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  1. 2016.08.02 6LoWPAN
  2. 2016.05.04 Zigbee
  3. 2015.10.30 단답형>블루투스 LE(Low Energy)
  4. 2015.10.29 단답형>Z-wave
  5. 2015.09.03 WBAN
  6. 2015.09.03 UWB
  7. 2015.09.03 Wireless PAN
  8. 2015.09.03 Bluetooth
  9. 2015.09.03 PLC 2
  10. 2015.09.03 Home Network 기술 4종류 이상

1. 개요

 - 6LoWPAN(IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Network)

 - 802.15.4 기반의 센서 네트워크 위에서 인터넷 프로토콜을 사용하기 위한 기술

 - 일반적으로 WSN(Wireless Sensor Network)의 특징들을 모두 가지고 있으며 추가적으로 Adaption Layer를 도입함으로써 이미 널리 구축되어 있는 IP 네트워크 인프라를 이용

 

2. 특징

가. 802.15.4의 특징

  - 전송 속도:250kbps

  - 토폴리지: Star, Tree, Mesh

  - 주소: 16bit, 64bit

 

 나. 6LoWPAN의 특징

  - 128bit의 주소체계 사용

  - 127byte의 패킷 한계와 IPv6를 지원하기 위해 헤더 압축 기술, 단편화/재조립 방법, 주소 자동 설정 등을 정의

 

3. 계층 구조

 

4. 6LoWPAN 구성

 

 

 

5. 6LoWPAN 장점

 - 이미 구현되어 있고 다양한 매커니즘들이 입증되어진 IP 네트워크를 이용할 수 있음- 신뢰성

 - 기술이 공개되어 있어 자유롭게 설치 및 운용이 가능

 - 확장된 주소 사용으로 주소 고갈 문제 해결

 - 각 센서 노드에 직접적 접근 가능

 - 물리적 거리와 대량의 무선센서 네트워크를 구성하는데 용이-확장성

 

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1. 개요

 - IEEE 802.15.4는 LR-WPAN(저속 무선 개인용 네트워크) 표준화 연구

 - 블루투스보다 낮은 20~250kbps의 낮은 전송속도와 저가, 저전력 응용에 적합한 간단한 구조의 무선통신을 지향 

 - ZigBee는 802.15.4의 상위계층 설계를 위해 결성

2. 규격

 

3. 특징 비교

 

4. Zigbee 응용

 - 지능형 홈 네트워크

 - 빌딩 및 산업용 기기 자동화

 - 휴먼 인터페이스

 - 군사 등 다양한 유비쿼터스 컴퓨팅환경에 응용

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1. 블루투스 LE(Low Energy)

 - 블루투스는 WPAN(IEEE802.15.1) 계열로 근거리 무선통신기술임

 - 블루투스는 음성, 데이터 전송이 가능한 표준임

 - 최근 사물인터넷(IoT) 이슈로 저전력 블루투스 기술을 발표함

 

2. 블루투스 4.0

 가. 기술특징

    - 소량의 데이터 전송에 적합

    - 적은 크기와 적은 비용의 장치

    - 저에너지 기술 적용

    - 기술 규격

나. 응용

    - 스마트 조명, 가전제품 등 스마트 홈 기술

   - 테블릿 PC와 장비 연동의  산업 자동화 기술 

   - 헬스케어 와 피트니스 등 U-Healthcare 기술 

   - 위치인식, 도난방지, 근접인식등 위치인식 기술

 

3. 비교

http://www.slideshare.net/fullscreen/Devgear/20150811-deepdive/55

 

 

 

BTLER3.pdf

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1. 개요

2. Z-Wave 기술

  가. 구성도

  나. 기술 규격

  다. 응용

3. 기술비교 

 

1. 개요

- 젠시스가 주축이 된 Z-Wave Alliance에서 제정한 홈오토메이션 무선 전송방식 표준

- Z-Wave는 가정 자동화와 센서 네트워크와 같은 저전력과 저대역폭을 요구하는 장치를 위한 무선통신 프로토콜임

- 저전력 근거리 무선통신 프로토롤에는 IEEE802.15.3(Zigbee), Z-Wave, 블루투스 LE, 인스테온(Insteon), 웨이트러스(Weightless) 등이 있음

- 스마트홈의 핵심기술로 부상

 

 

2. Z-Wave 기술

  가. 구성도

     - Z-Wave gateway를 통하여 브로드밴드에 접속

     - 브로드밴드에 접속되어 있는 단말로부터 온 Z-Wave control 신호를 각 Z-Wave module로 전달 

     - 메쉬네트워크 구조임

 

http://l3homeation.com/how-does-home-automation-works-2/how-it-works-3/

 

  나. 기술 규격

     - 주파수 대역: 900㎒ 대

     - 전송속도: 9600bps, 40kbps의 전송속도를 갖는 무선 RF 기술로

     - 변조방식: GFSK

     - 통신거리: 30m 이내

     - 최대 호스트 수: 232개 

 

  다. 응용

     - 홈오토메이션

     - 센서네트워크

     - ZigBee 대비 저가격, 애플리케이션이 쉬움

 

3. 기술비교  

http://brad2014.tistory.com/230

 

 

 

