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시험인증동향 유지원 TTA 시험인증연구소네트워크시험센터전임연구원김경식 TTA 시험인증연구소네트워크시험센터실장 1. 머리말 기술은 IEEE 802.15.4 LR-WPAN 을기반으로네트워크계층을포함한상위계층을정의한저가 저전력사용의용이성을가진근거리무선센서네트워크의대표적인기술이다.

1 시험인증동향 유지원 TTA 시험인증연구소네트워크시험센터전임연구원김경식 TTA 시험인증연구소네트워크시험센터실장 1. 머리말 기술은 IEEE LR-WPAN 을기반으로네트워크계층을포함한상위계층을정의한저가 저전력사용의용이성을가진근거리무선센서네트워크의대표적인기술이다. 이러한특징으로인하여구현이간단하고개발시간이짧으며가격효과적인측면에서의접근이유리하다는기능을가지고있어다양한응용분야에서활용이가능하다는장점을갖고있다. 따라서 는홈오토메이션분야뿐만아니라빌딩오토메이션, 스마트그리드 (Smart Grid) 영역에이르기까지다양하게응용분야가확대되었다. 최근녹색기술의핵심으로부상하고있는스마트그리드는기존전력망에정보통신기술을접목해전력망의신뢰성, 효율성, 안전성을향상시키고, 전력의생산및소비정보를양방향, 실시간으로유통시킴으로써에너지효율을최적화하는차세대지능형전력망이다. 스마트그리드의핵심기술중의하나가 로서, Smart Energy 프로파일은미국국립표준기술원 (NIST: National Institute of Standards and Technology) 의스마트그리드상호운용성프레임워크에표준으로포함되었으며, 현재북 미와호주에서 3천만개이상의스마트계량기에이용되고있다. 이러한다양한응용분야의 인증을위해국제포럼인 Alliance 에서는인증프로그램을운영하 (National Technical Systems) 고있다. TTA 는미국시험기관인 NTS 와 국제공인시험업무협력 에대한계약을체결하고 2006 년 5월말부터 에대한국제공인시험서비스를수행해오고있다. 시험인증프로그램은 [ 그림 1] 에서보는바와같이플랫폼 (Platform) 인증과제품 (End Product) 인증으로나뉜다. 플랫폼인증을받은제품만이제품인증을신청할수있는데제품인증프로그램은표준프로파일 (Public Profile) (Manufacturer Specific Profile) 을사용하였는지, 사설프로파일을사용하였는지에따라서시험방법이달라진다. 표준프로파일을사용한제품은상호운용성 (Interoperability) 시험을수행하고비표준프로파일을사용한제품은공존성 (Coexistence) 시험을수행한다. 본고에서는 시험인증프로그램인플랫폼인증및제품인증에대한시험동향에대해설명한다. 또한 2009 년새롭게발표된 RF4CE 시험인증동향에대해살펴보기로한다. TTA Journal No

2 Certified Product Compliant Platform Tested for Coexistence Manufacturer Specific Application Profile Tested for Interoperability Public Application Profile APP Layer APP Layer APP Layer NWK Layer NWK Layer NWK Layer Compliant PHY and MAC Compliant PHY and MAC Compliant PHY and MAC [ 그림 1] 인증프로그램 2. 플랫폼시험인증 플랫폼스펙은 2004 년에나온 v1.0 을 시작으로 2007 년버전까지계속진화해왔다 스펙은그이후버전과전혀상호호환이되지않고 2006 부터그이후버전과일정범위내에서상호호환이된다. 현재최신스펙은 2007 < 표 1> 표준진화및인증서비스현황 Specification Feature Set PRO Feature Set ZCP Expired ZCP Expired - - ZCP Running PRO ZCP Running 로써 문서번호 r17 이다. 따라서 Compliant Patform (ZCP) 인증서비스는 < 표 1> 에서보는바와같이 2004 와 2006 에대해서는더이상수행하지않으며, 2007 스펙에대한플랫폼시험만진행한다 스펙은 와 PRO 로나뉘어진다. 이들의기능상의차이는 < 표 2> 에서보는바와같다. 주소할당방식에서 PRO 는 Stochastic Addressing 방식을쓰는반면, 는 Distributed Allocation 방식을사용한다. 그리고 는 Standard Security 모드만지원하고 PRO는 Standard 와 High Security 모드를지원한다. Multicast 기능은 는 APS 레벨에서지원하지만 PRO 는 < 표 2> 와 PRO 비교 Feature Set Document Addressing Scheme Conflict Resolution Security Frequency Agility Fragmentation Multicast Many-to-1 Routing Source Routing r17 Distributed Allocation PAN ID Conflict Resolution Standard Security APS Layer Filtering Not Not PRO r17 Stochastic Addressing Node and PAN ID Conflict Resolution Standard or High Security APS Layer Filtering and NWK Multicast 96 November December 2009

