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홈서버 및 홈게이트웨이 기술

이지영

홈네트워크 기술은 네트워크, 액세스 망, 홈서버 및 홈게이트웨이, 미들웨어, 응용 기술로 구성되는 복합 기술로서, 정보, 통신, 방송기기 및 컴퓨터와의 융합으로 점차 진화되고 있다.

한국은 초고속 정보통신망, 유무선 통신 및 정보가전 분야에서 경쟁력이 있는 분야로서 이를 기반으로 하는 홈서버 및 게이트웨이 산업 역시 경쟁력이 있다. 이 중 시스템, 소프트웨어, 응용 기술, 네트워킹 기술을 중심으로 특허 동향을 분석하였다.

I. 기술의 개요 및 발전

1. 기술의 개요

홈네트워크 구성 기술은 홈 내부의 네트워크인 홈네트워크, 홈 외부 네트워크인 액세스 망, 콘텐츠 또는 솔루션 3가지 구성요소가 필요하며, 댁내에 있는 정보기기들은 홈네트워크를 통해 홈서버에 연결되어 있고, 홈네트워크는 게이트웨이를 통하여 외부 액세스 망과 연결된다.

홈네트워크를 완성하기 위한 기술로는 Home PNA(PhoneLine Network Alliance), PLC(Power Line Communication), Ethernet, IEEE1394, WLAN (Wireless Local Area Network), WPAN(Wireless Personal Area Network), Wireless1394, 광홈네트워크 등의 유/무선 네트워크 기술과 xDSL, FTTC, FTTH(Fiber To The Home), 케이블, 위성망 등 유무선 통신망 기술, OSGi 서비스 프레임워크 기술 및 외부 액세스 망과 홈네트워크를 연동시키는 홈게이트웨이 기술 등이 있다.

2. 기술발전 전망

홈네트워크의 발전 전망을 살펴보면, Phase1부터 Phase4까지로 나누어서 살펴볼 수 있다.

Phase1: 초기 수준 홈네트워크 구성으로 모뎀을 이용하여 인터넷에 접속하고 기존 네트워크를 이용하여 사용 범위도 초보 생산성 향상을 위한 용도임

Phase2: 광대역 인터넷 접속 지원이 시작되고 선택사양으로 홈네트워크를 제공하는 수준으로 무선 홈네트워크 구성의 등장

Phase3: 본격적인 홈네트워크 기반이 구축되는 단계로 백본망은 초고속 인터넷, 홈네트워크는 무선이 성숙되고 지능형 가전 서비스 지원 단계

Phase4: 네트워크 기능이 지원되는 지능형 가전기기가 정착되고 가전기기의 새로운 편재에 따른 프로토콜의 용이한 업데이트 다양한 수요자의 요구를 만족시키는 응용 서비스 제공단계

II. 특허 동향

1. 전체 특허 동향

홈서버 및 홈게이트웨이 기술의 전체 출원 동향은 1995년 이후 서서히 증가하기 시작하여, 1998년 이후 급격한 증가 추세를 보이고 있으며, 2002년 이후 1,000건이 넘는 특허가 출원되고 있고, 전반적으로 증감의 차이없이 고르게 증가 추세에 있다.

이는 초고속 인터넷 보급으로 정보 인프라가 멀티미디어를 지원할 수 있는 기반을 구축하고 실시간 처리 가능한 코덱 기술개발, 하드웨어 사양의 고급화, PC 기반의 윈도 OS 출시 등 멀티미디어 지원 하드웨어, 소프트웨어 솔루션이 개발되면서 홈서버를 상용화시키기 위한 기술들이 1995년도 이후부터 밑받침되어 나타나기 시작하는 현상이기 때문이다.

(그림 3)의 국가별 특허 동향은 국내에서 2,033건의 특허가 출원되어 가장 많은 특허가 출원이 되고 있으며 그 중 시스템 기술 분야에서 878건을 출원해 상기 기술 분야에 출원이 집중되고 있다.

미국과 일본은 각각 1,900, 1,122건의 특허를 출원하고 있으며 시스템 기술 분야에 각각 821, 544건을 출원하고 있어 출원이 집중되고 있다.

출원 비율로 보면 한국과 미국은 약 43%가 시스템 기술 분야이고 일본이 약 48%를 보여주고 있어 평균적으로 45% 정도를 차지하고 있고 한국, 미국, 일본은 모두 비슷한 분포를 보여주고 있다.

전반적으로 홈서버 및 홈게이트웨이 기술은 시스템 기술 및 소프트웨어 기술에 출원이 집중되는 것으로 나타났다.

소프트웨어 기술은 한국이 약 17%, 미국, 일본이 약 21%를 보여주고 있으며 두 기술이 전체에서 차지하는 비중을 보면 한국이 60%, 미국이 64%, 일본이 69%를 차지하고 있음을 알 수 있다.

이는 앞에서 설명한 바와 같이 홈서버/게이트웨이 기술에서 두 기술이 차지하는 비중이 매우 높음을 보여주고 있는 것을 시사하며 향후 홈서버/게이트웨이 기술을 주도하기 위한 각축장이 될 것임을 시사하는 대목이다.

 기술별 출원 동향은 1996~2000년 이후 출원이 증가되어 2001~2004년 활발한 출원이 되고 있으며, 특히 시스템 기술과 소프트웨어 기술은 2001~2004년에 급격한 출원 증가율을 나타내고 있으며 각 대분류 중 출원이 가장 활발한 것으로 나타났다. 응용 기술은 미국에서 가장 많은 출원이 되고 있으며, 2001~2004년에 들어 국내 출원 증가율이 미국에 비해 높은 것으로 나타나고 있다.

