Ubiquitous Service 표준기술동향 2009.06.19(금) 넷젠테크㈜ 동의대학교 정보통신공학과 김 동 일

목 차 유비쿼터스의 개념 및 분류 5대 유비쿼터스 프로젝트 소개 유비쿼터스 서비스 동향 USN 개념 및 표준화 영역 목 차 유비쿼터스의 개념 및 분류 1 5대 유비쿼터스 프로젝트 소개 2 유비쿼터스 서비스 동향 3 USN 개념 및 표준화 영역 4 ITU-T SG13/Q.14 U-서비스 권고안 5 중점 표준화 분야별 기술 및 표준화 현황 6 국내외 표준화 추진 전략 7 결론 8

유비쿼터스의 개념 및 분류 유비쿼터스의 개념 XEROX의 PaloAlto Research Center에서 Mark Weiser(1952-1999)가 주창 XEROX의 PaloAlto Research Center에서 Ubiquitous Computing을 실험(1988년) 컴퓨터를 사용하여 일을 하는 사람이 일보다는 컴퓨터 조작에 더 몰두해야 하는 성가심을 지적하며 인간중심의 컴퓨팅 기술로서 Ubiquitous Computing비전을 주장 Disappearing Computer Invisible computer + Calm technology (무의식적 통합, 컴퓨터가 인간에 적응)

유비쿼터스의 개념 및 분류 유비쿼터스의 개념 유비쿼터스 서비스는 시간과 공간에 따라 변화하는 모든 상황정보까지 스스로 제공하는 지능화된 사물이 자율적으로 사용자에게 서비스를 제공하고, 전자공간과 물리공간이 상호 작용하는 공간 연계형 서비스를 포함 언제, 어디서나, 누구나 디지털 혜택을 누릴 수 있도록 하는 다양한 기술과 서비스를 의미 Ubiquitous 무엇이든지 단말로사용 편안한 네트워크사용 자유로운 컨텐츠사용 안심하고 사용할수있는 네트워크 어디에서나 네트워크에 연결

유비쿼터스의 개념 및 분류 유비쿼터스의 개념                                                             그림 2) 유비쿼터스 서비스 환경

A C L G G H B F E K I D J 5대 유비쿼터스 프로젝트 소개 MS 이지 리빙(EasyLiving) (인터넷 서버 내장) (RF I/F 내장) A 인터넷 C 센서(카메라) L G 입는 컴퓨터 착용 G TV (인터넷 서버 내장) (RF I/F 내장) 전자태그와 입는 컴퓨터와 통신중 센서(마이크) H 기존의 데스크탑 환경) B 센서에 인식되어 전등 자동 제어 프린트 (인터넷 서버 내장) (RF I/F 내장) F 전자태크 부착 컴퓨터를 소지하지 않은 사람 음성인식으로 인쇄중 PDA 소지 E K PDA로 세탁기 제어 I D 세탁기 (인터넷 서버 내장) (RF I/F 내장) J 컴퓨터를 소지하지 않은 채 TV 시청

5대 유비쿼터스 프로젝트 소개 HP 쿨타운(CoolTown) HP Lab과 미래과학자 들에 의해 인간 삶의 미래를 예측하고 HP의 Vision을 제시함. (1999) 사람(People), 사물(Things), 장소(Places)간의 자연스러운 상호작용을 통한 u-Society Cool Town Center설립 (현재 Singapore에 위치) Cool Town Partner프로그램을 통해 다양한 참여자들과 함께 고도기술의 개발과상용화를 공동 추진 지속적인 연구개발을 통해 기술을 발전시키고 있음.

