[IT 전문 블로그 미디어=딜라이트닷넷]

사물인터넷(IoT)을 구현하는 통신기술로는 근거리 무선통신 기술도 빼놓을 수 없다.

다양한 근거리 통신기술이 나오긴 했지만 가장 오래 사용됐고 널리 쓰이는 무선통신 기술은 ‘블루투스’다. 최근에는 높은 속도를 강점으로 지닌 ‘와이기그(WiGig, Wireless Gigabit)’도 떠오르고 있다.

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우선 블루투스는 2.4GHz 주파수를 사용해 사무실, 회의실, 가정이나 사용자 주변 공간 등 근거리 내에서 휴대폰, 휴대장치, 네트워크 AP 및 기타 주변 장치 간 무선으로 자유로운 데이터 교환이 가능한 기술이다.

블루투스 규격은 1999년 6월 영국에서 개최한 1차 포럼에서 처음 정해졌다. 이 때 나온 1.0 규격은 데이터 전송속도 1Mbps, 전송거리 10~100cm였다. 블루투스SIG는 이 1.0규격을 시작으로 블루투스 4.1까지 발표했다.

지난 2010년에 발표된 블루투스4.0부터는 ‘블루투스 스마트’라고 불리는 지능형, 저전력 기술이 탑재됐다. 전력 소비가 낮아 긴 배터리 수명을 얻을 수가 있고, 의료와 헬스케어 단말기를 대상으로 PC나 휴대폰을 활용할 수 있는 등 더 많은 다양한 기기들이 이용할 수 있게 됐다.

‘블루투스 스마트’ 기술의 가장 큰 특성은 이같은 초저전력과 함께 휴대폰, 태블릿, PC 등에 있는 애플리케이션에 기기를 직접 연결할 수 있다는 점이다.

블루투스 인증은 매년 꾸준히 증가하면서 스마트폰, 태블릿, 스피커나 헤드셋뿐만 아니라 최근에는 의료·보건, 스포츠·피트니스, 스마트홈 제품 분야에 적용이 급증하고 있다.

전력효율성, 이동통신 주파수 간섭, 데이터 전송방식, IP 접속 등 기존에 한계로 지적됐던 부분이 해결되면서 블루투스는 사물인터넷(IoT)을 구현할 핵심 통신기술로 계속해서 다양한 기기, 제품에 적용이 확대될 것이란 관측이 나오고 있다.

블루투스SIG는 ‘블루투스 스마트’가 IoT를 실현하는 주된 원동력으로 성장할 수 있도록 계속 지원하기 위한 방향에서 기술 발전을 계속하고 있다.

4.1버전의 경우 소비자들에게 ‘바로 작동하는(just works)’ 간편한 경험을 더욱 향상시키고 유용성을 높이는데 초점을 맞춰 설계됐다. 그 일환으로 구현된 것이 롱텀에볼루션(LTE) 이동통신 기술 간 전파간섭을 회피하는 기술이다.

블루투스 디바이스는 2.45GHz 주파수에서 데이터를 송수신한다. LTE도 같거나 인접한 주파수 대역에서 작동한다. LTE 기기가 본격 확산되면서 블루투스 스마트와 LTE가 동시에 지원되는 기기 사용자들이 자칫 경험할 수 있는 간섭 문제를 해결할 수 있는 기술을 4.1버전에 적용했다.

블루투스 전파를 LTE와 조정해 인접한 두 채널 간 간섭 가능성을 줄여 각 통신기술은 최대의 성능을 발휘할 수 있다.

이와 함께 개발자들이 블루투스 재연결 시간간격을 유동적으로 설정할 수 있도록 지원, 통제력을 가질 수 있게 했다. 이로 인해 디바이스들이 물리적으로 떨어져 있을 때 사용자들이 무차별 접속 중단되는 일을 경험하지 않아도 된다. 결과적으로 재연결에 들어가던 전력소비를 줄일 수 있다.

웨어러블 기기가 대중화되는 시대에 맞춰 데이터 전송 폭주 문제를 해결하는 기술도 구현됐다. L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol) 메커니즘에 기반해 ‘블루투스 스마트’ 기술이 구현된 두 대의 기기 간 부담을 최소화할 수 있도록 64킬로바이트(Kbytes) 이하의 벌크 데이터 전송이나 블록 데이터 전송을 지원한다.

예를 들어 이전에는 달리거나 자전거를 타는 중에 수시로 업데이트해서 전력 소모가 컸지만 활동 중에 센서를 통해 수집된 데이터를 사용자가 집으로 돌아간 후 효율적으로 전송하거나 업데이트할 수 있다.

