RFID, NFC, VoIP, 스마트 그리드 네트워크(수업) #13

근거리 무선 네트워크

• 전파를 정보 전송의 매체로 이용하여 가까이 있는 각종 정보처리기기들 간에 정보를 주고 받게 하는 네트워크
• 수 미터에서 수십 미터의 가까운 거리에서 사용자 단말과 네트워크 중계장치 간의 통신 기능을 담당
• 사물인터넷에서 근거리 센서 네트워크로 활용

 

 

무선 LAN

• 주로  ISM 밴드인 2.4GHz, 5GHz를 사용
• IEEE 802.11ah는 900MHz 밴드를 사용

 

 

 

ZigBee

• 소형, 저전력, 근거리의 무선 통신 기술 -> 사물인터넷에서 많이 사용!
• IEEE 802.15.4 표준
• 2.4GHz를 사용
• 전송 속도 : 250kbps
• 통신 연결 시간 : 30ms
• 통신 범위 : 100m

 

 

Bluetooth

• IEEE 802.15.1 표준의 근거리 무선 통신 기술
• 2.4GHz ~ 2.485GHz 사용
• 전송 속도 : Bluetooth 4.0 근거리에서 24Mbps
• 도달 거리 : Bluetooth 5.0 기준 100m(2Mbps), 400m(125kbps)
• BLE Becon으로 최대 50m 까지 홍보 서비스 가능

 

 

RFID

• 사물의 정보를 담은 전자 태그를 사물에 부착하고 근거리 무선 주파수를 사용하여 리더기로 전자 태그 정보를 읽어 사물을 인식하는 기술
• 활용 : 교통카드, 주차관리, 물류추적관리/유통, 동물관리

 

 

NFC (Near Field Communication)

• NFC칩이 탑재된 두 대의 단말기 간에 약 10cm 이내 거리에서 13.56MHz로 양방향 데이터 통신을 할 수 있는 비접촉식 근거리 무선 통신 기술
• 활용 : 삼성페이

 

 

Z-WAVE

• 홈 오토메이션 모니터링과 제어를 위한 저전력 무선 근거리 통신 기술 --> 사물인터넷에서 활용
• 800MHz ~ 900MHz 대역
• 전송 속도 : 9,600bps, 40Kbps, 100Kbps (빠르지않음, 정보만 주고받음)
• 변조 방식 : GFSK
• 활용 : 홈 네트워크에서 보안시스템, 온도 조절 장치 등

 

 

IrDA (Infrared Data Association)

• 적외선을 통하여 PAN과 같은 비교적 가까운 거리에서의 무선 데이터 통신

 

UWB (Ultra Wide Band)

• 반송파를 사용하지 않고 기저대역상태에서 3.1~4.8GHz, 7.2~10.2GHz를 사용하는 근거리 고속 무선 통신 기술 
• 480Mbps, 10m, 낮은 소모 전력

 

 

 

RFID (Radio Frequency Identification)

• 무선신호 RF를 사용하여 객체 ID(Identification)를 식별하는 비접촉 방식의 인식 기술
• 활용 :: 사물에 부착된 바코드와 유사한 기능으로 물류, 출입관리, 보안 등에 활용. (사원증으로 입구 통과)
• 소형 전자칩과 내부 안테나로 구성된 전자 태그에 사물에 대한 정보를 담아 사물에 부착
• 근거리에서 리더기(판독기)가 무선 주파수를 사용하여 전자 태그의 정보를 읽고 사물을 인식
• 사물에 대한 관리/추적 등을 할 수 있게 하는 근거리 무선 네트워크 기술
• RFID 리더기 동작
  -> 루프코일 형태의 안테나에서 발생하는 "자기장을 이용한 에너지"로 통신

RFID 응용 분야

 

 

 

 

NFC (Near Field Communication)

• NFC칩이 탑재된 두 대의 단말기 간에 약 10cm 이내의 거리에서 13.56MHz에서 양방향으로 데이터 통신을 할 수 잇는 "비접촉식 근거리 무선 통신" 기술, 인식속도 0.1초이내
• 통신사의 네트워크를 통하지 않고 "기기간 직접 양방향 통신" 가능
• 보안 모듈이 탑재되어 있어 정보에 대한 안전성을 제공
• 삼성페이, 애플페이 등에 활용

수동모드 / 능동모드

 

 

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무선 LAN 네트워크

• 스마트폰으로 인터넷에 접속하여 다양한 서비스를 받음
• 데이터 요금이 나오는 5G LTE 접속보다 무선 LAN을 통한 접속 보편화
• 무선 LAN은 2.4GHz, 5GHz 주파수의 ISM 밴드를 사용
• 무선 LAN은 IEEE 802.11 표준을 따름
• 통달 거리 : 10~50m 정도

 

 