이는 홈서버/게이트웨이 서비스가 단순한 기능의 홈오토메이션 기술 수준을 넘어서 엔터테인먼트를 위한 멀티미디어 서비스로 변화함에 따라 고도의 기술 수준을 요구하고 있으며 정보기기간 정보 공유, 제어 등을 요구함에 따라 이를 뒷받침할 핵심 기술 개발이 병행되어야 하기 때문이다. 즉 홈서버 플랫폼 후보인 DTV, 셋탑박스, Sony의 플레이스테이션, MS X-Box 등은 고성능 프로세싱 파워와 실시간 OS, /무선 네트워킹 기능 등을 구비해야 하므로 2000년 이후에 출현하고 있으며 앞으로도 계속적으로 많은 출원이 예상된다.

2. 연도별 국내외 출원인의 출원 비율

(그림 4)는 연도별 국내외 출원인의 출원 비율을 나타낸 그래프로서, 최근(1995년 이후) 국외출원인/국내출원인 비율(기술 의존도)을 통해 국가별로 내국인의 기술 보호가 어느 정도 이루어지고 있는지를 살펴볼 수 있다.

홈서버 및 홈게이트웨이 기술의 연도별 국내외 출원인의 출원 비율은, 전반적으로 국내와 일본의 경우 국내 출원인에 의한 출원이 대부분을 이루고 있으나, 미국과 유럽은 외국인에 의한 출원이 더 많은 것으로 나타났다.

일본은 2002년 들어서 외국 국적의 출원인에 의한 특허 출원이 급증하는 것으로 나타났으며, 외국 국적의 주요 출원인으로는 국내의 삼성전자(38), LG전자(27), ETRI(7)로 나타났다.

미국의 경우 2002~2003년에 들어서 국내의 LG전자(71), 삼성전자(66)와 일본의 SONY(45), MATSUSHITA ELECTRIC(34) 등으로 나타나, 미국 내에서 한국과 일본 국적의 업체들에 의한 출원이 미국 국적의 출원인 비율보다 높은 것으로 나타났다.

유럽은 2003~2004년에 유럽외 출원인 비율이 가장 높은 것으로 나타났으며, 삼성전자(61), SONY(31) 등 한국과 일본에 기술 의존도가 상대적으로 높은 것으로 나타났다.

3. 기술 분류별 특허 동향

홈서버 및 홈게이트웨이 기술의 전체 특허의 점유율 및 대분류별 출원 현황은 한국 및 미국에서의 출원이 가장 많은 것으로 나타났다. 또한 각 대분류별 출원 비율에서도 한국에서 가장 많은 출원이 되고 있으나, 응용 기술의 경우 미국에서 활발하게 출원을 하고 있는 일본 업체에 의한 영향으로, 출원 비율이 한국에 비해 다소 높게 나타난 것으로 사료된다.

홈서버 및 홈네트워킹 기술의 경우 전반적으로 한국에서 출원이 많이 되고 있으며, 이는 세계 최고 초고속 인프라, 높은 인터넷 보급률, 우수한 정보가전 등을 바탕으로 특허 출원이 활발한 것으로 판단된다.

III. 결 론

1. 주요 출원인의 연도별 기술 발전도

초창기인 1997~2000년에는 네트워크 인터페이스, Configuration, 네트워크 아키텍처 등 현재 기술을 홈네트워크에 접목시키기 위한 기술이 주로 출원되었으며 2000~2002년에는 홈네트워크 정보가전의 상태정보 모니터링, 원격제어, 유지보수 및 방화벽/보안 기술 등이 출원된다. 유무선 통신 기술, 소프트웨어 기술 및 컴퓨터 기술이 점점 성숙됨에 따라 2003~2004년에는 정보가전을 홈서버로 활용하는 기술, 프로토콜 업그레이드, UI 관련 기술이 출원되었다.

2004년 이후에는 새로운 가전기기와 기존의 가전기기가 공존하면서 상호 연동되기 위한 프로토콜 업그레이드, 통합 GUI, BM, 응용 기술 등 출원이 예상된다.

2. 전략 도출 매트릭스

홈서버 및 홈게이트웨이 기술의 전략 도출 매트릭스의 4가지 전략을 요약하면 다음과 같다.

. 강점 전략

다양한 주거환경의 수요자 요구에 맞는 응용 기술을 개발하여 소비자에게 시범 서비스를 실시함으로써 시장을 활성화하고 수요자의 참여를 유도하여 수요자도 아이디어로 콘텐츠를 개발하고 이를 사업화할 수 있는 분위기 조성이 필요하다

. 기회 전략

아파트 등 공동주택 단지에 인프라 구축 법제화 및 문화적, 정서적 공감대가 한국과 유사한 중국 시장을 공략하기 위한 홈서비스 콘텐츠 개발로 중국 시장 공략이 필요하다

. 약점 전략

주택사업자, 통신사업자, 가전사업자, 서비스사업자 등 사슬관계에 있는 업체가 상호 체계적인 협조체제를 구축하고 각자의 장점을 극대화 할 수 있도록 법적, 제도적 장치가 필요하다

핵심 기술을 선점 당하는 경우에 대비하여 다양한 표준화 활동에 적극적으로 참여가 요구되고 있으며 참여 여건이 불리한 중소기업의 경우 특정 분야 기술에 대한 집중 연구와 동시에 타사의 특허나 지적재산권을 참고하여 개량하는 개량 발명 출원이 요구된다.

. 위협 전략

최근의 홈네트워크 기술은 매우 빠른 속도로 발전하고 있어 경쟁이 매우 치열한 분야이다. 따라서 기술개발에 많은 노력이 요구되고 있으며 특히 중소기업의 경우 표준화 기술 동향에 주시하고 콘텐츠 개발, 특정 기술의 개량 발명 또는 틈새시장을 파악하는 자세가 필요하다. 특히 유비쿼터스 환경으로 진화하는 환경에서 수요를 창출할 수 있는 비즈니스 모델에 많은 노력이 요구된다. 서비스 기술은 이미 사용한 경험이 있는 서비스를 사용하고자 하는 경향이 있으므로 시장선점 전략이 중요하다.