이밖에도 기기와 애플리케이션 간 직접 데이터 전송을 가능하게 하는 지능적 연결도 지원한다. 스마트폰같은 기기를 허브와 엔드포인트로 기능할 수 있게 하는 듀얼모드 토폴로지와 링크계층 토폴로지 소프트웨어 기능으로 기기들이 다수의 모드로 작동하면서 동시에 ‘블루투스 스마트’를 통해 커뮤니케이션할 수 있다.

블루투스 4.1버전에서는 무제한인터넷주소(Ipv6) 지원도 포함됐다. 블루투스SIG는 IPv6 사양을 포함해 기능을 더욱 강화해 올해 말 블루투스 4.2 새 버전을 선보일 예정이다.

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IEEE 802.11ad 표준을 기반으로 하는 ‘와이기그’는 60GHz 고주파수 대역을 이용해 최대 7Gbps의 속도로 데이터를 주고받는 기술로, ‘와이파이(WiFi)’보다 훨씬 빠른 속도와 짧은 트래픽 지연시간, 저전력의 강점으로 멀티미디어 기기와 애플리케이션 연결에 적합한 통신기술로 부상하고 있다.

와이기그 기술은 60GHz대역에서도 와이파이가 사용하는 2.4GHz, 5GHz 주파수 대역으로 이동할 수 있도록 보장한다. 따라서 와이파이와 와이기그를 모두 지원하는 기기는 좁은 공간에서는 고속의 와이기그를 사용하다 필요할 경우 와이파이로 전환할 수 있다. 많은 와이기그 인증 제품들이 와이파이 인증도 함께 받을 수 있고, 와이기그와 와이파이가 모두 탑재된 제품에는 두 기술 간의 매끄러운 연동을 위한 장치가 내장될 것이기 때문이다.

이 기술은 또한 빔포밍 지원으로 신호 강도를 높이며, 높은 보안기능도 지원한다.

와이기그는 2009년에 와이기그얼라이언스에서 개발했지만 2013년 초에 와이파이얼라이언스에 통합됐다. 와이파이얼라이언스는 지난해 9월 와이기그 인증 프로그램을 출시했다.

와이기그 칩 전문업체인 ‘윌로시티’를 인수한 퀄컴과 인텔 등 칩셋 제조사들이 내년 관련제품 출시할 예정이어서, 내년 이후 와이기그 시장에 본격 성장기에 접어들 것이란 예측이 나오고 있다.

[이유지기자의 블로그=안전한 네트워크 세상]
2014/10/07 09:18 2014/10/07 09:18
[IT 전문 블로그 미디어=딜라이트닷넷]

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무선랜 기술인 ‘와이파이(WiFi)’는 그동안 기업 네트워크와 공공 핫스팟을 중심으로 꾸준히 확산이 이뤄졌다.

‘와이파이’ 기술 도입과 사용이 가속화된 것은 기술적인 측면에서는 속도와 안정성이 크게 높아진 IEEE 802.11n 기술이 등장하면서부터다. 그러나 진정한 확산 분수령은 지난 2008년 등장한 스마트폰 열풍이다. 스마트폰을 시작으로 각종 모바일·스마트기기 사용이 확산되면서 유선보다 무선 접속이 필요로 하게 됐다. 롱텀에볼루션(LTE) 시대가 본격 개막하면서 이동통신망의 데이터 트래픽이 크게 증가하자 이용자는 통신비 절감을 위해, 통신사는 ‘트래픽 오프로드’를 위해 와이파이의 활용도 급속도로 동반 상승하는 추세다.   

그 와중에 ‘와이파이’는 5세대(5G) 기술단계로 넘어갔다. ‘기가비트 와이파이’로 불리며 등장한 고속의 802.11ac 기술을 지난해부터 시스코시스템즈, 아루바네트웍스 등 무선랜 업체들이 앞다퉈 상용화하면서 국내에서도 활발한 도입이 이뤄지고 있다.

802.11ac 기술은 이론상 최대 전송속도가 ‘웨이브1’ 규격으로 최대 1.3Gbps, ‘웨이브2’ 규격으로는 4.2Gbps부터 최대 6Gbps 이상 속도까지 거론되고 있다. 표준화가 완전히 완료돼 멀티유저마이모(MU-MIMO, 다중사용자-다중입출력시스템)가 지원되면 최대 160MHz 채널, 8개 SS(Spatial Streams)이 지원될 것으로 예상되고 있다.

