유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 핵심 기술과 전망

유비쿼터스 컴퓨팅의 핵심기술

 

- 언제어디서나 다양한 형태로 제공되는 모든 서비스를 구현하고 다양한 디바이스로 콘텐츠를 이용가능한 유비쿼터스 컴퓨팅 환경 구축

 

 유비쿼터스 환경은 모든사물에서 컴퓨팅과 네트워킹 기능으로 부터 출발한다.

 

유비쿼터스 컴퓨팅을 실현하기위해 핵심분야는 아래와 같다.

 

 

1. 디바이스기술

 

- 칩의 소형화, 저소비 전력화 기술

 

 단말기의 초소형화와 네트워크 대응, 장시간구동 가능한 배터리 탑재, 마이크로프로세서(CPU)소비전력 최소화 등 조건이 충족 되어야 함.

 

 

- IT SoC

 

 SoC (System on Chip) : 마이크로프로세서(CPU), 디지털신호 처리 장치 (DSP : Digital Signal Processor), 메모리, 임베디드 소프트웨어 등 직접한 칩을 말한다.

 

이러한 모든 부품이 하나의 칩위에 구현하여 직접 한것이 Soc 라고한다. IT 제품의 소형화, 고기능화, 저전력화를 가능하게하는 핵심 반도체 기술이다.

 

- MEMS (Micro Electronic Mechanical System) : 반도체와 기계, 광기술 등을 융합하여 마이크로(초소형) 단위의 작은 부품 및 시스템을 설계 · 제작하고 응용하는 기술을 말한다.

 

 MEMS기술은 제품 초소형화 구조, 센서 및 구동장치 디스플레이  정보감지등 다양한 분야의 핵심기술을 제공가능하게 해주는 기술이다.

 

- 차세대 전지 : 휴대용 단말기, 산업용 전원 등, 전지의 소형화와 고출력이라는 상반된 요구를 수용하기위한 기술 

 

 고밀도화를 이루기 위해 새로운 고용량 전극소자 개발이 이루어지고 있다. 하지만 고밀접화로 발열· 발화 사고로 안전성 문제 해결을 위한 많은 기술 개발이 집중적으로 이루어 지고있다.

 

 

2. 네트워크 기술

 

- 유비쿼터스 네트워크는 유연, 확장가능한 무·유선 통신망, 끊김 없는 이동성 인터페이스 , IPv6 , 각종 초소형 칩 · 센서 등과 같은 연동 기술을 확보 해야만한다.

 

모든 정보기기가 광대역망에 연결되고 언제어디서나 안전하게 정보를 교환 가능한 상태여야 한다.

 

 

- 광대역 통신 네트워크 

 

 광대역 통신 네트워크는 음성, 데이터, 영상, 멀티미디어 등 다양한 형식의 정보가 융합 되어 유통 되면서 유비쿼터스 네트워크를 실형이 가능한 대역폭으로 제곡하는 통신 네트워크이다.

 

하나의 네트워크에 연결되는 광대역 통합망 기반의 네트워크 사회로 빠르게 진화 하고, 네트워크, 콘텐츠, 응용 서비스 등 다양한 산업 간의 경계가 모호 해지면서 통합된 새로운 정보 산업이 등장하고 있다.

 

 

 

- IPv6

IP Adress 부족, 보안성 취약 Qos · 멀티미디어 지원을 위한 성능 부족등의 문제를 해결하기 위해 IPv6 가 등장하였다.

 

IPv6는 보안과 관련된 인증절차 , 데이터 무결성보호, 선택적인 메세지 발신자 확인 기능등 프로토콜 차원에서 지원.

 

 

- 무선랜(WLAN : Wireless Local Area Network)

 

무선랜은 데이터 전달하기 위해 무선주파수 기술을 이용하여 데이터를 주고받는 형식이다.

 

단점

상대적으로 유선랜에 비해 속도가 느리다.

신호 간섭이 발생할 여지가 높다.

 

장점

배선이 필요없다.

단말기 재배치 용이하다.

이동중 통신이 가능함

빠른시간에 네트워크 구축이 가능

저전력 동작가능

인정된 비인가 주파수 대역을 사용한다.

 

 

 

-  블루투스 : 단거리 라디오 전파 통신을 사용하여 선의 연결없이 여러가지 다른 기기들을 연결시켜주는 기술

 

 일정용량의 데이터(음성, 파일 등) 전송에 적합.

 

※ 중계자(Access Point) 없이 전자 장치들이 서로 통신할수 있는 수단으로 제공하는 기술

 

 

 

- ZigBee : 기존 기술과 달리 전력소비량이 적고 적은비용으로 다른기기에 적용가능한 기술

 

 벌(Bee)들이 꽃들 사이로 지그재그(ZigZag)로 날아다니는 모습이 마치 효율적인 근거리 무선 통신을 연상케 한다 해서 ZigBee 라는 합성어를 표현, 

 

장점 : 저전력, 적은비용 , 하나의 무선네트워크에 250대의 기기를 연결할수 있는 기술

단점 : 통신 반경이 20m ,  속도 가 250kbps

 

 

 

3. 센싱 기술

 

- 센싱기술 : 센서 네트워크가 필요한 사물이나 장소에 전자태그를 부착하여 실시간으로 정보를 전달하는 핵심 요소 기술로서 응용 영역도 점차 확대되고 있다

 

 

 

- RFID (Radio Frequency IDentification) : 초 단파나 , 장파를 이용하여 기록된 정보를 무선으로 인식하는 기술이다.