5대 유비쿼터스 프로젝트 소개 Berkeley Smart Dust ▶ 미 국방부 산하 고등연구계획국(DARPA)은 정보처리기술국(IPTO)을 중심으로 유비쿼터스 컴퓨팅 관련 프로젝트를 위한 자금 지원(1998년) 스마트 먼지 : 1㎣ 크기의 실리콘 모트(silicon mote)라는 입방체 안에 완전히 자율적인 센싱(autonomous sensing)과 통신 플랫폼(communication platforms) 능력을 갖춘 보이지 않는 컴퓨팅 시스템. 가벼워 떠다닐 수 있음. 응용분야 : 에너지 관리, 제품의 품질관리 및 유통 경로 관리, 군사목적으로 이용 (기상상태, 생화학적 오염, 병력과 장비의 이동을 감지) <목 표> <1999년 현재>

5대 유비쿼터스 프로젝트 소개 유럽 Smart-Its ‘사라지는 컴퓨터 이니셔티브(Disappearing Computer Initiative)’의 16개 연구 프로젝트 중에서 가장 대표적임(2001년) 수행기관 : ETH(스위스), TecO(독일), VTT(핀란드), Interactive Institute(스웨덴) 등  목 표 :  일상사물의 지능화 : 사물에 소형의 내장형 디바이스인 “Smart-Its”를 삽입하여 감지, 인식, 컴퓨팅 및 무선통신 등의 기능을 지닌 정보 인공물(Information Artefacts) 개발  지능화된 사물간의 커뮤니케이션 : 사물간의 협력적인 상황인식(Smart-Its Friend) 및 활동

5대 유비쿼터스 프로젝트 소개 MIT Auto ID 21세기형 바코드 연구 개발을 목적으로 MIT와 UCC, P&G 등의 46개 협력사가 공동으로 설립(1999년), 현재 협력사는 75개로 확대 Auto ID 기술은 “스마트 태그(Smart Tag)”를 각종 상품에 부착해 사물을 지능화하여 사물간, 또는 기업 및 소비자와 커뮤니케이션을 통해 자동화된 공급망 관리 시스템 개발에 기여 스마트 태그(Smart Tag) : - RFID tag. 해당 상품의 세부 정보(ID)를 담고 있으며, 고주파(RF) 신호를 받으면 내장된 정보를 전송 - 사물에 지능 + ID + 네트워크 연결성(AP를 통한 인터넷 연결)을 식재

유비쿼터스 서비스 동향 국내 기술 동향 U-헬스케어

유비쿼터스 서비스 동향 국내 기술 동향 U-러닝 u-러닝은 학생들에게 언제 어디에서나 내용에 상관없이 어떤 단말기로도 학습할 수 있는 u-교육환경을 조성함으로써 보다 창의적인 학습이 가능하게 한다. 교사, 학부모, 학습자, 상호간 적극적인 커뮤니케이션이 이루어지며 센서나 칩 형태의 컴퓨터를 내장한 모든 현실 세계가 학습 공간이 될 수 있다.

유비쿼터스 서비스 동향 국내 기술 동향 교통 기존 ITS적용기술에는 차량검지기술, 교통정보가공기술, 교통정보 표출 및 통신기술, GIS 및 GPS 기술이 있으며, 현재 존재하는 유비쿼터스 관련기술에는 ITS인프라 활용기술, RFID 및 USN, Wireless 모바일/Embedded S/W, 유무선 광대역 통신망 기술, LBS/GIS기술, 정보보호 및 보안 인증기술, 음성기술 등이 있다.

유비쿼터스 서비스의 단계별 진화모델 개인화 서비스 단계 t 수동 고정형, RFID, GPS 등의 센서를 이용하여 데이터를 수집 (게이트 웨이와 가까이 위치한 사물의 위치정보, 상황정보 등을 실시간으로 수집) 지역 서버에 전달하고, 데이터베이스에 지속적으로 저장 (만약 위급한상황이 발생할 경우 관리자에게 긴급 메세지를 전달) 주기적으로 플랫폼에 가공된 정보를 전달하여 사용자가 확인할 수 있도록 함

유비쿼터스 서비스의 단계별 진화모델 개인화 서비스 단계 t

유비쿼터스 서비스의 단계별 진화모델 융복합 서비스 단계 능동형, 다기능 복합 센서를 위주로 센서 네트워크가 형성되어 멀티홉을 거쳐 다양한 데이터를 수집 (게이트웨이와 먼 거리에 위치한 사물의 정보를 실시간으로 수집) 지역 서버에 전달하고 데이터베이스에 저장할 뿐만 아니라 상황 정보에 따른 추론 과정을 통해 대처메시지를 전달 플랫폼에서는 관련 분야의 콘텐츠 서버와 연결되어 풍부한 정보를 관리자와 일반 사용자에게 제공

