Chapter7 유비쿼터스 네트워크 기술

Chapter7 유비쿼터스네트워크기술 오양가 (139344103)

목차 유비쿼터스사회의전체적인개념유비쿼터스네트워크사물대사물통신유비쿼터스네트워크의진화유비쿼터스네트워크의비전 2

1.U- 사회의전체적인시스템 유비쿼터스 (U)- 사회시스템 -3 단계의비즈니스계층으로구성 유비쿼터스 (U)- 사회시스템애플리케이션유비쿼터스 (U)- 사회시스템플랫폼유비쿼터스 (U)- 네트워크 3

1.U- 사회의전체적인시스템 4

1.U- 사회의전체적인시스템 U- 사회시스템애플리케이션 인간계 U- 건강안심시스템 누구든지언제, 어디서나자신의건강상태를파악할수있게만드는시스템으로, 일상적인건강관리와질병예방이충실해져서 건강수명 이크게연장되는효과를 가져올것. U- 자동차네트워크시스템 1. 운전자가제공받는서비스 : 실시간교통정보, 예상소요시간정보, 주차장의빈주차 공간정보등운행과관련된정보등. 2. 도로관리자가제공받는서비스 : 실시간도로교통상황파악, 도로교통수요관리및 유도, 교통위반차랑적발, 차량에의한도로상황감시, 날씨계측등. U- 교육학습시스템 개인이용자가유비쿼터스단말기를이용하여휴일이나야간등비어있는시간을 활용하여언제, 어디서나자유롭게다양한학습프로그램을이용하는시스템. 5

1.U- 사회의전체적인시스템 U- 사회시스템애플리케이션 환경계 국민생활환경의안정성과사회자본의효율성제고를도모하는사회시스템. U-식품이력 안전성확인시스템식품의포장위에식품재료와원료의산지, 유통경로, 이력등식품속성정보를기록한U-칩을부착하여, 소비자들이점포에서 U-단말기로그정보를읽어들여식품의이력과안전성을간단히확인하는시스템. U-도로환경센싱시스템자동차가운행중에기본적인위치와시간데이터, 속도, 도로면의상황, 반대차선과전후좌우의차량카운트, 기상, 사고영상등의정보를차량내에탑재한 U-단말기를통해제공하는시스템. 6

1.U- 사회의전체적인시스템 U- 사회시스템플랫폼 유비쿼터스단말기 (Ubiquitous Terminal; UT) U-네트워크와 U-사회시스템애플리케이션을연결하는인터페이스로서다양한응용시스템에공통적으로이용할수있는기기. 유비쿼터스칩 (Ubiquitous Chip; UC) - 물리적인사물에식별정보를담은 RFID(Radio Frequency Identification) 및외부의상황을감지하는센싱디바이스를의미 - 오늘날 RFID와센싱디바이스는융합되어가는추세. 유비쿼터스서비스유통센터 (Ubiquitous Service Exchange; UX) 다양한 U-사회시스템애플리케이션에의해제공되는서비스의수요와공급을연결해주는유비쿼터스네트워크상의가상 서비스수급조정창구. 7

1.U- 사회의전체적인시스템 U- 네트워크 PC 뿐만아니라모든단말기가네트워크에항상접속되어, 누구든지 시간과장소의제약없이네트워크를활용한다양한서비스를 제공받을수있는환경또는이를가능하게하는기술. 핵심기술요소 : 광대역통신인프라 (Broadband) : 손쉬운네트워크접속이가능한무선이동통신기술 : 무한대의 IP 주소부여기술 8

2. 유비쿼터스네트워크 유비쿼터스네트워크의개념 PC뿐만아니라모든단말기가네트워크에상시접속되어, 누구든지시간과장소의제약없이네트워크를활용한다양한서비스를제공받을수있는환경또는이를가능하게하는기술을의미차세대네트워크 (Next Generation Network: NGN) 기술을이용하여언제, 어디서나, 어떠한통신단말기를가지고, 어느통신망을통해서든원하는서비스를받을수있는 5Any' 동작을요구하는다양한종류의애플리케이션및서비스를지원하기위한네트워크 9

2. 유비쿼터스네트워크 유비쿼터스네트워크의개념 사람대사람, 사람대사물, 사물대사물통신을지원 사람대사람통신 : 사람이접속되어있는컴퓨터나스마트폰등과같은기기를이용한통신사람대사물통신 : 사람이 IPTV 콘텐츠나파일전송등의특정정보를얻기위해하는사물과의통신사물대사물통신 : 사람이관여하지않아도사물이다른사물과센싱된정보를주고받는통신 10

2. 유비쿼터스네트워크 유비쿼터스네트워크를위한기반기술 기존 IT 유비쿼터스진입단게 (~2007) 유비쿼터스 IT 유비쿼터스성속단게 (~2010) 유비쿼터스완성단게 (~2015) 사람대사람통신 유선전화, 이동전화, 휴대인터넷, 유선인터넷, 무선인터넷 사람대사물통신 원격검침, 원격톤제, 원격모니터링 사물대사물통신 상황인식의한자율서비스 언제어디서나누구와도연결하여통신 언제어디서나무엇이라도연결하여통신 언제어디서나모든사물이네트워크로연결되어상호통신 11

