무선 네트워크 기술 (Wireless Networks) 과 목 : 컴퓨터 네트워크 학 반 : E12반 조 : 6조 조 : 6조 학 번 : 20081657 윤진호 20081669 이상진

목 차 목적 및 개발 배경 무선 랜의 정의 IEEE 802.11 BLUETOOTS NFC

목적 및 개발 배경 Wireless LAN의 역사는 TCP/IP 기술이 그러하듯이 군(軍)에서 시작됐다. 제2차 세계대전 당시 연합군의 무선통신이 독일군에 의해 도청됨에 따라 보안성이 뛰어난 기술개발을 위해 미국방성에 의해 추진된 것이 모태가 되어 2차 대전이 종료된 후에 기술개발이 완료가 됐다. 이러한 군사용 기술이 민간업체로 이관된 것은 1985년이며, 이때의 기술은 FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum) 기술이었다. 이때부터 FHSS 기술을 이용한 2Mbps 속도의 WLAN 시스템이 상용화되기 시작했다. 이때부터 모든 통신기술의 표준을 관할하는 IEEE 802 위원회에 의해 WLAN 시장의 활성화를 위한 WLAN 표준 규격작업이 1992년에서 1997년까지 추진됐으며, 상용화를 위한 가격을 맞추기 위해 1999년 IEEE 802.11b의 WLAN 규격이 제정됐다.

무선 LAN 이란? 무선 LAN(Wireless LAN)이란 유선 LAN의 Hub에 해당하는 AP(Access Point) 장치를 사용하여 무선 LAN card를 장착한 PDA나 Notebook PC와 같은 무선 단말에 LAN 서비스를 제공하는 네트워크 환경이다. LAN 유선 방식 LAN 무선 방식 LAN

IEEE 802.11 이란? 미국전기전자학회(IEEE)의 작업 그룹에서 개발한 무선 LAN 규격. 이 규격에는 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n이 있으며, 이들 모두 경로 공유 프로토콜로서 반송파 감지 다중 접속/충돌 예방(CSMA/CA)을 사용하고 있다. 종류별 특징은 다음의 표와 같다. 종류 속도 거리 주파수대역 장점 단점 802.11a 54 Mbps 300m 5 GHz 주파수 대역이 구별되어 전파간섭이 적은 편 주파수 대역이 달라 호환성 없음 802.11b 11 Mbps 450m 2.4GHz 가장 많이 사용되고 있음 전송 속도가 느림 802.11g 802.11b와 호환 가능 2.4GHz 기기들로부터 간섭이 있을 수 있음 802.11n 300 Mbps 2.4GHz/ 5GHz 다중 안테나 기술과 채널 본딩을 통한 성능 증가 2.4GHz기기들로부터 간섭이 있을 수 있으며, 제대로 활용하기 위해 무선랜카드 선택이 중요함.

블루투스(BLUETOOTS)란? 블루투스(Bluetooth)는 휴대폰, 노트북, 이어폰·헤드폰 등의 휴대기기를 서로 연결해 정보를 교환하는 근거리 무선 기술 표준을 뜻한다. 주로 10미터 안팎의 초단거리에서 저전력 무선 연결이 필요할 때 쓰인다. 예를 들어 블루투스 헤드셋을 사용하면 거추장스러운 케이블 없이도 주머니 속의 MP3플레이어의 음악을 들을 수 있다. 블루투스 통신기술은 1994년 휴대폰 공급업체인 에릭슨(Ericsson)이 시작한 무선 기술 연구를 바탕으로, 1998년 에릭슨, 노키아, IBM, 도시바, 인텔 등으로 구성된 ‘블루투스 SIG(Special Interest Group)’를 통해 본격적으로 개발됐다. 이후 블루투스 SIG 회원은 급속도로 늘어나 2010년 말 기준 전세계 회원사가 13,000여 개에 이른다.

블루투스의 원리 블루투스의 무선 시스템은 ISM(Industrial Scientific and Medical) 주파수 대역인 2400~2483.5MHz를 사용한다. 이 중 위아래 주파수를 쓰는 다른 시스템들의 간섭을 막기 위해 2400MHz 이후 2MHz, 2483.5MHz 이전 3.5MHz까지의 범위를 제외한 2402~2480MHz, 총 79개 채널을 쓴다. ISM이란 산업, 과학, 의료용으로 할당된 주파수 대역으로, 전파 사용에 대해 허가를 받을 필요가 없어 저전력의 전파를 발산하는 개인 무선기기에 많이 쓰인다. 아마추어 무선, 무선랜, 블루투스가 이 ISM 대역을 사용한다. 여러 시스템들과 같은 주파수 대역을 이용하기 때문에 시스템간 전파 간섭이 생길 우려가 있는데, 이를 예방하기 위해 블루투스는 주파수 호핑(Frequency Hopping) 방식을 취한다. 주파수 호핑이란 많은 수의 채널을 특정 패턴에 따라 빠르게 이동하며 패킷(데이터)을 조금씩 전송하는 기법이다. 블루투스는 할당된 79개 채널을 1초당 1600번 호핑한다. 이 호핑 패턴이 블루투스 기기 간에 동기화되어야 통신이 이루어진다. 블루투스는 기기 간 마스터(Master)와 슬레이브(slave) 구성으로 연결되는데, 마스터 기기가 생성하는 주파수 호핑에 슬레이브 기기를 동기화시키지 못하면 두 기기 간 통신이 이루어지지 않는다. 이로 인해 다른 시스템의 전파 간섭을 피해 안정적으로 연결될 수 있게 된다.