IT Standard & Certification APS 레벨과 Network 레벨에서둘다지원한다. 그리고 PRO 는 Many-to-One Routing 과 Source 라우팅알고리즘이추가되었다. 이러한기능상의차이로 와 PRO 는완전히상호운용이되지는않으며, 애플리케이션레벨과 Standard Security 모드에서는상호운용된다.

3 IT Standard & Certification APS 레벨과 Network 레벨에서둘다지원한다. 그리고 PRO 는 Many-to-One Routing 과 Source 라우팅알고리즘이추가되었다. 이러한기능상의차이로 와 PRO 는완전히상호운용이되지는않으며, 애플리케이션레벨과 Standard Security 모드에서는상호운용된다. 인증시험은 < 표 2> 의기능에대하여표준적합한지그리고 Golden Unit 과상호운용이되는지를확인한다. Golden Unit 은 Alliance 에서지정해서공인시험소에서시험을위해레퍼런스 (reference) 로사용하는장비이다. [ 그림 2] 는멀티홉라우팅 (multi-hop routing) 시험을위한 PRO 의시험구성도의예를보여준다. ZC gzr1 gzr2 gzr3 [ 그림 2] PRO 시험구성도예 30dB Attenuator 30dB Attenuator 30dB Attenuator 3. 제품시험인증 제품시험은 애플리케이션프로파일에대한시험이다. 애플리케이션프로파일은표준프로파일과사설프로파일로구분한다. 표준프로파일은 Alliance 에서공식적으로개발한것으로써, Application Framework Working Group 에서관리한다. 그리고사설프로파일은특정제조사가개발해소유권을지닌것이지만사설프로파일도 Alliance 에서할당한프로파일아이디를사용해야한다. 표준프로파일로인증된제품에는응용분야에따라 [ 그림 3] 의인증로고 (logo) 를 로고와함께부착할수있다. 시험방법에있어서도표준프로파일제품은같은프로파일로구현된다른제품들과의상호운용성시험을수행하고사설프로파일제품은다른 시스템에영향을주지않으면서정상적으로동작하는지를확인하는공존성시험을수행한다. Alliance 에서개발완료하였거나개발하고있는 애플리케이션표준프로파일은 < 표 3> 에서보는바와같이 5개가있다. ZHA ( Home Automation) 과 ZSE ( Smart Energy) 프로파일은표준완료되었으며, 개발진행중인표준프로파일은 ZBA ( Building Automation), ZTA ( Telecom Applications), ZHC ( Health Care) 등 3가지가있다. ZBA 프로파일은 2009 년 4월에처음으로상호운용성시험행사를개최했으며계속시험스펙을개정중에있 [ 그림 3] 제품인증로고 TTA Journal No