3. 맺음말

홈네트워크 기술은 네트워크 기술, 액세스 망 기술, 홈서버 및 홈게이트웨이 기술, 미들웨어 기술, 응용 기술로 구성되는 복합 기술이며, 동시에 정보가전은 지능화되고 있고 네트워크는 유무선 융합으로, 정보형태는 음성, 영상, 데이터는 디지털의 통합으로 정보, 통신, 방송기기 및 컴퓨터가 융합되어 유비쿼터스 환경으로 진화하고 있다.

홈네트워크 출원 기술별 분포는 시스템 기술 44%, 소프트웨어 기술 22%, 응용 기술 19%, 네트워킹 기술 15%로 시스템 기술이 가장 많은 출원을 보이고 있으며 이를 출원인 국적별 비율로 보면 한국 40%, 일본 24%, 미국 22% 기타 14%로 한국이 양적으로 많은 출원을 보이고 있다.

출원된 기술을 여러 가지 지수별로 분석한 결과 출원 건수의 증가에 따라 특허의 질적 향상과 사내 공동연구가 활발한 것으로 조사되었으며 이는 각국이 개발한 특허를 보장받기 위해 많은 노력을 기울이고 있음을 의미한다.

또는 기술진보 속도를 보여주는 TCT 지수는 기술 변화의 속도가 매우 빠르게 진행되고 있음을 보여주고 있으며 질적 우수성을 보여주는 특허인용지수는 미국, 일본, 한국 순으로 높게 나타나고 있어 한국은 연구 결과를 보장받기 위해 많은 개량 발명이 요구된다. 특히 인적, 물적 자원이 열악한 중소기업에게는 절실히 요구되는 과제로 판단된다.

세계 각국은 자사 기술의 선점을 위해 많은 표준화 활동에 참여하고 있으며 심지어 경쟁관계에 있는 기술에 대한 표준화 활동에도 복수로 참여하고 있는 실정이다. 한국은 초고속 정보통신망, 유무선 통신 및 정보가전 분야에서 경쟁력이 있는 분야로 이를 기반으로 하는 홈서버/게이트웨이 산업은 경쟁력이 있음은 분명하다. 분석결과에 의하면 국내 일부 대기업과 연구기관에서는 표준화 활동에 적극 참여로 연동이 유연한 플랫폼, 네트워크 구성 등의 홈네트워크 시스템 관련 출원이 다수를 보여주고 있어 매우 바람직한 결과를 보여주고 있다. 그러나 여러 가지 면에서 열악한 환경을 가진 중소기업이 경쟁력을 갖추기 위해서는 홈네트워크 관련 기술의 칩셋 개발, 응용 기술 및 개량 발명이 요구된다. 특히 국내의 잘 발달된 인프라를 바탕으로 수요자의 요구를 반영하는 비즈니스 모델, 유비쿼터스 환경에서 적용될 수 있는 서비스 기술개발, 향후 기술 진화가 예상되는 GUI 기술 분야에 관심이 요구된다.

<참 고 문 헌>

[1] 유비쿼터스 홈네트워크 침입대응 기술, 한국전자통신연구원, 2005. 5.

[2]  홈네트워크, IITA 기술정책정보단, 2004. 3.

[3]  서광현, 디지털홈 구축 정책방향, TTA 저널 88호 한국정보통신기술협회

[4]  홈네트워크 산업 정책 동향, KIPA, 2005. 4.

 

 

 

미래 홈네트워크 기술 전망

 

이해룡│IITA 지능형홈네트워크사업단

 

1. 개요

 

1990년대 후반부터 가전, 방송, 통신, 컴퓨터가 서로 결합하는 디지털 컨버전스(Digital Convergence) 추세가 빠르게 확산되면서 전통산업과 IT 산업이 융합화하여 언제, 어디서나 IT 기술을 활용하는 IT의 생활화(IT everywhere)가 급진전되어 경제, 사회 전반에 걸쳐 IT 기술을 응용한 새로운 산업이 지속적으로 창출될 것이다. 디지털 컨버전스에 따라 새롭게 창출된 홈네트워크 산업은 하드웨어의 단순 결합이 아닌 소프트웨어를 포함하는 형태로 인간 생활 자체를 변화시키는 방향으로 발전하여 미래 가정인 디지털 홈을 실현하여 일반 국민의 디지털 라이프 시대를 열기 위한 기술 개발로 이어지고 있다.

 

홈네트워크 산업은 단순히 기존 가전기기를 네트워크화하여 정보가전단말 및 관련 서비스 시장만을 활성화시키는 것을 뛰어넘어, PC와 초고속 인터넷 보급이 사이버 공간에서의 정치, 경제, 문화 및 생산/소비 활동을 활성화시킨 주요 기반이 된 것처럼 홈네트워크 환경에서 일상생활과 밀접한 다양한 비즈니스 모델을 창출하고 다른 신성장 산업 활성화의 동인 역할을 수행하여 새로운 수요와 부가가치를 창출하여 세계 시장 선도 및 국민 소득 2만 달러 시대 달성을 선도할 수 있는 한국의 대표적인 산업군이 될 것으로 전망되고 있다. 특히, 양적으로 팽창해 온 국내 초고속 정보통신 인프라가 외형적으로 세계 최고 수준의 IT 국가로 도약하는 발판을 제공하였다면, 홈네트워크 산업은 다양한 서비스를 활성화시킬 구동력을 제공하여 내실을 갖춘 명실상부한 IT 강국으로 입지를 확고히 할 수 있는 초석이 될 것으로 예상하고 있다.

