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Wi-Fi Direct 등장! Bluetooth의 대응은?

이번 CES2011에서 Wi-Fi Direct라는 기술이 주목받고 있습니다.

WiFi Direct는 WiFi Alliance가 개발한 기술로 기존의 Wi-Fi 기술을 활용해 이통망이나 AP없이도 단말기간 빠르고 안전하며 끊김없는 접속을 지원합니다. 이는 기존의 Bluetooth기술을 대체할 가능성이 높으며 실제로 보다 응용할수 있는 기술이나 기능도 풍부합니다.

Wifi Direct는 표준 WiFi기술을 활용하긴 하지만 네트워크 접속방식은 전혀 다릅니다. 즉 기존의 WiFi네트워크나 라우터,AP등을 경유하지 않고 P2P(Peer to Peer)방식을 활용합니다. 뿐만 아니라 기존의 WiFi단말기에도 적용이 가능하며, Bluetooth에 비해 접속범위,반경이 더 넓을뿐 아니라 데이터전송용량 또한 큽니다.

이러한 WiFi Direct탑재 단말은 디지털카메라, 엔터테인먼트 단말, PC등 다양한 단말간 콘텐츠 동기화가 용이해 진다는 장점이 있습니다. 물론 이러한 기술을 위해서는 보다 강력한 보안기술이 필요할 것입니다.

앞서 소개했던 Zigbee, Bluetooth등의 모든 장점을 포함할수 있을것으로 보여, PAN(Personal Area Network)을 구성하는데도 좋아보입니다. 이제 슬슬 제가 꿈꾸는 디지털라이프가 점점 현실로 다가오는군요. 기기간의 커뮤니케이션! 아~ 기대됩니다 ㅎㅎ

” [http://predicto.tistory.com/63, Predicto님 블로그에서 일부글 발췌했습니다]

Wi-Fi Direct는 탑재된 디바이스는 이전의 Wi-Fi 단말과 자유롭게 통신이 가능합니다. 기존의 Wi-Fi 규격인 802.11 a/g/n을 그대로 사용합니다.

기존의 Wi-Fi 디바이스들은 제조사의 software upgrade만으로 Wi-Fi Direct 기능이 제공 가능합니다. H/W 교체가 필요하지 않습니다.

일부 디바이스들은 Wi-Fi 네트워크와 Wi-Fi Direct 네트워크에 동시에 접속할 수 있습니다. 또한, 이 디바이스를 통해서 Wi-Fi Direct 네트워크에 연결된 다른 디바이스들이 인터넷을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 노트북을 Wi-Fi AP로 만들어서 여러 대의 스마트폰이 노트북을 통해서 인터넷에 접속하도록 할 수 있습니다.

Wi-Fi Alliance 멤버 회사의 제품에서만 Wi-Fi CERTIFIED Wi-Fi Direct 기술이 지원될 것이라고 밝히고 있지만, 애플, 인텔, MS, 시스코, 소니, 삼성 등 저희가 아는 회사들은 대부분 Wi-Fi Alliance 멤버이므로 대부분의 디바이스에서 Wi-Fi Direct 기술이 지원될 것으로 예상됩니다. “

WiFi Direct를 사용하기 위해서는 기존의 WiFi의 경우 펌웨어 업데이트가 필수적이라고 하며, Apple도 Wi-Fi Direct에 합의하고 iPhone, iPod 등에 이 기술을 적용할것이라고 알려지고 있습니다.

앞으로 몇년안에 집안의 모든 이더넷케이블이 사라질거 같습니다. 거실의 이더넷포트에 WiFi AP만 하나 설치해놓고, 다른 모든 기기들은 WiFi를 사용하게 되는 때가 곧 올것입니다. STB, 인터넷전화, 데스크탑, 노트북, 스마트폰, 냉장고, TV등 모든 기기가 WiFi를 사용하는 날이 머지않았습니다.

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미래의 모바일기술에 대한 고민 #5 – 네트워킹편

현시점에서 모바일에서 이용가능한 통신방식은  2G(GSM,CDMA)/3G(IMT)/4G(LTE Advanced), WiFi, Bluetooth, IrDA, RFID, NFC, GPS 정도가 있을것 같습니다. 혹시 빠진 내용이 있다면 댓글로 부탁드립니다 ^^

* Celluar Network

휴대폰에서 기본적으로 사용하는 2G, 3G, 4G에 대해서는 많이 들어보셨을겁니다.
1995년 세계최초로 CDMA다중 접속기술을 사용하는 이동전화시스템을 상용화한 이래로 PCS(GSM, PHS, AMPS, IMT-2000, TDMA,FDMA 등이 이와 같은 범주에 속함) 기술들이 등장했었고, IMT-2000이라는 3세대(3G) 방식이 등장했습니다.
당시 IMT-2000 의 등장으로 전세계가 떠들썩했었죠. 단일화된 공통의 규격으로 어디에서나 자유로운 로밍서비스를 제공한다는 것과 고속의 데이터서비스를 통해 서비스의 질을 높인다는 것이었습니다. 이와 함께 무선규격은 셀룰러통신방식에 탁월한 성능을 가지는 CDMA방식으로 간다는 대원칙도 있었습니다.

