등) 11개 안 가운데 우리나라가 제출한 안이 무려 6개에 달하고 있음 IP-USN Understanding of Ubiquitous

20. 학습정리 (1/2) • RFID • 무선통신 시스템으로 자동화 데이터 수집 장치(Automatic Data Collection)의 한 분야에 속해 있음 • RF 태그(혹은 스마트 태그)와 RF 리더(Reader/ Controller)로 구성 • RFID 장점 • 기업의 물류비 절감과 효율화를 위해 데이터의 수집과 확인 작업을 개선 • 다른 인식 시스템보다 여러 각도에서 비접촉 방식에 의한 인식이 가능 • RFID 태그는 재사용 가능 • 여유 있는 데이터 저장 능력 • 한 번에 여러 태그를 인식 • RFID 약점 • 주파수 대역의 한계 • 인식 능력의 한계 • 보안 기능 • 프라이버시 보호 • u-IT839 • 국민 소득 2만 달러 고지 달성이 가능한 동력을 IT와 과학 기술에서 찾겠다는 의지의 거대 프로젝트 • IT839는 IT관련 8대 신규 서비스에서 8을, 3대 첨단 인프라에서 3을, 그리고 IT부분의 9개 신성장동력에서 9를 조합해 만든 것 • 8대 신규 서비스: WiBro(휴대인터넷) 서비스, DMB(디지털멀티미디어방송) 서비스, 홈 네트워크 서비스, 텔레매틱스 서비스, RFID(전파식별) 서비스, WCDMA 서비스, 지상파 DTV, 인터넷전화(VoIP)서비스 • 3대 첨단 인프라: 광대역통합망 (BcN), USN (u-센서 네트워크), IPv6 (인터넷주소 자원) • 9대 신성장동력 : 차세대이동통신, 디지털TV/방송, 홈 네트워크, IT SOC, 차세대PC, 임베디드 SW, 디지털콘텐츠, 텔레매틱스, 지능형 서비스 로봇 Understanding of Ubiquitous

21. 학습정리(2/2) • BcN • 현재의 개별적인 망들이 가진 한계들을 극복하고 미래에 나타날 유·무선의 다양한 접속환경에서 고품질의 음성, 데이터와 방송이 융합된 광대역 멀티미디어 서비스를 언제 어디서나 이용할 수 있도록 하는 차세대 통합 네트워크 • IPv6 • IPv4를 기반으로 한 Internet에서의 확장성, 품질보증과 관리 용이성 등의 한계의 한계를 타계하고자 개발된 핵심 기술 • 특징 • 주소 길이 확장 • Head 형식의 단순화 • 확장 Header와 Option Header의 기능 강화 • Flow Label 설정 • 인증과 기밀 유지 기능이 지원됨 • USN • 모든 사물에 부착된 또는 센서를 초소형 무선장치에 접목하여 이들 간의 네트워킹과 통신으로 실시간 정보를 획득, 처리, 활용하는 네트워크 시스템 • 어느 곳에나 부착된 태그와 센서 노드로부터 사물과 환경 정보를 감지, 저장, 가공, 통합하고 상황인식 정보나 지식 콘텐츠 생성을 통하여 언제 어디서 누구나 원하는 맞춤형 지식 서비스를 자유로이 이용할 수 있는 첨단 지능형사회의 기반 인프라 • IP-USN • 기존의 IP 인프라를 기반으로 센서 노드, 게이트웨이와 싱크노드 등 USN 네트워크를 통합하여 광범위한 확장성과 이동성을 보장하는 기술 Understanding of Ubiquitous