유비쿼터스 서비스의 단계별 진화모델 융복합 서비스 단계                                                                                                                           그림 5) 융·복합 서비스 단계

유비쿼터스 서비스의 단계별 진화모델 지능화 서비스 단계 센서와 제어 기능이 융합되어 상황인지 기반의 제어 서비스가 제공되고, 지능형 센서나 로봇이 제공 센서부는 센서와 제어기기가 공존하여 실시간 정보를 수집하면서 위급 시 센서 는 지역 서버에게 긴급 메시지를 전달 전문가 시스템은 상황을 인지하여 제어기기에 명령을 내리는 양방향 자율통신 을 수행 플랫폼은 콘텐츠 서버와 연동할 뿐만 아니라 타 유비쿼터스 시스템과 연결하여 보다 더 능동적으로 상황에 대처한다.

유비쿼터스 서비스의 단계별 진화모델 지능화 서비스 단계                                                                                                                  그림 6) 지능화 서비스 단계

USN 개념 및 표준화 영역 USN 개념 USN(Ubiquitous Sensor Network) 다양한 위치에 설치된 태그 및 센서 노드를 통해 사람/사물 및 환경 정보를 인식하고, 인식된 정보를 통합․가공하여 언제, 어디서나, 누구나 자유롭게 이용할 수 있게 하는 정보 서비스 인프라로 정의

USN 개념 및 표준화 영역 USN 개념 [ USN 정보 서비스 인프라 개념도 ]

USN 개념 및 표준화 영역 USN 개념 USN 서비스 인프라는 세 가지 구성요소의 기능적 연계 구조 : 센서 네트워크, USN 미들웨어, USN 응용 서비스 ※ BcN 및 액세스 네트워크 : USN은 BcN 및 액세스 네트워크를 USN 서비스에 이용하고 있는 것임. 즉, USN은 액세스 네트워크 기술이 제공하는 유․무선 통신망 접속 기술을 활용하고, BcN이 제공하는 인증, 과금, 통신 품질 관리 등의 네트워크 서비스를 이용하여 USN 서비스를 소비자들에게 제공하게 됨. 따라서 BcN 및 액세스 네트워크는 USN의 세부 기술 영역이 아님. 그러나, USN의 네트워크 통신 서비스 요구사항이 BcN과 액세스 네트워크에 대한 새로운 요구사항이 되어 서비스 및 기능 확장의 가능성은 열려 있음

USN 개념 및 표준화 영역 USN 표준화 영역 [ USN 표준화 영역 ]

USN 개념 및 표준화 영역 USN 표준화 영역 센서 네트워킹 및 라우팅 센서 인터페이스 무선접속 기술 응용 서비스 기술 - 확보된 센싱 데이터를 바탕으로 다양한 응용 서비스로 제공하는 데에 필요한 기술 - 센싱 데이터를 표준화된 형태로 표현하거나, 다양한 USN 서비스들에 대해 응용 디렉토리 시스템에 등록, 조회 및 검색하는 등의 서비스 기술을 포함 USN 미들웨어 USN 노드/망관리

USN 개념 및 표준화 영역 USN 표준화 영역 정보보호 USN 디렉토리 서비스 - USN 식별체계는 사물, 센서, 센서노드, 센서 네트워크, 응용 서비스, USN 메타데이터 및 센싱정보 등을 중복되지 않게 구별할 수 있도록 부여된 유일성을 가지는 코드나 ID를 의미 ※ USN 메타데이터 : 센서, 센서노드, 센서네트워크와 관련된 센싱유형, 주요 기능, 위치, 관리자 정보 등 USN을 구성하는 물리적 구성 요소와 관련된 정보