하지만 시중에 출시돼 있는 802.11ac 제품은 표준화 일정상 올해 2월 표준이 완료된 ‘웨이브1’만 구현한 수준이어서, 이보다 성능을 떨어진다. ‘웨이브1’ 규격은 80MHz 채널, 4개의 SS, 같은 시간에 데이터를 훨씬 많이 보낼 수 있도록 하는 256QAM 등으로 802.11n 대비 2~3배 향상된 속도를 구현할 수 있다고 분석되고 있다.

이마저도 현실에서는 아직도 무선 액세스포인트(AP) 하나당 하나의 클라이언트(단말)에만 데이터를 전송할 수 있는 수준이다. 최대 대역폭을 나눠 사용하기 때문에 여러 기기가 하나의 AP에 접속하면 속도가 느려질 수밖에 없는 구조다. 여러 클라이언트를 지원해 속도저하를 제거하는 MU-MIMO가 지원되지 않기 때문이다.

MU-MIMO 환경에서는 데이터를 주고받는 스트림(Stream)도 늘릴 수 있지만 클라이언트 기기들도 현재는 1~2SS(Spatial Stream)만 지원되는 수준이다. 맥북 프로 등 소수의 기기만 3SS을 지원하고 있고, 4SS 이상 지원은 업계에서도 빠른 시일 내 나올 가능성이 낮은 것으로 점치고 있다. MU-MIMO와 SS 지원에서 핵심은 무선랜칩이다.

때문에 지난해부터 상용 출시되기 시작한 802.11ac AP를 도입하더라도 대역폭은 80GHz가 아닌 40GHz만 사용되고 있어 속도는 당초 기대보다 떨어지는 것이 사실이다.

하지만 관련칩 상용화가 조만간 예상되고 있고 2015년 중반께 ‘웨이브2’ 표준화가 완료되면 진정한 기가비트 와이파이가 현실화될 것으로 관측된다.

빠르고 보다 안정적인 와이파이 기술 진화와 시간이 지날수록 보다 경제적인 가격체계가 갖춰지면서 와이파이의 사용은 앞으로도 더욱 확산될 것으로 점쳐진다.

와이파이 기술은 최근 사물인터넷(IoT) 시대에 보다 활용성을 제공할 수 있도록 다양화되고 있다.  

‘와이파이 다이렉트(WiFi Direct)’가 대표적으로, 와이파이 지원 기기간 직접 접속할 수 있는 D2D(Device to Device) 통신기술이다.

기기들간 ‘탐색, 연결, 실행(Discover, Connect and Do)’을 한번 진행해 서로 연동되는 서비스를 즉각 제공할 수 있도록 사물 간 통신을 보다 빠르고 쉽게 수행할 수 있도록 최적화돼 있다.

최대 200m 앞에서 기기끼리 선 없이 직접 연결할 수 있으며 데이터 전송 속도도 최대 300Mbps를 넘어선다. WPA2 방식의 보안도 지원하며 802.11 a/b/g/n망과도 호환된다.

와이파이얼라이언스는 지난 2010년부터 ‘와이파이 다이렉트’ 인증을 시작했다. 최근에는 ▲와이파이 다이렉트 샌드(Wi-Fi Direct Send) ▲와이파이 다이렉트 프린트(Wi-Fi Direct Print) ▲DLNA(Digital Living Network Alliance)를 위한 와이파이 다이렉트(Wi-Fi Direct for DLNA) ▲미라캐스트(Miracast) 지원 기능도 새롭게 발표했다.

와이파이 다이렉트 샌드는 하나 이상의 기기가 최소한의 사용자 개입만으로 쉽고 빠르게 콘텐츠를 전송 및 수신할 수 있게 한다.

와이파이 다이렉트 프린트는 단 하나의 명령으로 스마트폰, 태블릿, PC 등에서 바로 문서를 인쇄할 수 있다.

DLNA를 위한 와이파이 다이렉트와 미라캐스트는 콘텐츠 감상을 위한 기능이다.

DLNA를 위한 와이파이 다이렉트는 상호연동성 가이드라인을 지원하는 기기들끼리의 콘텐츠 스트리밍 연결 전에 상호 탐색이 가능하다.

미라캐스트는 와이파이 다이렉트의 업데이트된 디바이스 및 서비스 탐색 메커니즘을 기기에 탑재함으로써 스크린 미러링 및 디스플레이를 한 번에 실행한다.

이러한 기능들은 사물인터넷 기기에 적용될 때 최적의 성능을 나타낼 수 있다. 노트북과 스마트TV와의 연동, 스마트폰과 프린터와의 연동, 스마트폰과 스마트TV와의 연동이 손쉽게 가능해진다.