블루투스의 발전 초창기 블루투스의 전송속도는 최대 1Mbps에 불과했다. 이는 기존 기술에 비해 6배 가량 빠른 속도였지만 고품질 음악이나 동영상과 같은 대용량 데이터를 전송하기에는 부적합한 수준이었다. 따라서 블루투스의 대중화는 생각보다 진전이 느렸고, 제한적인 용도로만 사용됐다. 하지만 시간이 지나고 새로운 버전의 블루투스가 등장하면서 속도는 눈에 띄게 향상됐다. 블루투스 2.0(2004년)은 최대 3Mbps, 블루투스 3.0(2009년)은 최대 24Mbps까지 속도가 올라갔다. 2010년에는 24Mbps 속도를 유지하면서도 손목시계용 코인 배터리로도 수년간 쓸 수 있을 정도로 소비 전력을 낮춘 블루투스 4.0까지 나왔다. 블루투스를 대체할 경쟁 기술도 등장했다. 2010년 발표된 ‘와이파이 다이렉트’가 그것이다. 와이파이 다이렉트는 인터넷망 없이 휴대기기 간 직접 연결해 통신할 수 있는 기술로, 기존 와이파이에 버금가는 빠른 속도가 장점이다. 하지만 그만큼 전력 소모는 심할 것으로 보인다. 향후 개인 무선 기술 경쟁구도는 저전력을 내세운 ‘블루투스 4.0’ vs 빠른 속도가 강점인 ‘와이파이 다이렉트’를 중심으로 이루어질 전망이다.

블루투스의 단점 블루투스를 켜 놓은 상태에서는 해킹이 너무 쉽다는 보안상의 문제점도 있다. 마음만 먹는다면 블루투스 동글을 장착한 노트북으로 지나가는 사람들의 블루투스 휴대폰 속 정보를 빼 오는 것이 가능한 것으로 알려졌다. 블루투스를 이용한 해킹은 블루재킹(bluejacking), 블루스나핑(bluesnarfing), 블루버깅(bluebugging)으로 나뉜다. 블루재킹 (bluejacking) : 단순히 스팸메시지를 뿌리는 수준으로, 귀찮은 존재긴 하지만 보안에 큰 위협을 가하지는 않는다 블루스나핑 (bluesnarfing) : 모바일 기기에 저장된 일정표, 전화번호, 이메일, 문자메시지 등에 접근하는 수준으로 보안에 큰 위협을 가한다. 블루버깅 (bluebugging) : 희생자의 휴대폰을 원격 조종해 통화내용을 엿듣는 수준으로 치명적인 피해를 야기할 수 있다. 따라서 공공장소와 같이 유동인구가 많은 곳에서는 블루투스를 신중히 사용해야 한다. 또한 안티 바이러스나 방화벽 기능을 지원하는 모바일 기기용 보안 제품을 구비하는 것이 좋다.

NFC (Near Field Communication)란? NFC (Near Field Communication)는 RFID의 하나로 13.56Mhz 주파수 대역을 사용하는 비접속식근거리 무선통신 모튤로 10cm의 가까운 거리에서 단말기 간 데이터를 전송하는 기술로 결제뿐만 아니라 마켓, 여행정보, 교통, 출입통제, 잠금장치 등에서 광 범위하게 활용되고 있습니다.