지금 시점에서는 이러한 단일규격의 원칙은 찾아보기 힘들며 3G에서도 GSM방식과 CDMA방식으로 양분되었습니다. 2.5세대급인 CDMA2000은 HSPD(High Speed Packet Data)라는 고속데이터 서비스를 통해 350Kbps이상의 전송률(DTP)을 제공하며, EV-DV의 경우는 2Mbps정도의 전송률을 제공합니다.

3G와 4G의 차이점은 특정한 기술의 이름이 아니라 속도에 따른 세대의 구분입니다.  ITU(국제전기통신연합)기구에서 모바일네트워크의 전송속도에 따라 결정하는데, 이는 같은 4G에도 여러기술이 존재할수 있음을 의미합니다.
3G는 ITU에 의해 144k~2Mbps의 전송속도로 규정됐습니다. KT의 Show, SK의 T, LG의 OZ등이 3G에 속하는데 전부 다른기술기반을 가집니다. 4G는 정지중 1Gbps, 이동중 100Mbps의 속도를 가질것으로 규정되었습니다. 기존 아이폰4에 대한 네이밍에 대한 논란이 있었습니다. 보통 애플제품에 붙이는 Generation이라는 단어가 네트워크세대를 표현하는 단어와 같아서 발생했던 문제였죠.
iPhone 4G(4세대) 제품이 네트워크4G를 지원하느냐라는.. 결국엔 iPhone 4라고 네이밍을 했구요. 진정한 4G는 iPhone 5가 될것 같습니다. 현재 통신사에서 4G서비스를 하는곳이 없으니까요.(미국의 Sprint사가 가장 빠르게 대응하는거 같더군요)

하단의 이미지는 대표적인 4G기술입니다. LTE는 많이 들어보셨을거구요. 국내 대기업에서도 많이 참여하고 있답니다.

* LTE (long-term evolution), UMB (ultramobile broadband), and WiMAX II (IEEE 802.16.m)

4G and the ITU

* Protocol Layer

유선환경에서 사용하는 물리계층 Protocol은 Ethernet이며 Network, Transport 계층은 TCP/IP를 사용합니다. 무선환경에서 사용하는 물리계층 Protocol은 Ethernet이 아닌 Bluetooth, Wireless, Zigbee등이 사용됩니다. 이처럼 물리계층의 프로토콜이 다름에도 불구하고 유/무선 네트워크는 실제로 많은 공통점을 가지고 있습니다.

유/무선의 Network/Transport계층의 프로토콜이 아예 같거나 전송방식 자체가 매우 유사한데, TCP에 대해 간단히 살펴볼 필요가 있습니다. TCP의 중요요소를 대략적으로 구분하면 크게 Source Address, Destination Address, Source Port, Destination Port, Session 이렇게 5가지로 나눌수 있습니다.

Session은 Source/Destination간의 상호 안정적인 통신을 보장하기 위해서 존재합니다. Session은 호스트 간에 상호 통신시 데이터가 정확하게 전달되었는지 확인할 수 있는 기능도 제공하지만, Source와 Destination간의 연결 과정이나 연결 유지에 대한 보안적인 측면에서의 신뢰성도 보장합니다. 즉, 쉽게 표현하면 Source와 Destination이 연결되었다고 가정했을 때, 제 3자는 이들의 연결에 함부로 끼어들 수 없는 기능을 제공합니다.

무선 Network 환경에 쓰일 수 있는 매개체는 다양하게 존재합니다. 모두 무선이라는 연결 매개체를 사용한다는 공통점이 있으나 사용하는 주파수가 다르고, 또 주파수 영역마다 특징이 존재하기 때문에 각각 특성에 맞는 활용 분야가 따로 존재합니다. 예를 들어 어떤 주파수는 전송 거리가 짧거나 어떤 주파수는 한번에 전송될 수 있는 데이터 용량이 적기도 합니다.

무선 Network의 활용도는 매우 광범위하기 때문에 각각의 무선 매개체가 활용될 수 분야에 대한 표준 같은 것이 정해진 것은 아닙니다. 아직까지도 Protocol에 대한 표준 재정 작업이 진행중인 것도 있으며 종전에 촉망 받던 매개체가 여러 가지 문제점이나 혹은 보다 나은 매개체의 등장으로 인해 바뀌기도 합니다.