 

본 고에서는 IT, BT, NT 등 신 기술 개발 노력과 함께 우리에게 강점이 있는 제조업 및 가전산업과 같은 전통산업에 접목시켜 전체 산업의 고부가가치화를 가능하게 할 수 있는 부가가치가 큰 성장동력으로써 5~10년 후 우리경제의 버팀목이 될 수 있는 홈네트워크 시장, 기술, 표준화 동향을 분석하여 신성장동력으로서의 홈네트워크의 향후 전망에 대해 기술한다.

 

2. 홈네트워크 시장 동향

 

세계 홈네트워크 시장은 광대역 서비스의 확대, 다수의 PC를 보유한 가구의 증가, 랩탑의 가정내 이용 증가로 무선 기술의 홈네트워킹 도입 확대, 네트워킹 디지털 가전 시장 확대, 홈엔터테인먼트ㆍ홈오토메이션ㆍ홈시큐리티 등 생활편의에 대한 소비자 욕구 증가, WLAN을 위시한 다양한 네트워킹 기술의 발달 등으로 성장 가능성이 높다. 반면에, 기술 표준화 지연, 호환성 확보과제, 가격, DRM 이슈 및 개인정보보안 우려, 소비자 인식 부족 등이 저해 요인으로 작용할 가능성이 있다.

 

세계적으로 홈네트워크 보유 가구는 2003 369만 가구에서 2008년에는 1억 천만 가구로 성장할 것으로 전망된다. PC 네트워크가 약 7,600만 가구, 멀티미디어 네트워크가 약 3,000만 가구, 엔터테인먼트 가구가 약 1,000만 가구로 성장할 것으로 전망하고 있으며, 시장이 성장ㆍ성숙기에 접어들면서 멀티미디어 및 엔터테인먼트 네트워크 수요가 증가하는 양상을 보일 것으로 예측하고 있다.

 

홈네트워크 시장은 UWB, Bluetooth, HomePNA 등을 포함하는 홈게이트웨이/서버 시장, PC, 멀티미디어 장비, 홈오토메이션 등 네트워크를 통해 접근이 가능한 장비 시장, 그리고 서비스 시장으로 구분할 수 있다. < 1>에서 보듯이 세계 시장은 2004 65억 달러에서 2008년에는 176억 달러 규모로 성장할 것으로 예측되며, 부가적인 단말기기 및 서비스 수요가 시장 성장동력으로 작용할 것으로 예상된다.

 

 

한편, 국내 시장은 < 2> 에서 보듯이 2004 1,326억 원에서 2008년에는 3,799억 원 규모로 성장할 것으로 전망된다(PC 및 멀티미디어가전 단말 제외).

 

 

3. 홈네트워크 기술개발 동향

 

. 기술분류 및 특징

 

홈네트워크는 (그림 1)과 같이 집안의 가전기기 및 시스템을 상호 또는 외부 인터넷상의 정보 기기와 연결하여 각각의 기기 및 시스템에 대한 원격접근과 제어가 가능하고, 음악, 비디오, 데이터 등과 같은 콘텐츠를 사용할 수 있도록 양방향 통신 서비스 환경을 구현하는 기술로 정의된다.

 

 

홈네트워크 기술은 크게 홈플랫폼 분야, 유ㆍ무선 홈네트워킹 분야, 지능형 가전 분야, 유비쿼터스 홈컴퓨팅 분야로 나눌 수 있다.

 

홈플랫폼 분야는 외부망과 가정을 연결하고 가정 내 다양한 서비스를 관장하여 유ㆍ무선 통합 홈네트워크 환경을 제공하는 홈서버/홈게이트웨이, 홈네트워크 보안 및 개방형 서버 기술로 구성되고, 유ㆍ무선 홈네트워킹 분야는 Ethernet, PLC, IEEE1394, HomePNA, 광홈랜 등의 유선 홈네트워킹 기술과 Wireless LAN, Bluetooth, WPAN, ZigBee, UWB, Wireless1394 등의 무선 홈네트워킹 기술로 구성된다.

 

 

지능형 정보가전 분야는 기존 백색가전기기들과 센서들을 네트워크로 연결하여 새로운 서비스를 창출할 수 있는 환경을 제공하는 지능형 정보가전 기술과 홈센서 기술로 구성되며, 유비쿼터스 홈컴퓨팅 분야는 매체 및 OS에 상관없이 정보 가전기기의 제어 및 감시를 수행하고, 홈에서의 다양한 상황에 대한 적응력을 가지는 미들웨어, 상황적응 미들웨어 및 멀티모달 인터페이스 기술로 구성된다.

 

이와 같은 분류는 홈네트워크 서비스를 제공하기 위해 적용되는 주요 기술을 기준으로 한 분류이며, 실제로 홈네트워크 구축하기 위해서는 위의 분류외에 서비스 제공자(Service Provider)로부터 제공되는 다양한 홈네트워크 콘텐츠 및 솔루션과 같은 홈서비스 분야, 배관 및 배선 등의 건축 기술 분야 등이 포함되어, 홈네트워크는 다양한 분야의 기술이 복합화된 융합 기술의 대표적인 경우라고 할 수 있다.

 

. 국내 동향

 

국내 지능형 홈네트워크 기술개발 동향을 앞에서 분류한 4개 제품군 분류를 기준으로 살펴보면, 홈플랫폼 분야는 통신ㆍ방송이 융합된 국내 우위를 갖는 DTV와 연계되는 신개념의 홈플랫폼 기술에 대한 연구가 집중되고 있으며, 지능형 홈네트워크 기반이 될 수 있는 홈서버 플랫폼의 상용화 기술을 이미 확보하고 있는 상태이다. 향후 미래지향적 홈서비스 제공을 위해 통신ㆍ방송ㆍ게임이 융합된 엔터테인먼트 서비스와 홈오토메이션 및 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 통신ㆍ방송ㆍ게임 융합형 홈서버가 ETRI주관으로 개발중에 있다.