지난달 방한해 이같은 최신 기술을 소개한 켈리 데이비스 펠너 와이파이얼라이언스 마케팅 부사장은 “최근 이슈로 떠오른 사물인터넷과 스마트홈 등의 기술은 와이파이를 근간으로 삼고 있다. 와이파이는 사물인터넷에 가장 적합한 기술이지만 보다 나은 토대를 만들기 위해 노력하고 있다”며 “이번에 소개할 새로운 기능들은 보다 강력한 사용자경험을 선사해줄 것”이라고 강조했다.

시장조사업체인 ABI리서치는 현재까지 20억개의 와이파이 다이렉트 기기들이 출하됐으며, 2018년에는 전체 와이파이 기기의 81%가 와이파이 다이렉트를 지원할 것으로 전망하고 있다.

와이파이 다이렉트는 광범위한 도입 추세를 나타내고 있다. 2010년 10월 프로그램을 발표한 이후 6000건 이상의 인증이 완료됐다. 와이파이 다이렉트 인증 프로그램 제품 목록에는 주요 와이파이 칩셋업체들의 실리콘을 비롯해 다양한 텔레비전, 스마트폰, 프린터, PC, 태블릿 등이 포함돼 있다.

한편, 와이파이는 최근 들어 소형 이동통신 기지국인 ‘스몰셀’에서도 통합 지원되고 있다. 노키아, 시스코, 에릭슨 등이 스몰셀과 와이파이 기술을 결합한 제품을 이미 출시했다. IoT 환경에서 필요한 고밀도 무선 네트워크를 구현하기 위해서는 스몰셀과 와이파이 기술이 동시에 활용될 것으로 보인다.

[이유지기자의 블로그=안전한 네트워크 세상]
2014/10/07 09:18 2014/10/07 09:18
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사물인터넷(IoT) 시대의 통신기술로는 5세대(5G) 이동통신 기술이 가장 주목받고 있다. 5G 이동통신의 대표적인 기대상은 사용자단에서 초당 기가비트(Gbps) 데이터가 전송되는 고속 통신 서비스의 구현이다.  

오는 2020년 이후 상용화가 예상되는 가운데, 전세계적으로 연구개발과 표준화 협력 움직임이 활발하다. 우리나라는 2018년 강원도 평창에서 열리는 동계올림픽에서 세계 최초로 5G 기술과 서비스 일부를 선보이는 것을 목표로 삼고 있다.

이동통신 표준화기구(3GPP)에서 5G 표준화 논의는 아직까지 시작되지 않은 상태다. 전문가들은 오는 2016~2017년(릴리즈14)부터 5G 표준화작업이 본격화돼 2018년 이후에 마무리될 것으로 예상하고 있다. 5G를 위한 새로운 주파수 할당 논의도 2018년 말에서 2019년 이뤄질 것으로 전망되고 있다.

이동통신 사업자나 기술 업계 전문가들은 5G 기술 요구사항으로 고용량, 고속의 처리속도, 저비용과 저전력, 저지연과 안정성을 꼽고 있다.

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구체적으로는 ▲현재보다 1000배에서 1만배가량의 트래픽을 수용할 수 있는 고용량과 ▲최대 1~10Gbps 초고속 데이터 처리속도 ▲1밀리초(msec) 이하의 저지연 ▲품질 안정성 ▲수많은 디바이스의 다중연결성 ▲10년간의 저전력 배터리 수명과 뛰어난 에너지 효율성 ▲확장·운용·진화가 용이한 유연성과 저비용의 경제성 등이 지목되고 있다.

또 언제 어디서나 5G 서비스 경험을 전달할 수 있는 고용량의 광대역 네트워크를 확장하는 동시에 특화된 IoT 서비스를 지원하는 저지연, 저전력의 네트워크 환경을 지원하는 기술이 필요할 것으로 예상된다.

이에 따라 보다 기술적으로는 더 먼 곳까지 빠르게 통신 전파를 쏠 수 있는 ‘밀리미터웨이브(mmWave)’, 그리고 기존에는 특화용도로만 주로 사용돼 이동통신망에 잘 쓰지 않았던 수십GHz 대역폭을 사용하는 ‘센티미터웨이브(cmWave)’가 동시에 활용될 전망이다. IoT 시대에 맞는 고대역 신규 주파수 할당, 공유·비면허 주파수의 활용, 대용량 안테나 기술처럼 주파수의 효율성을 높이는 기술 개발 등 한정된 주파수를 위한 해법이 마련돼야 한다.