USN 관련 표준화 기구 현황 국내 표준화 기구 현황 USN포럼 - USN 표준화 동향과 기술 동향 파악, USN 시장 및 서비스 분석, USN 기술 표준 개발 및 관련 정보 제공 - USN 표준화 관련 국내 표준 개발을 주도하고 국제 표준화 작업에 적극적으로 참여하여, 국내 USN의 보급 및 활성화 도모

USN 관련 표준화 기구 현황 국내 표준화 기구 현황 IP-USN포럼 - IP-USN 시장 및 서비스 분석, IP-USN 기술정보 제공 등을 통해 IP-USN 관련 국내 기술과 표준의 개발 및 응용서비스 발굴을 주도하고 국제 표준화 작업에 적극적으로 참여하여, 국내외에서 IP-USN의 보급 및 활성화를 도모 u-City포럼 - u-City와 관련한 국내외 표준 개발을 주도하고, 산·학·연·관 전문가들의 역량을 집결하여 국내 u-City 보급 및 확산에 기여

USN 관련 표준화 기구 현황 국내 표준화 기구 현황 TTA PG311 (RFID/USN 프로젝트 그룹) - RFID 및 USN 분야 전반에 대한 정보통신단체표준을 개발 및 제정하고 있으며, WG1 (무선접속), WG2 (네트워크 연동), WG3 (응용 및 정보보호) 세 개 작업반에서 세부 기술 표준들을 개발하고 있음 TTA PG210 (IPv6 프로젝트 그룹) - PG210은 IPv6 관련 기술 표준을 개발하는 곳으로서 IPv6 프로토콜을 이용하여 센서 네트워킹을 구현하고자 할 때 필요한 기술 표준을 개발하며, WG5 (저전력 IP 네트워킹) 작업반에서 관련 표준화 수행

USN 관련 표준화 기구 현황 국제 표준화 기구 현황 ZigBee Alliance - ZigBee에서는 IEEE 802.15.4 PHY/MAC 상에 Non-IP 방식의 센서 네트워크를 구성하게 하는 네트워크 계층 및 응용 계층의 표준 개발

USN 관련 표준화 기구 현황 국제 표준화 기구 현황 ITU-T 1/2 ITU-T에서는 2007년 2월부터 USN에 대한 표준화를 추진하기로 하고, TSAG에서 SG13, SG16, SG17에게 적극적인 표준화를 추진하도록 권고하였고, SG13, SG16, SG17에서 USN 관련 신규 권고표준 초안 개발 작업이 시작됨 SG13 : “Next Generation Network” 분야에서의 USN 기능 및 서비스 기술 표준화 SG16 : “Multimedia Terminals, Systems and Applications” 분야에서의 USN 기능 및 서비스 기술 표준화 SG17 : “Security, Languages and Description Techniques” 분야에서의 USN 기능 및 서비스 기술 표준화 JCA-NID (Joint Coordination Activity on Network Aspects of Identification and Sensory Information Systems (including RFID/USN)는 RFID 및 USN 기술 표준에 대한 표준화 현황 파악, 표준 내용 조율, 관련 표준화 기구들 간의 협력 등을 추진하는 조정의 역할을 수행함

USN 관련 표준화 기구 현황 국제 표준화 기구 현황 ITU-T 2/2 ITU-T ITU-T 관련 그룹에서는 USN 표준화에 착수함 SG13 Q.2에서 Y.USN-reqts 권고안 개발이 착수되어(‘07.9) USN이 NGN 및 통신망 서비스와 연계된 응용 모델을 실현하기 위한 서비스 및 기능 요구사항 표준화 추진 SG16 Q.22에서 F.USN-MW 권고안 개발이 착수되어(‘08.1) USN 미들웨어를 위한 서비스 및 기능 요구사항 분석과 관련 서비스 구조 참조모델 표준화 추진 SG17 Q.9에서 X.usnsec-1 권고안 개발이 착수되어(‘07.9) USN 서비스를 위한 정보보호 프레임워크 표준화 추진 JCA-NID에서는 USN 관련 국제표준화 기구들의 표준화 현황을 파악하고, 표준화 현안 사항들에 대한 검토 및 조정 역할 수행