 

현재 홈게이트웨이에 적용될 수 있는 서비스 게이트웨이 미들웨어 기술인 OSGi 2.0을 만족하는 제품들이 이미 출시되었고, 안전한 가정을 제공하기 위해 생체 인증 및 정보가전기기에 대한 접근을 제어하는 홈네트워크 보안 기술에 연구가 집중되고 있으며, 홈네트워크용 미들웨어에 대한 중복적인 투자 방지와 기기 간의 상호운용성 제공을 위해 ETRI에서 홈네트워크용 통합 미들웨어를 개발하였으며, 이 기술을 통해 다양한 홈네트워크의 기기 간 상호호환성이 제공될 것으로 기대되고 있다.

 

유ㆍ무선 홈네트워킹 분야는 전력선 인터넷 서비스 및 홈네트워크를 위한 20Mbps급의 고속 전력선 통신 핵심 칩을 상용화하였으며, 멀티미디어 서비스도 가능할 수 있도록 50Mbps급 이상의 고속 전력선 통신 기술 개발에 집중하고 있으며, 전력선 통신을 이용한 냉장고, 세탁기, 에어콘, 전자레인지 등의 상용화 제품이 개발되어 시장에 출시되고 있다.

 

향후 홈네트워크가 유선보다는 무선 기술로 진화할 것에 대비하여 무선 기술 개발에 많은 투자와 노력을 기울이고 있으며, 2005년 말 2시간 분량의 영화를 10m 이내, 근처 친구의 휴대폰에 10여초 만에 전송해 줄 수 있고, PC에 선을 연결하지 않고도 무선으로 디지털TV PC 주변기기를 작동할 수 있는 53/110/200Mbps 전송모드의 모뎀 및 RF UWB 칩 셋을 주관기관인 ETRI와 공동개발업체인 삼성종합 기술원, 필아이티, 넷 커스터마이즈, 크로스반도체에서 세계 최초로 전송 시연에 성공한 바가 있다.

 

유비쿼터스 홈컴퓨팅 분야는 UPnP, LonWorks, HAVi 등의 미들웨어를 개발하고 있으며 DLNA 등을 통한 기기 간 상호운용성 확보를 위한 기술 개발에 집중하고 있고, 일부 대학을 중심으로 유비쿼터스 홈 구축을 위한 상황 적응형 미들웨어 기술 개념이 정립단계에 있다.

 

지능형 정보가전 분야는 인간, 사물, 컴퓨터 융합의 지능기반사회 구현을 위한 BCN, IPv6, USN 등의 인프라 구축이 진행되고 있으며, 사람과 사물, 사물간 통신을 위한 센서 기술에 대한 연구가 활발히 진행중에 있다.

 

홈서비스 분야는 온도, 습도 센서 기술은 일부 홈오토메이션 업체에서 개발하였으나 지능화된 홈센서 및 RFID의 핵심 기술에 대한 개발은 아직 미비한 상태이다. 하지만, 점차 노령화 세계로 접어들면서 노인건강에 대한 관심이 크게 늘어나고 있으며, 노인성 질환을 비롯한 개인의 건강 진단 요구에 맞추어 실시간 이동형 헬스 케어 시스템을 구현하기 위해서 칩 센서(Chip Sensor), 바이오 칩(Bio Chip), 나노 바이오 센서(Nano Biosensor), 바이오 마이크로 머신(BioMEMS), 로봇 등 다양한 센서들은 활발히 개발되고 있다.

 

또한 원격 및 재택진료에 필수적인 인터넷 또는 무선통신 인프라 구축은 세계적으로 유래를 찾아보기 힘들 정도로 빠르게 진행되므로 원격 및 재택진료를 보급시기기 위해서는 많은 업무를 자동으로 처리해주는 정보 시스템의 개발이 필수적이며, 국내외 모두 초기 개발단계이기 때문에 빨리 착수하면 시장우위를 확보할 수 있을 것으로 전망된다.

 

. 해외 동향

 

해외에서는 유ㆍ무선 통합화와 디지털 컨버전스의 급속한 진전으로 FTTH 등의 차세대 초고속 유무선 인터넷과 연계되어 가정에서 다양한 통신ㆍ방송ㆍ게임이 융합된 서비스 제공을 위한 가정용 디지털 허브로서의 홈서버 기능이 부각되고 있다. 선진 외국의 각 사가 우위를 점하고 있는 제품을 기반으로 홈플랫폼을 구축함으로써 홈네트워크 조기 시장 선점을 위한 경쟁이 가속화되고 있으며, 홈게이트웨이는 다양한 홈 네트워킹 기술을 지원하고 홈네트워크 서비스를 지원할 수 있도록 홈서버 기능이 통합되는 형태로 진화하고 있다.

 

가정내 다양한 가전기기들에 대한 홈네트워크 보안 기술의 중요성이 빠르게 확산되고 있으며, 홈게이트웨이 플랫폼을 통한 정보보호 및 보안성 확보에 연구가 집중되고 있으며, 마이크로소프트에서는 가정에 있는 모든 플랫폼에서 Embedded Windows를 수행할 수 있게 하거나 PC 형태의 장비를 가정 제어 등을 위한 홈서버로 제공하기 위한 기술개발을 진행중이다.

