무선통신 Flashcards
IPS
[리드] 실내 모빌리티 향상
[정의] Wi-Fi, Bluetooth, Beacon, 자기장 등을 이용하여 건물내 사용자 위치를 파악하는 시스템
[특징] 다양한 사용자 경험 제공(AR,VR게임, O2O), 산업간 융복합 플랫폼 구축(물류로봇, 스마트 팩토리)
* GPS의 실내용 버전으로 무선랜, 블루투스등 근거리 무선통신 기술로 특정인의 위치측정
[IPS 측위 기술]
<Radio>
- 기지국 기반 : Cell-ID(기지국에서 위상, 전계강도 정보), FingerPrint(RSSI 측정, 비콘 신호 비교), 삼각측량법(3개 이상 기준점)
- WLAN 기반 : WPS(무선 AP의 SSID와 Mac 주소), RSSI(센서의 전압레벨 측정)
- WPAN 기반 : UWB(UWB 단말의 고유ID 32bit 송출), Zigbee(AP 통해 단말위치 전송), Bluetooth(Bluetooth 4.0, iBeacon)
* 표준 무선네트워크 기술로 기술구현이 용이하며, 이기종 시스템 간의 호환성 확보
<Non-Radio>
- 센서 기반 : 자기장센서, 관성센서(단말기 내 관성센서), LED(LED 조명에 식별번호 부여 스마트폰 감지)
- 주파수 기반 : RFID, 적외선, 초음파
- 영상 기반 : 비주얼 마커(모바일 카메라로 위치좌표 디코딩), CCTV기반
</Non-Radio></Radio>
WLAN
[표준]
- IEEE 802.11b : 2.4GHz
- IEEE 802.11g : 2.4GHz
- IEEE 802.11n (Wi-Fi 4) : 2.4/5GHz
- IEEE 802.11ac (Wi-Fi 5): 5GHz, 3.46Gbps, MIMO, 범용 Wi-Fi
- IEEE 802.11ad : 60GHz, 6.7Gbps, 고속 Wi-Fi
- IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6) : 2.4/5GHz, 9.6 Gbps, 밀집 환경 성능 향상
- IEEE 802.11be (Wi-Fi 7) : 2.4/5/6GHz, 30Gps
Wi-Fi 6
[리드] IEEE 802.11ax
[정의] 10Gbps 및 사용자 Throughput 증가를 위해 MU-MIMO, MIMO-OFDM 등 기술기반 고속, 스루풋 개선 무선랜 표준
[목적] 밀집 환경(사용자 당 평균 Throughput을 4배 이상 제공), 고속 통신(10Gbps)
[주요성능]
- 주파수 (2.4/5GHz) : 고효율 주파수 활용, 밀집 환경 적합
- 최대속도(9.6 Gbps) : 초고속 전송
- 대역폭 (20/40/80/160MHz) : 다양한 Resource Unit
- 변조방식(1024 QAM) : 위상과 진폭 조합
- Throughput(4배 부반송파, 평균 스루풋 4배) : 다중 Station 링크, up/down 동시 전송
- 하위 호환성 (802.11a/b/g/n/ac) : 이전 Wi-Fi 표준 호화
Wi-Fi 6E
[정의] Wi-Fi 6에 6GHz를 추가하여 밀집 환경에서 대용량, 실시간 서비스 가능한 무선 프로토콜
[배경] 고성능 Application(비디오 스트리밍등) 접속 증가
Wi-Fi 7
[리드] IEEE 802.11be
[정의] 30Gbps의 최대 전송률과 2.4GHz, 5GHz, 6GHz 무선 주파수에서의 디바이스 호환이 가능한 차세대 무선 통신 기술 표준
* Wi-Fi 7의 성능을 구현하기 위해 IEEE에서 2019년 5월부터 표준화 시작, 2024년 완료 목표
[성능목표]
- 최대속도 (30Gbps 이상) : 실감형 콘텐츠 및 초고화질 영상 지원
- 최대 대역폭 (320MHz 이상) : 최대 전송량 향상
- 지원 주파수(2.4/5/6GHz) : 6GH 주파수 대역 활용
- 지연시간 (5ms 미만) : 클라우드 기반 APP 지원
[주요기능]
- 다중 통신 : 다중 Access Point(AP), MIMO 프로토콜, 16개 공간 스트림
- 고속 전송 : HARQ, Beam Forming 결합, 4096 QAM(12bit 반송파 변조)
[서비스대상] 4K,8K영상스트리밍, AR/VR초고속/초저지연 무선 통신 서비스
WPAN
[정의] 주로 근거리에서 다양한 서비스를 제공하는 무선 통신 표준으로 사물 인터넷에 적용될 수 있는 네트워킹 기술
[표준] IEEE 802.15
[사례]
- IEEE 802.15.1 (Bluetooth)
- IEEE 802.15.4 (ZigBee)
- IEEE 802.15.4g/4e (Wi-SUN)
Bluetooth 5
[리드] IoT 최적화 통신 기술
[정의] 기기간 효율적 근거리 무선통신 위해 FEC 등 적용한 ISM 밴드기반 저전력 WPAN 무선통신기술
[특징]
- 기존 대비 속도 2배(2Mbps), 거리 4배(400m), 용량 8배(257옥텟) 향상
- 저전력, 장거리 전송, 하위 호환성
- IEEE 802.15.1 표준 기반
[프로토콜 스텍]
- Application : App
- Host : GAP, GATT, SMP, ATT, L2CAP
- Controller : HIC, LL, PHYk
[기술요소]
- 무선통신 : Star Topology, FEC 오류 수정
- 연결 기술 : Beacon, 블루투스 G/W