UWS-웹서비스(Web Service) 웹 서비스는 웹 상에서 모듈화 된 소프트웨어 컴포넌트의 형태 XML 과 인터넷 프로토콜을 결합시킨 차세대 분산 컴퓨팅 기술 웹 서비스는 다양한 종류의 웹 서비스를 동적으로 발견하고 결합 가능 개방형 아키텍처를 기반으로 장소나 시간 그리고 디바이스의 종류에 구애 받지 않고 통합 서비스의 환경을 제공

유비쿼터스 웹서비스(UWS) 표준화 현황 웹서비스 표준 웹서비스 기술은 웹 시장 개척을 위한 업계의 노력에 의해 이루어졌으며, 이후 해당 기술의 보급 과정에서야 비로소 표준화 기구를 통한 표준 작업이 수행 (SOAP, WSDL 등과 같은 많은 웹서비스 기술들은 기존에 업계에 의해 개발, 공개되었던 기술들을 바탕으로 표준화 작업이 수행) 현재 W3C는 XML 프로토콜, WSDL, 웹서비스 구조와 같은 웹서비스의 기본 프레임워크에 대한 표준화 작업은 W3C를 중심으로 진행 프레임워크를 기반으로 한 트랜잭션, 보안 등과 같은 상위 기술 요소들에 대해 서는 OASIS, GGF 등의 다양한 응용분야에 맞는 별도 확장 표준을 개발하는 방식으로 진행

유비쿼터스 웹서비스(UWS) 표준화 현황 웹서비스의 국제 표준화 현황 W3C에서 유비쿼터스 웹 워킹그룹 개설을 추진하고 있으며, 2006년도 상반기 이내에 WG을 생성할 계획 OMA(Open Mobile Alliance)에서는 모바일 웹서비스(Mobile Web Services) 기술 표준화를 추진 Parlay 그룹에서는 웹서비스를 기반으로 하는 개방형 API 방식으로 유무선 네트워크 상의 어플리케이션 연계를 추진 EPC Global에서는 웹서비스 프레임워크를 사용하여 핵심 서버 및 서비스를 연동하는 아키텍처와 표준을 개발 ITU-T에서도 SG13에서 개방형 서비스 인터페이스를 위하여 웹서비스를 채택하는 것에 대해서 추진 중이며, 이를 기반으로 하는 컨버전스 서비스 시나리오를 개발하고 있는 중 지역 표준화 기구인 ASTAP의 NGW EG(Next Generation Web Expert Group)에서도 유비쿼터스 웹서비스와 모바일 웹서비스를 공식이슈로 결정하는 등 미래형 웹서비스 기술 연구를 활발히 추진하고 있음  

유비쿼터스 웹서비스(UWS) 표준화 현황 웹서비스의 국내 표준화 현황 한국전자통신연구원에서는 이와 관련하여 2005년부터 유비쿼터스 웹서비스 표준화 연구를 본격적으로 시작 동적 웹서비스 발견표준 기술 협업 웹서비스 프로파일 표준 IPv6/IPv4 웹서비스 연동 표준 기술 모바일 웹서비스 표준화 및 WIPI 플랫폼을 위한 표준 개발 유비쿼터스 환경에서의 웹서비스 보안 등에 대한 연구진행

중점 표준화 분야별 기술 및 표준화 현황 기 구 분 야 표 준 비 고 ZigBee ITU-T 네트워크 주요 표준화 기구의 국제표준화 추진 현황 기 구 분 야 표 준 비 고 ZigBee 네트워크 ZigBee 네트워크 규격 ZigBee 응용 지원 Sub-layer 규격 ZigBee 장치 프로파일 개발완료 응용 ZigBee 응용 프레임워크 ZigBee 응용 프로파일 ITU-T Y.USN-reqts, USN 응용을 위한 네트워크 서비스 및 기능 요구사항 개발 중 미들웨어 F.USN-MW, USN 미들웨어 서비스/기능 요구사항 및 서비스 구조 참조모델 정보보호 X .usnsec-1, USN의 정보보호 프레임워크