 

마이크로소프트, Intel, SONY, 삼성전자를 중심으로 결성된 DLNA에서는 UPnP를 이용한 다양한 장비의 상호운용성 해결에 많은 노력을 기울이고 있으며, Windows XP UPnP가 탑재된 최초의 마이크로소프트의 운영체제로서 UPnP가 지원되는 장비로는 홈 데이터 라우터가 포함된다. 이외에 디지털 컨버전스의 가속화로 통신, 방송 및 게임 등 엔터테인먼트 서비스를 제공할 수 있는 개방형 서비스 프레임워크 및 서비스 통합 관리 솔루션 확보를 위한 기술 개발이 활발히 추진되고 있다.

 

유ㆍ무선 네트워킹 분야는 초고속 인터넷과 연계한 이더넷, 가전기기 제어를 위한 전력선 통신, AV 기기를 위한 IEEE1394 등 유선 기술과 Wi Media IEEE WPAN 등 무선 홈네트워크 기술의 표준 경쟁이 심화되고 있으며, DS2에서 OFDM방식의 200Mbps급 전력선 통신 핵심 칩이 발표되었으며, 미국 HPPA에서는 200Mbps급 고속 전력선 모뎀 규격(V2.0) 작업을 진행중이다.

 

UWB 및 무선1394와 같은 광대역 무선 기술과 ZigBee 등 위치기반의 저속 센서 기술이 등장하는 등 유선보다는 무선 기술이 시장을 지배할 것으로 전망되며, IEEE 802.15.3은 고속 WPAN의 물리층과 MAC층 표준을 완료하였으며, MAC층 표준은 UWB 물리층과 함께 사용될 것이고, 현재 Multi-band OFDM 안과, Dual-band DSSS안 중 표준안을 선택하는 작업이 진행중이다.

 

유비쿼터스 홈컴퓨팅 분야는 MIT, IBM, MS, Sony, Panasonic, ESPRIT 등 선진기관에서 주변 환경에 따라 다양한 가전기기들을 동적으로 연결하여 서비스를 제공할 수 있는 상황 적응형 미들웨어 기술개발을 진행중이며, 시장 활성화를 위한 장비 및 소프트웨어 업체간의 결속 등 DLNA 표준활동을 통한 기기간 상호운용성 기술과 유비쿼터스 홈 구축을 위한 상황 적응형 미들웨어로 발전할 전망이다.

 

기존 가전기기들이 홈네트워크에 연결되고 있으며, 오디오, 비디오 등 AV 기기들의 지능화가 빠르게 진행되고 있으며, 무선 홈네트워크에서 멀티미디어 데이터의 원활한 전송을 위한 QoS와 미디어 변환 기술에 대한 개발은 아직 초기 단계이다.

 

LG전자는 자사의 홈네트워크 통신 규격인 LnCP(Living network Control Protocol)를 통해 중국 표준화 규격단체인 IGRS(Intelligent Grouping & Resource Sharing)에 가입하였으며, 중국 홈네트워크 리딩 기업인 LENOVO(렌샹)社와 전략적 제휴 맺음으로써 중국 홈네트워크 표준화 주도를 위한 발판을 마련하여 중국 선전 1,300여 세대의 최고급 아파트의 홈네트워크 솔루션을 수주하여 공사를 진행중에 있다.

 

지능형 정보가전 분야는 홈센서간 정보 교환이 가능하도록 홈센서가 지능화되고 착용 가능한 형태로 발전하고, RFID 및 유비쿼터스 ID를 기반으로 다양한 정보를 제공할 수 있도록 발전할 전망이며, AT&T, MS, Intel, HP, MIT의 미디어 랩 등에서 광대역의 저전력 무선 칩셋을 이용한 유비쿼터스 컴퓨팅 기술 개발을 강화하고 있다.

 

4. 홈네트워크 표준화 동향

 

디지털화, 네트워크화가 점차 가속화되면서 기업간, 국가간의 표준경쟁이 총성 없는 전쟁으로 비유될 만큼 기업의 생사는 물론 국가 흥망을 좌우할 정도로 표준의 중요성이 부각되고 있으며, 홈네트워크 분야는 자국의 표준을 세계 표준으로 유도하여 세계 시장을 선점하기 위해 각 국에서는 다각도로 노력중에 있다.

 

각국별 표준은 범 세계적 시장형성의 장애물로서, WTO의 기술장벽협정(Technical Barriers to Trade: TBT)에서는 각국이 국제표준을 의무적으로 수용할 것을 요구하고 있는 추세이며, 표준경쟁에서 승리한 기업은 시장을 독점하지만 패배한 기업은 시장에서 퇴출 또는 군소 기업으로 전락한다는 Winner Takes All 경쟁개념이 확산되고 있는 추세이다.

 

. 홈서버/홈게이트웨이 분야

 

홈서버/홈게이트웨이 장치는 디지털홈 구축의 핵심장치로 정보, 통신, 가전기기 등을 제어하고 xDSL 등 외부 망과 연결해 주는 것을 주 기능으로 하여, 점차 기술의 융합화 추세에 따라 저가로 안전하게 서비스를 제공하기 위한 SoC 형태로 발전하고 있으며, 실시간 기능성을 갖추고 음성, 영상 및 데이터의 통합형 서비스를 사용자가 원하는 즉시 제공해 줄 수 있는 지능형 장치로 진화해 갈 것으로 전망된다.

 

특히, 홈서버는 UWB, 무선1394, 고속 WPAN, RFID, IPv6, 센서 네트워크, 상황인식 등 새로운 홈네트워킹 기술들이 적용될 미래 가정환경에서 사용자가 언제, 어디서나 가정 내 디바이스에 접근하여 댁내 감시, Health care, 미디어 스토리지 등 집안과 밖에서 제공되는 다양한 고품격 홈네트워크 서비스를 사용 가능하게 하여 궁극적으로 홈네트워크 서비스의 보급을 확산시킬 수 있는, 촉매역할을 담당하는 지능형 유비쿼터스 홈네트워크의 핵심 기술로 발전하고 있다.