무엇보다 5G 네트워크의 특징은 ‘융합’에 있다. 비단 2G·3G·4G 이동통신 기술뿐만 아니라 와이파이(WiF), 가상화·클라우드 기술이 어우러져야 하고 유선 네트워크까지 뒷받침돼야 한다는 게 전문가들의 공통된 시각이다.

국내외 통신사들은 자체적인 선행기술 연구를 진행할 뿐만 아니라 노키아, 삼성전자, 알카텔루슨트, 에릭슨, 화웨이 등 이동통신 기술업체들과 협력해 5G 관련 활발한 연구협력을 진행하고 있다.

[이유지기자의 블로그=안전한 네트워크 세상]
2014/10/07 09:17 2014/10/07 09:17
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사람과 사물이 네트워크에 연결되는 사물인터넷(IoT) 시대가 도래하고 있다. 특히 2020년 이후 50억명의 사람들과 500억개의 기기들이 네트워크에 연결되는 시대로 본격 진입할 것이란 예측이 잇따르고 있다.

아직 갈 길이 멀지만 궁극적으로 지구상에 존재하는 모든 것이 서로 연결돼 새로운 경험이 창출되는 ‘초연결’ 세상이 성큼 다가온다.

IoT 시대에는 웨어러블 기기같은 새롭고 다양한 기기와 애플리케이션, 플랫폼이 등장할 것이고, 도처에 센서가 탑재돼 있는 세상이 펼쳐질 것으로 예상되고 있다. 여기에 클라우드, 빅데이터 분석, 보안 기술이 서로 어우러지면서 새로운 가치와 기회를 얻을 것으로 전망되고 있다.

서비스는 자동차(스마트/커넥티드카), 의료(u/스마트헬스케어), 주거환경(스마트홈), 도시(스마트/커넥티드시티), 에너지(스마트그리드), 제조현장(스마트매뉴팩처링), 운송·물류·유통 등 다양한 분야에서 창출될 것이며, 전세계 각지에서 다양한 적용과 시범사업이 추진되고 있다.  

사람과 사람, 사람과 사물, 사물과 사람이 서로 무수히 연결되려면 네트워크 통신 기술이 뒷받침돼야 하는 것은 당연하다.

이를 위해 ITU, IETF, 3GPP, ISO 등 IT·통신 관련 국제표준화 기구에서는 사물통신 기술을 M2M(Machine-to-Machine), USN(Ubiquitous Sensor Network), MTC(Machine Type Communications), MOC(Machine Oriented Communication)같은 다양한 용어로 연구를 진행해 왔다. 현재도 사용되고 있지만, IoT를 이를 모두 포용하는 보다 넓은 개념이다. 시스코와 퀄컴, 가트너 등 일부에서는 사람과 사물을 넘어 공간, 데이터, 프로세스 연결까지 포괄하는 더 큰 개념의 ‘만물인터넷(IoE)’을 내세우고 있다.

IoT 통신기술은 상당부분 현재 폭넓게 사용되고 있는 IP 기반의 유무선 통합 인프라에서 수용이 가능할 것으로 예상되고 있다. 또 기존의 통신기술이 발전하는 동시에 새로운 기술이 등장하면서 현재의 환경·기술적 한계를 극복하게 될 것으로 보인다.

이에 따라 현재 널리 사용되고 있는 ▲와이파이(WiFi)·4G 롱텀에볼루션(LTE), 스몰셀 등 무선·이동통신 기술과 ▲이더넷 등의 유선통신 기술 ▲블루투스를 비롯해 와이기그(WiGig), 지그비(ZigBee) 등 근거리 통신기술도 활발히게 활용될 전망이다.

차량통신 기술인 WAVE(Wireless Access for the Vehicular Environment), DSRC(Dedicated Short-Range Communication)처럼 특화된 통신기술을 비롯해 COAP(Constrained Application Protocol(COAP), 저전력 저손실 네트워크(LLN) 라우팅 프로토콜(Routing Protocol for Lossy Link Network)과 IPv6 기반의 6LoWPAN(v6 over Low Power and Lossy Network) 등 저전력 근거리 통신기술 범주까지 활용이 다양하게 확대될 것으로 점쳐지고 있다.

가장 지배적인 기술로는 2020년 이후 상용화가 예상되는 차세대 이동통신 기술인 5G, 와이파이(WiFi)가 지목되고 있다. 근거리 통신기술로는 블루투스(Bluetooth), 와이기그(WiGig)가 가장 주목된다.  

[이유지기자의 블로그=안전한 네트워크 세상]
2014/10/07 09:17 2014/10/07 09:17