2. 유비쿼터스네트워크 유비쿼터스네트워크를위한기반기술 대용대용량의콘텐츠를전송하기위해광대역통신인프라손쉬운네트워크접속 (barrier free interface) 이가능한무선이동통신기술, 무한대의 IP 주소부여기술, 그리드 (Grid) 기술, P2P 기술등이필요량의콘텐츠를전송하기위해광대역통신인프라손쉬운네트워크접속 (barrier free interface) 이가능한무선이동통신기술, 무한대의 IP 주소부여기술, 그리드 (Grid) 기술, P2P 기술등이필요 12

2. 유비쿼터스네트워크 유비쿼터스네트워크를위한기반기술 기술의특성은사물연결성 (Networking; Ad Hoc 네트워크 ), 자율성 ( Smart; 센서, RFID), 이동성 (Mobility; MEMS, 소형컴퓨팅객체 ) 으로나타난다. 유비쿼터스네트워크는유 무선이통합되고, 보관적상시접속을요구하며, 지능적인네트크로진화하고있다. 유비쿼터스센서네트워크 : RFID/Sensorfield와 IPv6 기반의 BcN의결합으로이루어지는네트워크로전자태그에서얻는위치전보와환경전보를네트워크를구성하여관리하는기술이다. 13

2. 유비쿼터스네트워크 유비쿼터스네트워킹을위한기본환경 우리주변사물은네트워크에연결되고종단간연결설정을통해독립적으로통신. 세가지유형의사물이고려. 1. 고정사물 : 이동이없는사물 2. 이동사물 : 한장소에서다른장소로이동하는사물 3. 논리적사물 : 서버상의콘텐츠같은객체로연결성제공을위한개체 14

2. 유비쿼터스네트워크 유비쿼터스네트워킹을위한기본환경 고정 이동환경에서유 무선인터페이스를통해 NGN 에연결 15

3. 사물대사물통신 유비쿼터스네트워킹환경에서사물의의미 사물 (Objects) 은네트워크에연결된사용자또는다른개체로원격모니터링및정보장치, 기계, 콘텐츠등과같이우리주변에존재하는모든것. 개인장치, 정보장치, RFID/ 센서, 콘텐츠, 애플리케이션, 차량등과같은최종사용자측사물의형태를포함 16

3. 사물대사물통신 사물특징의분류 일반사물의특징물리적사물과논리적사물 ( 콘텐츠, 자원등 ) 이동성 : 고정사물과이동사물태그 : 능동형 RFID 와수동형 RFID 크기 : 일반형장치와소형장치전력 / 에너지 : 전력공급형과전력제한형관리형태 : 사람에의한관리형태와장치에의해관리형태네트워킹능력 : IP 와 non-ip 유비쿼터스네트워킹환경의사물이종접속인터페이스저전력경량프로토콜각기다른정보처리능력 17

3. 사물대사물통신 사물간통신을위한요구사항 (1/2) 일반적인요구사항 불필요한부하는제거하고통신계층은최적화된경량프로토콜사용사물의실행환경을동적으로설정하기위해자동화, 자가환경설정, 네트워크적응기능이제공통신의범위안에진입하는어떤사물과통신하기위해자동발견기능이요구자동화된사물사이끊김없는통신이가능하도록이동성관리가요구최적화되고동적인라우팅이제공점점더많은통신사물을포함할수있도록확장성이요구 18

3. 사물대사물통신 사물간통신을위한요구사항 (2/2) 각사물은고유한식별값 ( 예를들면 IP 주소 ) 를갖도록권장프로그래밍플랫폼은응용프로그램이빠르고쉽게개발될수있어야한다필요한수준의 QoS(Quality of Service) 와 QoE (Quality of Experience) 이제공되어야함통신오류의발견및발견즉시수정할수있어야한다. 19

3. 사물대사물통신 사물간통신을위한사물식별기술 Connecting to Anything 을위한사물식별을지원하기위한필수적인기술사물의신원 (Identity) 일정시간이지나도변하지않으며, 또한특정종단시스템에영향을받지않는것사물의식별종단점에위치한사물에대한정보는네트워크에서식별유일한식별자는사물의추적, 접속제어, 보호등을포함하는대단히많은응용프로그램을가능. 사물의위치찾기 / 추적네이밍과어드레싱에의해 NGN에연결성제공각사물 ID는매핑 (Mapping) 과바인딩 (Binding) 을통해세션 / 프로토콜 ID, IP 주소, MAC 주소등과같은통신 ID와연관. 20

3. 사물대사물통신 Connecting to Anything 을위한신원처리 [ 그림 7-6] Connecting to Anything 을위한신원처리