 

 RFID 늬 초소형 마이크로 칩과 안테나로 구성 태그안에 내장된 칩이 고유한 정보를 신호화 하여 안테나로 보낸다. 리더기 안태나를 통하여 수신한후 서버로 전달되어 사물의 고유정보를 유통한다.

 

 

- 센서네트워크 : 센서는 외부의 변화를 감지하여, 유비쿼터스 컴퓨팅의 입력장치 역할을 한다.

 

 입력장치에서 받은 데이터의 물리량, 화학량 절대치, 변화 소리등 강도를 감지하여 유용한 신호로 변환하는 소자또는 장치를 말한다.

 

센서의 성능은 좌우하는 센서 기술은 컴퓨터기술 및 통신기술과 더불어 현대 3대 기술의 하나인 제어기술의 핵심요소이다.

 

4. 상황 인식 기술

 

- 상황 인식기술 : 센서가 수집한 각종 정보를 바탕으로 주변 환경이나 사용자에대한 정보를 추출할수 있는 상황 인식(Context Awareness) 특성을 갖는다.

 

 인간과 컴퓨터간의 의사소통이 가능하도록 하는 기술이다.

 

 

- 상황인식 서비스 요소 기술

 

 상황 인식서비스에 대한 요구사항

 

  (1) 기능적 요구사항

      상황정보수집 , 저장및 관리 , 신청 및 배달, 분해 및 융합

 

  (2) 기능 외적인 요구사항

       확장성, 모듈성, 보안성, 이동성, 인터페이스 적절성, 결함 포용성 , 서비스 품질, 발전 가능성, 플랫폼간 호환성 

 

        상황인식 서비스관련 연구의 공통적 요구되는 요소 기술

        

 

         상황정보 수집기술

 

         상황정보 모델링 기술

 

         상황정보 추론 기술

 

         상황 정보 교환 기술

 

         상황 정보 관리 기술

 

- 온톨로지 기반의 상황 정보 정의 및 표현방법

 

 상황정보의 표현은 센싱된 상황정보가 한 개인에게 국한 되는것이 아니기 때문에 상황정보를 일반화 하여 표현함 으로써, 다수의 사용자에게 정보를 제공을 해준다.

 

상황정보를 정의하고 표현하는 방식을 시맨틱 웹(Semantic Web)이 있다.

 

-  상황 정보 전달을 위한 미들 웨어

 

 유비쿼터스 미들웨어 : 상황을 인식하여 사용자가 필요로 하는 서비스를 제공하는 것

 

 

5. 상호 작용 기술

 

- 상호작용기술 

 

 유비쿼터스 환경에서 인간과 컴퓨터를 내재한 사물과 의사송이나 정보교환하는 행위

 

인간이 얻는 정보 중 약 70% 이상이 눈을 통해 들어오므로 영상기반, 실감형의 몰입형 영상시스템 기술도 상호작용 기술중 하나이다.

 

그리고, 각성적인 입력도 처리할수 있는 자연스러운 인터페이스를 제공해야하며, 인터페이스를 동적으로 재구성하는 기술도 필요로 한다.

 

- UX( User Experience) 

 

 사용자 경험 : 사용자가 제품이나 서비스를 상호작용하면서 축적하는 모든 기억이나 감정을 의미

 

 

 

- HCI ( Human Computer Interface)

 

 인간과 컴퓨터 상호작용: 인간과 컴퓨터의 상호작용 기술로 음성인식기술, 음성합성기술, 자연어 처리 기술, 착용형 인간과 컴퓨터의 상호작용 기술등 있다

6. 보안기술

 

- 보안기술: 유비쿼터스 환경에서 정말 중요한 기술이다. 정보기기를 통해 어는곳에서 정보유출의 위험이 있고, 통신네트워크를 통해 정보교환이 이루어져 해킹에 우려가 많아 지고 있다.

 

 

- RFID/USD 보안 기술

 

RFID태그와 RFID 리더가 주고받는 신호를 도청을 막는방법이 존재한다.

 

센서네트워크의 정보보호 기술은 크게 센서노드에 대한 보안, 보안 라우팅과 정보집합, 키관리 및 인증, 보안프로토콜기술로 분류한다.

 

 

- 홈네트워킹 보안기술

 

홈네트워크의 보안영역은 2계층 인증,방화벽/ 접근제어, 가상사설 통신망(VPN : Virtual Pivate Networks)등 세개의 영역으로 나눈다.

 

2계층 인증 : 장비와 사용자에대한 인증을 요구하여 내부 보안의 이루는 기술

 

방화벽/ 접근제어 : 외부에서 접속하려는사람을 차단하는 기술

 

- 생체 인식기술

 사람마다 다른 신체적 · 행동적 특징을 이용하여 개인을 식별하는 기술

 

 

- 디지털 저작권 관련 기술

 

 디지털 컨텐츠는 원본과 복사본의 구분이 실질적으로 불가능하다. 콘텐츠에 대한 수정이나 복사가 간편하고, 인터넷을 통해 짧은 시간내에 전파될수 있는 특잉이 있다.

 

디지털저작권 관리

 

(1) 디지털 콘텐츠를 정당한 권리를 가진 사용자에게 안전하게 전송하고 허가된 사용범위 내에서 사용하도록 제한하는 방법.

 

(2) 불법으로 콘텐츠가 복제되어 유포되었을때, 콘텐츠 저작권자가 누구인지 증명, 어떤경로를 통해 불법 복제 되고 유통했는지 추적하는 기능.