Zigbee
ZigBee는 저속 전송 속도와 근거리 통신을 위해 ZigBee Alliance에서 개발한 무선 네트워크 기술인데
, 작은 크기로 전력 소모량이 적고 값이 싸 홈 네트워크 등 유비쿼터스 구축 솔루션으로 각광받고 있으며
지능형 홈 네트워크, 빌딩등의 근거리 통신 시장과 산업용 기기 자동화, 물류, 휴먼 인터페이스,
텔레매틱스, 환경 모니터링, 군사 등에 활용된다.
ZigBee 프로토콜은
① 물리 계층,
② 미디어 액세스 제어(MAC) 계층,
③ 네트워크 계층,
④ 어플리케이션 계층
으로 이루어져 있다. ZigBee의 물리 계층과 MAC 계층은 IEEE 802.15.4 표준에 정의되어 있으며,
그 외의 프로토콜 스택은 ZigBee 사양에 정의되어 있다. IEEE 802.15.4 초기 버전에서 유럽은 868MHz
대역에서 20kbps를, 미국은 915MHz에서 40kbps를 지원하였다.
ZigBee 네트워크 계층은 트리 구조와 메쉬 구조를 위한 라우팅과 어드레싱를 지원하고 있으며,
어플리케이션 프로파일로는 ZigBee Home Automation Public Profile과 ZigBee Smart Energy Profile이
대표적으로 사용된다. 또 새로운 ZigBee 사양인 RF4CE는 가전의 원격 제어를 위한 솔루션과 스타
토폴로지를 위한 간단한 네트워크 스택을 정의하고 있는데, RF4CE는 2.4GHz의 주파수 대역을
사용하고 AES-128을 이용한 보안을 제공한다.
Z-Wave
Z-Wave는 ZenSys가 주축이 된 Z-Wave Alliance에서 제정한 홈오토메이션 무선 전송 방식이며,
Z-Wave의 주목적은 무선 네트워크에서 하나 이상의 노드들과 제어 유니트 사이에서 신뢰성 있는
통신을 제공하는 것이다.
Z-Wave는 물리 계층, 미디어 액세스 제어(MAC) 계층, 전송 계층, 라우팅 계층, 그리고 어플리케이션 계층
으로 구성되어 있으며, 900MHz 대역(유럽 : 869MHz, 미국 : 908MHz)과 2.4GHz 대역을 사용하면서
9.6kbps, 40kbps, 그리고 200kbps의 속도를 제공한다.
Z-Wave 기술은 장치 간 통신을 위해 콘트롤러와 슬레이브의 두 가지 장치를 정의하는데,
콘트롤러는 슬레이브에서 명령을 전송하며, 슬레이브는 명령에 대한 응답을 하거나 명령을 수행하는
무선 센서 네트워크 기반의 IoT 기술 기능을 한다. Z-Wave의 라우팅 계층은 소스 라우팅 기반의
라우팅을 지원한다
INSTEON
SmartLabs에서 개발한 INSTEON은 무선 기술을 활용하여 조명 스위치를 연결하는 기술로,
RF 링크와 AC-전원 링크 간 메쉬 네트워크 토폴로지를 구성하여 작은 구역에서 장치 간
통신을 실현한다.
INSTEON 기술은 904MHz 대역에서 동작하며, 38.4 kbps 데이터 전송 속도를 제공한다.
INSTEON의 디바이스들은 전송자의 역할, 수신자의 역할, 혹은 중계자의 역할을 수행할 수 있으며,
동일한 구간에 위치하지 않은 디바이스들 간의 통신은 시간 구간 동기화 방법을 이용한
멀티-홉 라우팅을 사용하여 가능하게 한다.
6LoWPAN (IPv6 over Low Power WPAN)
비IP 네트워크 기술을 구현하고 있는 전통적 센서 노드 구조는 싱크 노드(Sink Node)를 통해
인터넷과 연결되어 정보를 공유할 수가 있다. 이를 위해, 센서 노드는 6LoWPAN 같은 기술을
적용할 필요가 있다.
6LoWPAN(IPv6 over Low power WPAN)은 IEEE 802.15.43를 PHY/MAC으로 하는 저전력 WPAN상에
IPv6를 탑재하여 기존 IP네트워크에 연결하는 기술이며, IPv6 기술로 인해 다양한 스마트 디바이스와
센서 디바이스들이 IP 기반의 네트워크에 연결이 게이트웨이와 같은 중간 장치 없이 가능하게 되었다
Weightless
white space 무선 대역을 사용하는 사물 간 통신 기술이다.
Weightless 통신 기술은 최근 몇 년 동안 급증하는 사물 통신의 요구 사항을 만족하기 위해 제안된
것으로 저비용,초저전력, 광역 통신, 신뢰성, 보안, 다수의 사물 단말 지원, 브로드캐스팅, small data burst
등을 지원하는 기술을 포함하고 있다.
이 같은 기능들을 지원하기 위하여 BPSK, QPSK, 16-QAM 등의 변조 기술을 사용하고 고속의 다운링
크는 500kbps~16Mbps, 저속의 다운링크는 2.5Kbps~500Kbps 속도를 지원한다.
D2D 통신 (Device to Device)
기지국, 무선접속 공유기(AP) 등의 네트워크 인프라를 거치지 않고 근거리에서 서로 다른 기기와
통신하는 기술을 말한다.
여기에는 UPnP(Universal Plug and Play) DPWS(Device Profile for Web Services)
, WiFi Direct 등이 있으며, 모든 사물을 통신 주체로 하는 ‘M2M/IoT’ 기술에 포함되지만 범위가
무선통신이 가능한 기기간의 통신에 국한되어 있다.
대표적인 D2D 기술로는 모바일 블루투스를 들 수 있으며, 블루투스를 통해 자신의 스마트폰과
타인의 스마트폰을 연결했을 때 사진이나 데이터 자료 등과 같은 콘텐츠가 기기 간에 전송되는
것과 같은 기술이다.
Beamforming (Spatial Filtering)
신호처리 기술로 안테나에서 전파를 원하는 특정 방향으로 전송/수신되는 직진 지향성을
갖는 전파를 만들어내는 기술로 공간적으로 멀티플랙싱(공간분할 다중화)을 가능하게 하여 각
안테나별로 위상정보를 조정하여 주변의 간섭을 제거하여 성능을 높이는 기술이다.
이 기술은 실용화 되어 802.11ad 에 채택되었고, 이동전화망 2G,3G,4G,LTE에서도 사용중이다.
Beacon
- 블루투스나 인간이 들을 수 없는 2.4GHz 비가청영역의 주파수를 이용해서 단말과 정보를
주고받는 기술로서
- 일정한 주기로 전송되는 비지향성 단속형 신호를 사용하며
- 근거리 저전력에 적합한 기술이다.
- 주로 저전력 블루투스 (BLE : Bluetooth Low Energy) 4.0 장치 브로드 캐스팅을 이용한
근거리 저전력 기술
- BLE 신호와 연동해 GPS정보 등 다양한 정보를 송수신하는 무선통신기술
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