 

국외 주요 표준화 단체 동향을 살펴보면, HGI(Home Gateway Initiative)는 주거용 홈게이트웨이에 대한 표준을 만들기 위해 2004년 12월 15 스위스에서 Belgacom, British Telecom 9개의 통신사를 중심으로 설립되었고, 현재 약 34개의 업체들이 활동에 참여중에 있다.

 

HGI는 현재 표준(ITU-T, H610, DSL Forum)에 근거하여 그 차이점을 분석하고, HW/SW 아키텍처, 비용 등을 고려하여 향후 향상된 멀티 플레이어 서비스(인터넷 서핑, 엔터테인먼트, IP 전화와 모바일-IP 전화, 화상전화 등)를 지원하기 위해 광대역 서비스와 네트워킹 환경을 완전히 지원하는 통합된 주택용 게이트웨이를 개발하는 것에 초점이 맞추어 있는 것이 특징이다.

 

. 유ㆍ무선 홈네트워크 분야

 

유ㆍ무선 홈네트워크 관련 기술은 현재 여러 단체로부터 표준화가 진행되고 있으며, 그 형태도 크게 유선과 무선으로 분류된다. 무선 홈네트워킹 기술은 유선 홈네트워킹 기술에 비하여 새로운 배선이 필요하지 않고, 설치하기가 쉬우며, 사용하기가 용이하고, 이동성이 보장된다는 여러 가지 장점들이 있어 최근에 홈네트워킹의 주력 기술로서 급속하게 발전하고 있다.

 

특히 무선 홈네트워킹 기술은 가정에서 사용자의 이동성에 대한 요구가 증대되면서 그 중요성이 확산되고 있으며 유비쿼터스홈을 구축하기 위한 핵심 기술로 인식되면서 표준화 경쟁이 활발히 진행되고 있다. < 4> < 5>는 주요 유ㆍ무선 홈네트워크 기술 동향을 나타낸다.

 

 

 

IEEE802.15.3a에서는 MBOA 중심의 MB-OFDM UWB와 모토로라 중심의 DS-UWB 기술이 양분되어 표준화가 지연되고 있다. 국내에서는 ETRI와 삼성전자 등이 IEEE802.15.3a회의에 참여하여 기고서 발표, 표준 제안 등 적극적인 표준 활동을 추진중이며, 특히 국내에서는 UWB 표준화 활동 이외에 적극적인 기술개발로 2004 ETRI에서 HD 급 미디어 전송이 가능한 UWB 시제품을 개발하였고, 2005년 하반기에 UWB 칩셋을 개발하는 등 외국과 비교시 기술이 대등한 수준이다.

 

2003년 국내의 UWB 활성화를 위해 한국 UWB 포럼을 구성하고 스펙트럼 정책 및 간섭분석 평가 등을 실시하였고, 한중일 동북아 UWB 워크숍 한국 유치 등 표준 활동을 주도하고 있다.

 

. 지능형 홈컴퓨팅 분야

 

1999년부터 일부 선진기관에서는 홈네트워크 분야에서 우위를 선점하기 위해서는 미들웨어 분야의 표준을 선도하는 것이 중요하다는 인식을 하고 관련 분야의 표준화에 많은 노력을 기울이고 있다. 홈네트워크 미들웨어 표준은 크게 IP(Internet Protocol)를 기반으로 하는것과 non-IP를 기반으로 하는 미들웨어로 분류할 수 있는데, IP를 기반으로 하는 미들웨어는 1998년 정의된 Jini 2001년 버전 1.0이 정의되고 최근 가장 많은 670여개 업체들로부터 지지를 받는 UPnP(Universal Plug aNd Play)가 대표적이다. UPnP 미들웨어는 2003년 다양한 표준의 난립으로 홈네트워크 활성화의 최대 저해요인으로 인식되는 상호호환성 문제를 해소하기 위해 설립된 DLNA(Digital Living Network Alliance)의 기반이 되면서 입지를 확고히 하고 있다.

 

non-IP 기반 미들웨어는 IEEE1394를 기반으로 하는 오디오/비디오 기기를 위한 HAVi(Home Audio/Vidoe Interoperability)와 전력선을 기반으로 하는 LonWorks 등이 있다. < 6>에서는 홈네트워크 미들웨어에 대한 표준화 동향을 나타낸다.

 

 

. 센서 네트워크 분야

 

유비쿼터스 홈을 구축하기 위한 센서 네트워크 기술은 필요한 사물이나 장소에 센서나 전자태그를 부착하고 이를 통하여 사물의 인식정보, 주변의 환경정보(온도, 습도, 조도 등) 및 위치정보를 탐지한 후 이를 실시간으로 네트워크에 연결하여 언제, 어디서나, 어떤 것과도 통신이 가능한 환경을 구현하는 것이다.

 

이러한 센서 네트워크를 효율적으로 운용하기 위하여 IEEE 802.15.4 LR-WPAN(Low Rate-Wireless Personal Area Network)에서는 저 전력으로 적은 데이터량을 송수신할 수 있는 PHY MAC 프로토콜의 표준화를 완료하였고, 현재 응용 서비스를 위한 시스템 개발에 필요한 MAC 상위계층에 대한 표준화 작업이 ZigBee Alliance에서 진행중이다.

 

5. 결론

 

홈네트워크 산업은 초고속정보통신망의 궁극적인 결과라 할 수 있고, 국가 산업 전체에 미치는 파급효과가 매우 큰 산업 분야이며, 고품질의 다양한 통신 및 방송 서비스를 제공하여 정보문화의 확산 및 지역간 계층간 정보격차를 해소하고, 국민의 삶의 질을 획기적으로 향상시킬 수 있는마지막 1마일(last 1mile)”의 결정체가 될 것이다.