- 베터리 모드 : Low Energy, Performance
Zigbee
[정의] 저속 전송속도로 가정 내 다양한 가전제품을 리모컨 하나로 동작시킬 수 있는 새로운 저속 WPAN기술, 저전력, 저비용 무선 네트워크 규격
Wi-SUN
[리드] IoT 실현 위한
[정의] 스마트 그리드 등 HAN/NAN 활용 위한 IEEE802.15.4g 표준기반 900MHz 대역 근거리 무선 통신기술
[표준] PHY : IEEE 802.15.4g, MAC : IEEE 802.15.4e
[특징]
- 속도 : 다양한 전송 속도( 40Kbps ~ 1Mbps)
- 전송 거리 : 1Km
- 전파 특성 : Mash Routing 보장
[프로토콜 스텍]
- PHY(멀티홉, 멀티 PHY), MAC(FSK, OFDM), Network/Transport (TCP/UDP, 6LowWPAN, DHCPv6,ICMPv6), Application (HAN, FAN, RLMM, 가스미터)
LPWAN
[리드] 저전력 장거리 IoT 기술
[정의] 센서 등 사물인터넷 장치 간 통신을 위해 저전력, 장거리 장치 간 통신을 지원하는 사물인터넷 통신기술
[특징] 저전력, 장거리, 낮은 비용
[유형]
- 전용망 : LoRa, SigFox, 비면허대역 주로 900MHz, 300bps~5kbps, Star토폴로지, MQTT/CoAP
- 비전용망(셀룰러 기반)) : LTE-M, NB-IoT, 주로 이동통신 주파수 대역 이용
[주요기술] 표준 / 사용대역 / 대역폭 / 전송속도 / 변조방식 / 커버리지 / 특징
- LoRa : LoRa A / < 1GHz / 125~500KHz / 300bps~50Kbps / Chirp FSK / ~150dB / Class A, B, C
- SigFox : ETSI / < 1GHz / 100H(U), 600Hz(D) / 100bps(U), 600bps(D) / BPSK, GFSK / ~146dB / 주파수 호핑
- LTE-M : 3GPP / LTE Band / 1.4MHz / < 1Mbps / OFDMA(Q~16QAM) / ~164dB / PSM, eDRX, CE
- NB-IoT : 3GPP / LTE Band / 200KHz / < 250Kbps / OFDMA(B~QPSK) / ~156dB / Standalone, Guard/In-Band
IoT 프로토콜
[정의] 센서 등 사물인터넷 장치 간 메시지 전달을 위해 XMPP, CoAP, MQTT의 OSI 4계층 기반 IoT 메시지 전송 기술
[프로토콜] 표준화(RFC) / 계층 / 메시징 / QoS / 주소 / 보안 / 내고장성
- XMPP : IETF(RFC 6120) / TCP / Pub-Sub / None / JID / TLS+SASL / Server SPoF
- CoAP : IETF(RFC 7252) / UDP / Req-Res / Option / URL / DTLS / 분산형
- MQTT : OASIS(ISO 20922) / TCP / 둘다 / 3 Level / Topic / TLS / Broker SPoF
XMPP
[정의] 다수의 클라이언트 간에 Publish/Subscribe 구조를 바탕으로 확장성 있는 XML 기반 실시간 메시지 교환 프로토콜
[특징] 다수 클라이언트 간 Publish, Subscribe 구조, XML 기반 메시지 전달, 대량 메시지 처리에 적합
[프로토콜 스택]
- Application : XMPP + XEPs
- Transport : TCP 및 UDP
- Network : IP 및 6LoWPAN
MQTT
[정의] 통신대역폭 제한된 환경에서 신뢰성 있는 메세지 전송위한 Pub-Sub방식의 경량 대용량 메세지전달 프로토콜
[특징] Message Broker 분배, Publish/Subscribe 모델, 3 Level QoS 제공, 오버헤드 최소화, 자체 연결 보정
[구성] Publisher – Broker – Subscriber , topic
[프로토콜 스택]
- Application : Message Broker (MQTT)
- Transport : LDAP/OAuth2.0, TLS(SSL) VPN
- Network : IP
* MQTT는 타 IoT 프로토콜(CoAP)과 달리 TCP 기반으로 SSL 기반 다양한 보안 방식 제공
CoAP
[정의] 인터넷에서 IoT 디바이스와 같이 제한된 컴퓨팅 장비간 통신을 위해 UDP 기반 IETF 표준 경량 웹 프로토콜
[필요성] Wi-Fi는 비용상 문제, TCP/HTTP는 무거움, 저렴하고 경량 프로토콜 필요
[특징] 1)제약환경 적합 : 저전력,고손실 N/W, 소용량, 소형노드에 특화된 웹전송 프로토콜 2)UDP기반 : 보안위한 DTLS 사용가능 3)신뢰성/비신뢰성 전송 가능 : 신뢰성(CON,ACK), 비신뢰성(NON)
[프로토콜 스택]
- Application : CoAP REST(HTTP방식 사용), CoAP Transactions(동기,비동기)
- Transport : DTLS, UDP
- Network : 6LowWPAN
Ad-hoc
[정의] 고정된 유선망을 가지지 않고 이동 호스트(Mobile Host)로 이루어져 통신되는 네트워크 모델
[특징] 분산 운영, 저전력 기기 운용, Dynamic 네트워크