유선 LAN 하부 구조

• 유선 스위치 포트에 중계기 AP를 접속하는 구조
• 사용하는 스위치 : PoE 스위치

sub infra structure

 

 

Ad Hoc 구조

• 무선 단말과 무선  단말 간 접속하는 네트워크 구조

 

 

 

※ IEEE 802.11b  -->  IEEE 802.11a, IEEE 802.11g  -->  IEEE 802.11n, IEEE 802.11ac

 

 

 

 

무선 LAN 네트워크 장비 종류

1. 인터넷 스위치
   - L2 PoE 스위치
   - 스위치 포트를 통하여 AP에 전원을 공급
   
   
2. 무선 중계기(AP: Access Point)
   - 무선 단말과 인터페이스 장비
   - IEEE 802.11 표준
   - CSMA/CA 동작 (여러명이 액세스하는데 충돌을 회피하는 방법) --> 무선에서는 CA
   
   
3. 무선 인터넷 NIC
   - 무선 인터넷 접속 LAN 카드
   
   
4. 무선 인터넷 인증 서버
   
   
5. 무선 인터넷 컨트롤러
   - 무선 AP에서의 사용자 핸드오버 등 제어 기능을 담당
   
   
6. 무선 인터넷 NMS 장비
   - 무선 인터넷 장비들의 원격 장애 및 성능관리 등

 

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VOIP (인터넷 전화)

• 인터넷을 통한 음성통신 서비스 네트워크
• 인터넷 전화로 정보의 검색도 가능
• 멀티미디어 데이터를 전송하는 미디어 전송 기술
• 서비스 질을 향상시키는 QoS 기술
• 멀티미디어 세션을 맺어주는 시그널링(호 처리) 기술

 

 

 

IP PBX

• 인터넷 전화를 교환해주는 PBX(Private Branch Exchange, 구내교환기) 역할
• LAN 회선에 전화를 연결할 수 있도록 IP 프로토콜을 지원

 

 

VoIP G/W

• 일반 전화망(PSTN)과 인터넷을 접속하는 장비(Gateway System)

PSTN = 일반 전화 교환 망 -> 이 망을 접속시켜주는 장비 = VoIP게이트웨이

 

 

H.323

• ITU-T에서 표준화한 프로토콜
• H.323은 게이트키퍼, 게이트웨이, MCU로 구성
• 게이트키퍼 : 게이트 주소 변환, 호 제어 서비스, 대역폭 제어 등을 수행
• 게이트웨이 : 호 시그널링 처리, 데이터 형식 변환 등을 수행
• MCU(Multipoint Control Unit) : 다중 컨퍼런스를 제어하기 위한 회로로 구성
• VoIP 서비스에 필요한 모든 프로토콜 스택을 표준으로 정의

 

 

SIP

• HTTP와 같이 텍스트를 기반으로 하는 프로토콜
• 세션 참가자들에게 호 설정을 위해 사용
• 텍스트를 기반으로 하므로 확장성이 뛰어남
• IETF에서 정의된 기존의 인터넷 응용 프로토콜들을 사용
• 구현이 비교적 간단하며, 글로벌 인터넷으로의 적용이 용이함

 

 

 

 

CCTV 네트워크

• 특정 목적을 위해 특정인들에게 제공되는 폐쇄회로 TV
• CCTV(Closed-circuit Television)로 구성
• 카메라 : IP 카메라
• 녹화 장비 : NVR
• 전송 방식 : 아날로그 --> 디지털
• 네트워크가 결합된 통합 관제 시스템

DVR -> NVR

 

 

 

 

스마트 그리드 네트워크

• 지능형(Smart) + 전력망(Grid) 융복합의 차세대 전력 네트워크
• 전기의 생산, 배송, 소비의 전 과정에 정보통신기술을 접목하여 전기 공급자와 전기 소비자가 서로 상호작용을 하게 함으로써 전력의 효율성을 높인 지능형 전력 네트워크 시스템 기술
• ex) 나의 전력 소비량 추이를 스마트폰으로 확인 및 조절
• 양방향, 실시간, 디지털 미터링, 자동 감시, 네트워크 / 다양한 전력 흐름, 자기 복구, 높은 신뢰도
• HAN, NAN, WAN

 

 

 

 

소비자관점에서의 서비스 시스템

1. AMI (Advanced Metering Infrastructure)

• 원격에서 "전기 사용량을 자동 검침하기 위한 인프라 시스템"
• 측정 센서, 전송 네트워크, 통합 관리

 

2. EMS (Energy Management System)

• 전력 계통을 운영하는 에너지 관리 시스템

 

 

 

HAN (Home Area Network)

• Home, 빌딩, 산업부문의 통신 네트워크 기술
• 정보가전의 제어 및 응용 서비스를 디스플레이 하기 위한 통신 네트워크
• PLC, ZigBee, WLAN, WiFi 등이 사용