1. Wireless LAN Network

몇년 사이에 Wireless를 이용한 무선 네트워크는 많은 사람들에게 이용되며 각광받고 있습니다. 무선 Protocol의 표준기술을 가리켜 IEEE 802.11이라 부릅니다. 이는 유선에 비해 이동성, 비용, 유연성등의 장점이 있습니다. (Wi-Fi 라고 명칭하기도 합니다)

IEEE 802.11 (b)
Power Profile Hours
Complexity Very Complex
Nodes/Master 32
Latency Enumeration up to 3 seconds
Range 100m
Extendability Roaming possible
Data Rate 11Mbps
Security Authentication Service Set ID (SSID)

2. Bluetooth Network

비교적 저렴한 생산비용과 확장성, 그리고 유연성적인 측면에서 높은 평가를 받고있고, 실제로 많이 사용되고 있습니다. Wi-Fi에 비해서 일반무선네트워크에 쓰이기엔 부족한 전송속도를 갖고 있으며, Zigbee와 비교하여 홈네트워크에 쓰이기엔 높은전력소모와 생산비용을 갖고 있지만, 그 중간단계의 활용분야에서 많이 사용되고 있습니다.

Bluetooth
Power Profile Days
Complexity Complex
Nodes/Master 7
Latency Enumeration up to 10 seconds
Range 10m
Extendability NO
Data Rate 1Mbps
Security 64 bit, 128 bit

3. Zigbee(Zigzag+Bee의 합성어) Network

앞으로 가정내에서 사용하는 가전제품에도 컴퓨팅능력이 들어갈 것이라고 많은 사람들이 말하고 있으며, 실제로도 몇몇 제품들이 실제로도 사용되고 있습니다. 예를 들어 집 밖에서 원격으로 보일러를 조정하여 방안의 온도들을 설정할수도 있습니다. 또한 가전 제품들이 컴퓨팅 능력을 갖춤으로써 서로 간의 통신을 통해 여러 가지 편리한 점들을 누릴 수도 있습니다. 집 주인이 집에 들어왔을 때 집에 들어온 현재 시간을 파악하여 주인이 선호하는 TV 채널을 자동으로 틀게 하는 것도 좋은 예입니다.

Zigbee
Power Profile Years
Complexity Simple
Nodes/Master 64000
Latency Enumeration 30ms
Range 70m~300m
Extendability YES
Data Rate 250Kbps
Security 128bit AES and Application layer user defined

4. RFID Network

RFID는 일반적으로 13.56Mhz대역, 그리고 UHF대역인 860~960Mhz영역이 가장 많이 활용됩니다. 이는 물류네트워크에서 많이 사용되는데 RFID Tag을 물품이나 물류등에 붙여서 사용될수 있습니다. 이 Tag안에는 EPC(Electronic Product Code)라는 것이 존재하여 상품의 제조일,특징 등에 대한 정보를 포함하고 있습니다.

4-1. NFC (Near Field Communication) – RFID Extension

NFC는 초단거리 무선통신 기술로 대략 10cm이내의 기기간에 통신을 가능하게 해줍니다. ISO/IEC 14443 proximity-card standard(비접촉카드 또는 RFID)표준을 확장한 것으로 스마트카드와 리더기를 하나로 합쳐놓은것이라고 생각하면 됩니다.
ISO/IEEE 14443표준을 확장한 것이기 때문에 NFC디바이스간 뿐 아니고 기존의 ISO/IEEE 14443리더기나 스마트카드와도 통신을 할수 있습니다. NFC는 기본적으로 휴대폰에서 사용할 목적으로 만들어졌습니다.

– 13.56MHz의 ISM밴드에서 14KHz의 대역폭을 사용
– 최대 동작 거리: 20cm
– 지원하는 통신 속도: 106, 212, 424, 848 Kbit/s
– 동작모드: Passive, Active

현재 NFC는 주로 휴대폰에서 사용되는데 3가지 방식으로 동작하고 있습니다.

– 카드 에뮬레이션: NFC디바이스(휴대폰)이 기존의 RFID카드와 같이 동작한다. 즉 리더기에 기존의 카드 대신 휴대폰을 가져다 대면 된다.
– 리더 모드: NFC디바이스가 카드 리더기로 동작하는 모드이다.
– P2P 모드: 두대의 NFC디바이스가 서로 통신하는 모드이다.

이렇게 3가지 모드를 지원하기 때문에 NFC디바이스는 매우 다양한 방법으로 사용할 수 있습니다. 휴대폰이 교통카드, 문 열쇠등으로 동작(카드 에뮬레이션), 미술관, 박물관 등에서 작품에 휴대폰을 가까이 가져가면 해당 작품의 소개로 연결하기, 스마트카드 결제 단말기(리더모드), 휴대폰간 명함 교환 (P2P 모드)등등이 가능해집니다.

그리고 통신거리가 매우 짧기 때문에 보안 문제도 간단해지고 통신을 위한 초기 셋업타임이 매우 짧은것이 (0.1초 이하) 최대의 장점입니다.

NFC에 대해서는 다음에 좀더 자세히 포스팅하도록 하겠습니다.