4 다. ZTA 는현재 Draft Version 1.0(revision 07) 버전까지나와있고시험행사를계획하여표준과시험스펙에대한오류수정과업데이트를진행할예정이다. ZHC 프로파일은 2009 년 6월에 Continua Alliance 의 WLAN 기술로써채택되었으며스펙은 Draft Version 0.7(revision 0.7) 까지진행되었으며시험스펙은현재초기단계에있다. 표준프로파일시험은 Golden Unit 과 Test Harness 을사용하여각기능에대한상호운용성을검증하며시험구성도는 [ 그림 4] 와같다. Application Profile Home Automation(ZHA) Smart Energy(ZSE) Building Automation(ZBA) Telecom Applications(ZTA) Health Care(ZHC) Client Server < 표 3> 표준프로파일현황 Specification Test program Certification Program done done ready done done ready done In progress - In progress In progress - In progress In progress - [ 그림 4] 표준프로파일시험구성도 Server Golden unit or Test Harness Client Golden unit or Test Harness 4. RF4CE 시험인증동향 RF4CE 컨소시엄은 2008 년 6월파나소닉, 필립스, 삼성전자, 소니등의가전업계에의해가전제품에 IR 방식이아닌 RF 방식을도입하고자결성되었으며, 2009 년 3월에 Alliance 와통합해 RF4CE 버전 1.0 표준을발표했다. RF4CE 는 2.4GHz 주파수를사용해 IEEE PHY/MAC 무선기술을기반으로 HDTV, 홈씨어터장비, 셋톱박스, 기타오디오장비와같은홈엔터테인먼트가전기기뿐만아니라조명제어, 보안모니터링, keyless entry 시스템등다양한제품에적용될수있도록설계되었다. < 표 4> 에서보는바와같이 RF 방식은기존적외선 (IR) 방식과비교해장애물유무에관계없이원거리에서자유롭게기기를작동시킬수있으며, IR보다더긴배터리수명을제공한다. 또한 RF 기기는양방향통신이가능하여보다더신뢰성있는통신을할수있다. [ 그림 5] 는 RF4CE 의프로토콜계층을보여주는것으로써, 네트워크계층이기존의 스택보다훨씬간단하고네트워크레벨에서 Security 를지원하며 Power Save 메커니즘과간단한페어링 (Pairing) 메커니즘을지원한다. 그리고 2.4GHz 를사용하는무선기술이주로사용하지않는주파수대역을사용하도록함으로써 RF4CE 가이대역의다른무선기술과도서로공존할수있도록정의했다. RF4CE 노드타입은타깃노드 (Target Node) 와컨트롤러노드 (Controller Node) 로구분할수있으며타깃노드는 TV나 DVD, 셋톱박스와같은가전제품이이에해당하며네트워크를시작하고 Discovery 와 Pairing 요청에응 (Remote Control) 답하는역할을한다. 컨트롤러노드는리모콘이며 Discovery 와 Pairing 을요청하는역할을한다. 98 November December 2009

IT Standard & Certification < 표 4> IR 과 RF 비교 Today with IR Line of sight transmission - Decades-old technology - Short transmission distance - Many consumers want devices hidden Field of vision

5 IT Standard & Certification < 표 4> IR 과 RF 비교 Today with IR Line of sight transmission - Decades-old technology - Short transmission distance - Many consumers want devices hidden Field of vision limitations - Remote needs to be pointed at IR receiver Unidirectional unacknowledged transfers - Unreliable communication - Cannot send information to remote control or between components (DTV, set top box, etc.) Technology Challenge - Plasma DTV contains high frequency inverter that obstructs IR signals - LCD back lighting saturates DTV IR receiver Power consumption - Multiple redundant transmissions for each command - Higher TX power required to avoid interference created by plasma/lcd screens Requires manufacturer-specific IR databases - Each product has its own commands - Requires larger memory for storing lookup tables Today with RF No line-of-sight or field of vision limitations - Control components behind walls or in cabinets - Control over extended ranges Bi-directional capability - Reliable communications - Send program guides, playlists stock quotes, etc to remote/components - Allows for communications between devices - Over-the-air firmware updates possible - Remote locator Faster more reliable communications - Transmit commands until received - Many times faster response than IR - Enables enhanced user interfaces - Touchpad or pointing capability RF consumes 25% of the power used by IR solutions Allows for true interoperability between vendors products Alliance 자료인용 APPLICATION OEM PROFILES APPLICATION FRAMEWORK POWER SAVE SECURITY MANAGEMENT NETWORKING LAYER RF4CE Network & Profiles TOPOLOGY CHANNEL AGILITY PAIRING MAC LAYER PHY LAYER IEEE [ 그림 5] RF4CE 스택구조 TTA Journal No