중점 표준화 분야별 기술 및 표준화 현황 분 야 표준 기술 표 준화 추진 현황 및 전략 응용 서비스 기술 중점 표준화 분야별 표준화 추진 현황 분 야 표준 기술 표 준화 추진 현황 및 전략 응용 서비스 기술 SensorML : 센서데이터 표현 기술 기본적인 국제표준화는 완료되어 있으며, USN 서비스를 위한 확장을 정의하는 국내표준 초안 개발 중 USN 응용서비스를 위한 확장이 필요하여 국내 표준을 바탕으로 국제표준 확장 표준화 추진 응용서비스 및 기능 요구사항 프로파일 USN 서비스 요구사항은 국내표준 초안이 개발되고 있으며, ITU-T SG13 Q.2에서 X.USN-reqts 권고초안이 개발이 ‘07년 9월에 착수되었음 세부 기술 표준을 개발하기 위한 기능 요구사항을 규명하기 위한 기초적인 작업으로서 국내외 표준화 추진

중점 표준화 분야별 기술 및 표준화 현황 분 야 표준 기술 표 준화 추진 현황 및 전략 USN 디렉토리 중점 표준화 분야별 표준화 추진 현황 분 야 표준 기술 표 준화 추진 현황 및 전략 USN 디렉토리 식별체제 국내표준 초안 개발을 위한 네트워크, 미들웨어, 응용서비스 등의 식별체계 요구사항 분석이 진행 중임 디렉토리 서비스 USN 식별체계를 기반으로 하는 디렉토리 서비스 국내표준 초안 개발이 완료됨

국내외 표준화 추진 전략 국내 표준화 추진 체계 및 전략 현재 전세계적으로 특정한 응용 대상에 대한 센서 네트워크 기술 표준화는 이루어지고 있으나, 센싱 데이터를 활용한 정보 서비스 인프라로서의 USN 서비스 개념은 우리나라가 독창적으로 제시하고 있는 것임 USN은 전반적으로 시장 및 표준화 초기에 있으므로 국내 표준화를 우선적으로 먼저 추진하고, 제정된 국내 표준을 국제표준화 추진함 Non-IP 및 IP 기반 USN 네트워크 기술 표준화 병행 추진 센서 네트워크 구현을 위해 Non-IP 방식과 IP 방식이 모두 활용될 수 있으므로 병행하여 표준화 추진 필요

국내외 표준화 추진 전략 국제 표준화 추진 체계 및 전략 ITU-T의 USN 국제표준화 추진 ITU-T TSAG은 ETRI의 USN 소개 및 표준화 필요성 제안에 따라 SG13, SG16, SG17에서 관련 기술 표준 개발을 권고하였고(‘07.2), 각 표준화 그룹에서는 USN 표준화에 착수함

결론 U-서비스는 사회 및 산업 인프라적 성격이 강하기 때문에 정부/지자체/공공기관 등에 의한 공공 시장의 규모가 매우 크고, 이때 채택하는 기술표준에 대해 WTO 협약 위배에 대해 유의 U-서비스 진화 모델 및 서비스 모델 제안에 앞서, 현재 유비쿼터스를 위한 기술적인 부분, 그리고 서비스 지원 부분에 대한 각 국의 연구단체 및 영리 기업들의 연구 성과결과 분석 필요 이러한 기반 기술들을 이용한 서비스 모델들에는 정치, 경제, 사회, 교육 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 예측 정보서비스 인프라로서의 U-서비스 개념은 우리나라가 제안한 것으로서 관련 국제표준화를 추진할 표준화 기구를 발굴할 필요가 있었으며 ITU-T가 적극적인 국제표준화 의사를 밝혔고, 관련 표준화 작업이 2007년부터 이미 착수하여 2009년 현재는 관련 서비스 권고안 도출 표준화 작업 중 연구/개발 비용을 들여서 탄생한 U-서비스 기술이 사용자들에게 주목 받고 유용하게 실생활에 사용되기 위해서는 표준 화 정립이 우선과제