다른 근거리 이동통신 방법간의 비교 NFC RFID IrDa Bluetooth 설정 시간 < 0.1 ms ~0.5s ~6 sec 범위 10 cm 3m 5m 30m 사용성 사람 중심, 쉽고 편리, 직관적이며 빠름 아이템 중심, 쉽고 편리 데이터 중심, 쉽고 편리 데이터 중심, 다소 편리 유스 케이스 지불, 액세스, 공유, 서비스 준비, 편리한 설정 아이템 추적 데이터 제어 및 교환 데이터 교환, 헤드셋 용 네트워크 소비자 경험 터치, 간단한 연결 정보 획득 필요 쉽게 사용 구성 필요

NFC의 동작모드 MODE 설명 기기 간 통신(P2P) 스마트폰 간 데이터 전송, PC와 스마트폰 간 파일 공유, 일반 가전제품과 스마트폰 간 정보 업데이트 등 NFC를 지원하는 모든 기기 사이의 직접적인 데이터 통신을 한번의 접촉을 통해 처리할 수 있으며, 와이파이나 블루투스 등 기존의 근거리 무선 통신과는 달리 ‘접촉’이라는 물리적이고 직관적인 사용자 이용방식을 통해 구현되므로 매우 간편하게 데이터 통신을 연결할 수 있다. 리더 / 태그 (R/W) RFID 태그가 부착되어 있는 포스터에 NFC 스마트폰을 접촉하여 직접적인 정보획득을 할뿐만 아니라 관련 웹사이트로의 연결까지 제공함으로써 새로운 서비스 연결이 가능해 진다. 카드 에뮬레이션(SC) 비접촉식 스마트카드 기술과 보안기술을 접목해 안전한 모바일 결제방식을 제공할 수 있으며, 교통카드와 할인쿠폰 등의 다양한 결제수단으로 활용할 수 있으며, PC에서 NFC를 제공하는 경우 E-커머스의 인증방식 및 결제수단으로 NFC를 사용하면 매우 편리하다

NFC의 대표적 응용 서비스 구분 서비스 형태 모바일 단말기간 접촉 응용서비스 결제 대금 지불 계좌 이체 온라인 계좌 연계를 통한 계좌이체 등 명함 교환 연락처, 이메일 등의 명함 정보 교환 페어링 단말기간 자료 교환을 위한 무선통신 접속 개인정보 관리 응용서비스 개인인증 인증을 통한 출입문 개폐(도어락) 노트북 등 전자제품 사용자 인증 엑세스 컨트롤 건물, 차량 등에 대한 리모트 컨트롤 정보 제공 및 맞춤형 광고 관련 응용서비스 관광 안내 박물관, 관광 정보 제공(음성/문자) 및 위치 안내 의료 진료기록 관리 주차 주차위치 확인 예약 포스터 접촉을 통한 공연 티켓팅 대중교통 티켓팅등 광고/쿠폰 위치기반 광고 및 쿠폰 제공 등 제품 정보 제품 정보 열람, 진품 판정, 이력 추적, 매뉴얼 제공 및 A/S 정보 제공 등 콘텐츠 구매 E-BOOK, 음악 등의 콘텐츠 다운로드 소셜 네트워크 태그로부터 읽어 들인 정보를 소셜네트워크로 바로 전송

NFC의 동작 원리 NFC 통신은 상호 근접한 자기 필드에 있는 두 개의 루프 안테나 사이의 전자기 유도작용에 기반해 동작 합니다. 13.56MHz의 ISM Band에서 14 kHz의 대역폭 사용하며 이 주파수 범위는 특별한 면허 없이 사용 가능합니다. 표준 안테나에 의한 동작거리는 20cm 안팎이며, 지원 가능한 데이터 대역폭은 106 또는 212, 424, 848 kbit/s 입니다. NFC는 능동 통신 모드와 수동 통신 모드라는 두 가지 통신 모드를 지원합니다. 각각의 통신 모드의 동작은 다음과 같습니다. 수동 통신 모드 - 시동 기기가 캐리어 필드 제공 - 타켓 기기는 제공된 필드를 변조 하면서 동작 - 타겟 기기는 동작 전원을 시동 장치가 제공하는 전자기 필드에서 획득하며 이로 인해 타겟 기기도 송수신기로 동작 가능 - 자체 전원공급 미 지원

NFC의 동작 원리 능동 통신 모드 - 시동 및 타겟 기기가 상호적으로 자체 전자기 필드를 생성해 통신. - 하나의 기기는 상대의 데이터가 들어올 때 까지 자신의 RF 필드를 해제(반 이중 통신) - 자체 전원공급 지원

NFC의 사례 버스 티켓 LA에서 근무하는 대중교통 검표원 폴은 승객의 차료를 검사하기 위해 NFC 스마트폰을 이용하고 있다. 과거에 사용하던 검표기보다 휴대가 쉬워진 것은 물론 에너지 절감 효과도 뛰어나다. 페이션트ID+ 페이션트ID+는 환자 인식에서부터 보험 적용 영역, 지불 정보 등 모든 정보를 통합해 저장한다. 사용자의 페이션트ID+ 비접촉식 태그나 NFC폰에 저장하는 것이다. 환자는 PIN을 입력함으로써 이 정보들을 의료업체에 곧바로 전송할 수 있다. 병원에서 서류를 작성하고 확인하는 번거로운 절차가 간소화 되는 것이다. 데이터가 정확한 것도 물론이다.