6 RF4CE 네트워크계층에대한시험을 RF4CE 플랫폼인증이라고부르며다음의항목에대해시험한다. Node initialization Service Discovery Pairing & Unpairing Data Transmission Security Power Saving Frequency agility RF4CE 플랫폼시험또한 Golden Unit 을가지고수행하며 Golden Unit 과의상호운용성을검증한다. 시험구성도는 [ 그림 6] 과같다. 5. 맺음말지금까지 시험인증프로그램인플랫폼과제품인증에대한시험인증동향및 RF4CE 시험인증동향에대해살펴봤다. Alliance 인증제품을살펴보면, PRO 에대한플랫폼인증을받은제품은 18개이며 2007 표준에대한 플랫폼인증을받은제품은 3개이다. 프로파일인증제품은 Smart Energy 에대한인증제품이 21개, Home Automation 인증제품이 17개, Manufacturer Specific Profile(MSP) 인증제품이 10개이다. 그리고 2009 년새로시작된 RF4CE 에대한플랫폼인증제품이 4개이다. 이중 TTA 는 PRO 플랫폼에대해 5개제품에시험을수행했으며, RF4CE 플랫폼에대해 2개인증시험을완료했다. 현재 TTA 에서제공하고있는 시험서비스는 < 표 5> 와같다. Target Controller < 표 5> TTA 의 인증시험서비스일정 Controller [ 그림 6] RF4CE 플랫폼시험구성도 Golden units (Freescale, TI) Target Golden units (Freescale, TI) RF4CE 애플리케이션프로파일은 Consumer Electronics Remote Control (CERC) 이나와있으며상호운용성시험이벤트를통하여규격을검증하고 Golden Unit 을선정한후, 시험인증프로그램을시작할예정이다. Test Area Certification Types Service Period IEEE PHY/MAC IEEE PHY/MAC Compliant Platform Certified Product ZCP-2007 ZCP-PRO RF4CE Manufacturer Specific Profile Smart Energy Profile Home Automation Profile Launch soon 또한 국제상호운용성시험행사인 ZigFest 가 2009 년 11월 17일부터 19일까지 TTA 에서열렸다. 이번행사는 RF4CE 분야로만시험범위를한정했으며 RF4CE 플랫폼시험에 8개업체가참가했고, RF4CE CERC 프로파일시험에 2개업체가참가하여참여개발 100 November December 2009

7 IT Standard & Certification 업체장비들간의호환성을확보하고오류검증을통해신뢰성을높일수있는의미있는행사가되었다. 또한 Alliance 국제인증을희망하는업체들에게는상호운용성을미리확인해보는좋은기회가되었다. Alliance 는현재 와 RF4CE 두가 2010 년에 Smart Energy 2.0 프로파일에적용할예정이다. TTA 는 Alliance 의표준개발에맞추어 시험인증프로그램을조기에구축하고다양한 애플리케이션에서요구되는시험인증기술을단계적으로확보해나갈것이다. 지스택표준이있으며, IP 스택을새로개발해 정보통신용어해설 3 Reduce, Reuse, Recycle 3 Reduce, Reuse, Recycle, 3R [ 관리운용 ] 폐기물의원천적인발생억제 (Reduce), 반복적인재사용 (Reuse), 에너지저소비형재활용 (Recycle). 이를통하여폐기물발생을감소시키고, 나아가자원순환형사회를실현하고자한다. TTA Journal No

Agenda ZigBee Overview ZigBee Alliance ZigBee Protocol Specifications ZigBee Profiles 무선네트워크부품기술 / 시장분석과응용사례세미나

ZigBee 핵심코어프로토콜스택개발동향및적용사례 한국무선네트워크 박혜근 1 2008 무선네트워크부품기술 / 시장분석과응용사례세미나 Agenda ZigBee Overview ZigBee Alliance ZigBee Protocol Specifications ZigBee Profiles 2 2008 무선네트워크부품기술 / 시장분석과응용사례세미나 ZigBee Overview