3. 사물대사물통신 사물과 IP 주소의매핑 / 바인딩 최종사용자측면에서모든사물에 IP 주소의매핑 / 바인딩 22

4. 유비쿼터스네트워크의진화 네트워크기술의변화방향 유통콘텐츠의대용량화, 이를전송하기위해광대역기술이필요, 네트워크에접속되는기기의증대유비쿼터스네트워크는유 무선이통합되고, 보편적상시접속을요구하며, 지능적인네트워크로진화 USN(Ubiquitous Sensor Network): RFID/Sensor field 와 IPv6 기반의 BcN 의결합으로이루어지는전자태그에서얻는위치정보와환경정보를네트워크로구성하여관리하는기술이다. EPC(Electronic Product Code): 유통물류과정에따른제반정보를표준규약에맞게데이터베이스로구축한시스템을말한다. 23

4. 유비쿼터스네트워크의진화 네트워크의발전단계 1960 년대메인프레임시대로부터출발 1995 년 PC 와인터넷이결합하여상용화되기시작, 컴퓨터대컴퓨터간통신의 PtoP(Peer to Peer) 통신시대시작 2005 년경 - 휴대전화, PDA, 게임기, 정보가전, 센서, 무선태그의네트워크화로컴퓨터대기계간통신이이루어지는 PtoM(Peer to Machine) 통신시대로유비쿼터스네트워크기반을형성하는단계 - 유비쿼터스 2.0 시대로스마트폰과스마트네트워크의등장으로사물지능통신공간의실현성을높이면서발전하는단계 2015 년즈음 - 유비쿼터스 2.0 시대가 3.0 시대로전환되는시기 - 제조물, 도시시설물, 동식물등에 μ- 칩을이식하여모든사물간에실시간으로네트워크화가가능한사물대사물간통신이이루어지는 OtoO(Object to Object) 통신시대가가능하리라예측 24

4. 유비쿼터스네트워크의진화 네트워크의발전단계 Man to Man 통신시대 Man to Machine 통신시대 Machine to Machine 통신시대 25

4. 유비쿼터스네트워크의진화 최신무선통신기술 휴대인터넷 ( 와이브로 (WiBro)), 와이맥스 (WiMAX), 4G 통신지리적공간과통신방식을달리하는사람과기기또는기기와기기간의통신을지원할수있는방식휴대인터넷 ( 와이브로 (WiBro) 는해외에서와이맥스 (WiMAX) 로불리는 4 세대이동통신 (4th Generation mobile communication: 4G) 기술방식중하나롱텀에볼루션 (Long Term Evolution: LTE) 과함께국제전기통신연합 (International Telecommunication Union: ITU) 이 4G 규격으로선정한기술 3G 기술에서제 4 세대이동통신기술로의발전은모바일데이터서비스를타깃으로두고서 All IP 기반의무선광대역융합망 (Wireless Broadband Convergence Network) 에서다양한종류의서비스를컨버전스하는데있음. 4G 에서는 All IP 라는모토처럼음성과데이터등모든트래픽을단일패킷망으로처리 4G LTE 에서음성트래픽을무선인터넷전화 (mvoip) 방식으로처리하는 VoLTE(Voice over LTE) 기술이사용 26

4. 유비쿼터스네트워크의진화 이동전화와무선인터넷기반으로발전되는무선기술의흐름도 구분 ~ 2010 년 2012 ~ 2013 년 2015 년 무선망시스템 HSPA EV-DO WCDMA Rev.A WiBro Wave 1/2 IEEE 802.11 b/g/a HSPA+/LTE WiBro Ref 1.5 IEEE 802.11n LTE-Advanced WiBro-Advanced IEEE 802.11 ac/ad 무선통신서비스 3 세대 (300k~14Mbps) 3.9 세대 (30~100Mbps) 4 세대 (100M~1Gbps) 모바일 SW 실시간 OS 개별범용 OS Cross 플랫폼 Mobile SW 다중단말기협업지원 Mobile SW 27

5. 유비쿼터스네트워크의비전 인간과사물을끊김없이연결시켜줄수있는네트워크능력을이용하여 IT 에 BT, NT, CT 등타산업과의융합을위한핵심인프라역할수행 - 5C+5Any 와유비쿼터스컴퓨팅기술을네트워크에잘접목하여전산업에시너지효과를창출할수있는융합혁명 (Fusion Revolution) 28

5. 유비쿼터스네트워크의비전 유비쿼터스네트워크가실현하고자하는것 유비쿼터스연결성 (Ubiquitous connectivity) - 언제, 어디서나, 누구에게나어떤유형의통신도가능. 증강현실 (Augmented reality) - 실제환경과자연스럽게연결될수있도록좀더효율적인인터페이스제공. 더욱확장된지능화 (Enhanced intelligence) - 혁신적인통신및부가가치창출을가능. 목표 - 궁극적으로보다많은연결성을제공하고, 지능을부가함으로써 통신을통해가치가창출 29