 

홈네트워크는 다양한 기기들이 네트워크로 연결되어 새로운 가치를 창출하는 것이 목적인만큼 표준 기술과 표준 모델의 개발은 필수불가결하다. 본문에서 살펴본 바와 같이 현재 홈네트워크와 관련하여 상당히 많은 표준과 기술들이 존재하며 새롭게 개발되는 기술과 제정되고 있는 표준 규격들도 많다. 이와 같은 다양한 기술과 표준들에 대해 홈네트워크 산업 활성화를 위한 수용 및 응용 활동과 더불어 선도할 수 있는 기술개발 과제의 발굴 또한 해결해야 할 과제로 남아 있다.

 

우리나라는 세계 최고수준의 초고속 정보통신 인프라 및 밀집형 주거형태 등 홈네트워크 산업이 조기에 활성화 될 수 있는 좋은 여건을 갖추고 있어 현재 진행중인 국내 및 국제 표준화 활동과 더불어 방송, 가전, 서비스 등 우리나라가 국제 경쟁력을 확보한 영역을 중심으로 사업자간 협력체계를 구축하고, 홈네트워크 인증센터를 통한 인증체계 구축 및 시범사업을 통한 기술 및 서비스 검증, , 제도 개선 등을 추진하면 홈네트워크 산업을 활성화하고 국민소득 2만 달러 달성으로 국민의 디지털라이프를 실현하는 핵심 산업이 될 것으로 전망한다.

 

<참고문헌>

[1] 정보통신연구진흥원, “IT 차세대 성장동력 기획보고서(홈네트워크),” 2005. 6.
[2]
정보통신연구진흥원, “PLC 기술동향 및 향후 과제,” 주간기술동향 통권 1228, 2005. 12, pp,
[3]
박광로, 한치문, “홈네트워크 기술 및 표준,” TTA, 2003. 12.
[4] http://www.dlna.org
[5] http://hes-standards.org

 

 

 

 

홈네트워크의 정의


<cinelove.net 은 개인홈페이지입니다.>



 

집안과 집밖을 서버로 연결하여 정보전달을 하는 것을 말하며, 집안과 집밖을 연결할 때 서버를 통한 PC로의 연결 뿐만 아니라 에어컨/TV 등의 가전제품을 통해서 외부정보로 직접 연결이 가능해지는 서비스로 집안의 각 공간(안방/부엌/거실/ 현관 등)에있는 모든 기기를 직접 콘트롤할 수 있게 되는 서비스

홈네트워크 개념도

 

 

홈네트워크 기술

구분

동작원리

속도

신뢰성

비용

장점

단점

유선

네트워크

이더넷

서버와 허브를 갖는 CAT5
배선사용

10-100
Mbps

높음

-100Mbps까지의 빠른 데이터 전송 속도
-
신뢰성 있는 표준을 기반으로 함

-높은 비용
-
특수배선 필요
-
인텔리전트 네트워킹을 위해 허브,라우터,서버 필요

전화선

기존 전화선
 
이용

1~10
Mbps

높음

-10Mbps까지의 빠른 데이터 전송속도
-
기존 옥내 전화배선 사용
-
설치 용이, 낮은비용

-장치들이 유선으로 네트워크 에 연결되어야 함

전력선

기존 옥내
전력선 사용

1~10
Mbps

보통

-빠른 데이터 전송속도
-
기존 옥내에 배선된 전력선 이용
-
유연성, 설치 용이

-전송장애와 간섭을 받을 수 있 음
-
네트워크 환경 불량
-
표준이 없음

무선

네트워크

HOMERF

2.4GHz
무선주파수
사용

10
Mbps

보통
-
높음

-10Mbps까지의 빠른 데이터 전 송속도
-
신뢰성 있는 표준을 기반
-
배선이 필요없는 이동성
-
저렴한 비용

-동작범위 문제
-
구조적 장애물을 가질 수 있음
-
기지국이 필요
-
널리 확산되지 못했음

무선랜
(Wi-Fi)

2.4GHz
무선주파수
사용

2~11
Mbps

보통
-
높음

다양

-빠른 데이터 전송속도
-
신뢰성 있는 표준을 기반으로 함
-
배선이 필요없는 유연성
-
시장에서 매력적인 대안임

-높은 비용
-
동작업위 및 구조적 장애물 가짐
-
기지국 필요

블루투스

2.4GHz
무선주파수
사용

1
Mbps

보통
-
높음

-이동성
-
비용저럼
-
개인 네트워크가 가능해짐

-제한된 동작범위
-
데이터 전송속도가 낮은
-
장치에 블루투스 집이 탑재되어야 함

 

홈네트워크 시장 전망

200225 1천만 달러 / 2007 117 9천만달러 / 2010 234 5천만 달러
(
연평균 32%성장 예상)
     +
홈게이트웨이: 2002 14천만달러/2010년 약 64억달러
     +
무선홈 네트워크 기반의 RFID를 포함하는 유비쿼터스 컴퓨팅 : 51% 성장예상
     +
유무선 홈네트워크는 38%, 지능형 정보가전은 연평균 26% 성장 예상

정보통신부는 2007년까지 2조원을 투입하여 약 1,000만 가구에 홈네트워크 를 구축

국내 홈네트워킹의 잠재수요는 전체가구의 13.5% 225만 가구로 추정됨.

 

홈네트워크에 대한 당사의 사업 추진방향

 

한국전파기지국㈜는 통합 홈서버, 인프라에 대한 Total Solution을 개발하여 더욱 편리하고 경제적인 홈네트워크 서비스를 신규사업으로 제공하고 위해 노력하고 있습니다.