 

http://cafe.daum.net/impeak/Pthm/1?q=%C1%A4%BA%B8%C5%EB%BD%C5%B1%E2%BC%FA%BB%E7&re=1, 박종규 기술사님 자료

http://brad2014.tistory.com/230

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1. 개요

2. WBAN 요구사항 

3. WBAN 무선통신 방식

4. WBAN 프로토콜 스택

5. 기존의 IEEE 802.15 표준과 BAN 비교

6. 맺음말

 

 

 

1. 개요

  - WBAN은 인체를 기준으로 하여 인체내부 및 인체로부터 3미터 이내의 무선통신으로 정의됨

  - WBAN은

            가전기기(Comsumer Electronics)들 간의 통신을 목적으로 하는 비의료용 분야

            인체 내부에 이식되어 인체내부의 건강상태에 대한 모니터링을 위한 인체이식형 무선기기

            인체외부 3미터 이내에서 의료용 센서로부터 송수신하는 인체외부 장착형기기

  

  - 기존 WPAN 기술로 구축하자는 의견도 있었으나 전자파의 인체 영향 및 생명과 직결되는 중요한 정보의 신뢰성 확보 문제로 별도의 WBAN으로 논의

  - IEEE 802.15 TG6에서 표준화 수행 중

 

2. WBAN 요구사항

 

 

3. WBAN 무선통신 방식

 가. 협대역 방식

    - MICS(Medical Implant Communication)에 적용

    - 402~405MHz 주파수 대역을 이용하여 25㎼의 전력한계를 갖고 있으며 300kHz 대역폭을 전체 10개의 채널로 분할하여 사용

 나. 광대역 방식

    - ISM, USB 대역 중심

    - 초고속 전송을 위하여 2GHz를 사용하므로 인체 내부용으로는 전파 감쇄 특성이 커지므로 인체외부 통신을 위해 사용될 것으로 예상

 

4. WBAN 프로토콜 스택

  가. 전송 계층(OSI 1~4계층)

     - 인체 채널 모델, 인체에 미치는 영향이나 간섭 등을 고려하여 별도의 WBAN MAC/PHY 기술이 부각

     - 개인의 건강 정보를 전달하기 때문에 높은 보안성, 확장성, 저전력, QoS지원 등울 요구  

   나. 응용 계층

     - 다양한 응용 서비스 나올 수 있음

     - 심전도 측정

     - 인공심박 조율기

     - 무선 내시경

     - 엔터테인먼트

 

5. 기존의 IEEE 802.15 표준과 BAN 비교

 

 

6. 맺음말

 - WBAN에 대한 용도로 의료 용이 가장 많기 때문에 안전성과 신뢰성 있는 통신의 확보와 더불어 수년동안 인체에 이식해야 되는 저전력성이라는 특성으로 인해 IEEE 에서 WBAN 표준화를 별도 추진하고 있음

 - 현재 각국 간의 표준화 선점작업이 치열하게 진행

 

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1. 개요

2. UWB의 원리

 2.1 협대역/광대역 방식 

 2.2 초광대역 방식

3. UWB 규격 및 비교

4. UWB 특징



1. 개요

 - 기존의 스펙트럼에 비해 매우 넓은 대역에 걸쳐 낮은 전력으로 대용량의 정보를 전송하는 무선통신 기술

 - UWB(Ultra Wide Band:초 광대역) 무선기술은 디지털 부호 정보를 Nano Second 이하의 매우 짧은 폭을 가지는 Impulse 신호로 변환해서 무선으로 전송하는 기술

 - 광통신과 같은 수백 Mbps의 초고속통신이 가능하며, 매우 낮은 송신전력의 사용으로 장기간 배터리 사용 가능, 송/수신 장치도 획기적으로 소형화할 수 있어 기존의 무선통신 한계를 극복할 수 있는 기술로 기대되고 있음

2. UWB의 원리

 2.1 협대역/광대역 방식 

      - 기존의 변조방식은 협대역 및 광대역 방식이였음

      - 대역폭이 중심주파수의 1%보다 작으면 협대역(Narrow Band), 1%이상 25%미만이면 WB(Wide Band, 3G cellular 기술), 25%이상이면 UWB

      - 정현파는 어느 특정주파수에서만 큰 값을 가짐


  2.2 초광대역 방식

      - 디지털 정보를 Nano Second 이하의 매우 짧은 폭을 가지는 Impulse 신호로 변환해서 무선으로 전송하는 기술(임펄스를 발생하여 전송한 것을 수신하여 처리하는 방식)

      - 주파수 축상에서 보면 수 GHz(3.1 to 10.6GHz)에 걸쳐 초광대역을 갖는다

      - 디지털 정보는 펄스의 극성과 위치에 의해 부호화된다

      - 반송파, 즉 정보를 변조하는 코사인파를 이용하지 않음(Carrierless)

  2.3 The Transition from narrowband to sideband and Ultra-wideband in the time and frequency


3. UWB 규격 및 비교

  - 주파수 3.1~10.6GHz(USA Spec), Bandwidth 7,500MHz

  - 출력이 -41dBm/MHz로 제한, 다른 가전기기 EMI 노이즈 레벨의 1/500 수준

  - 전송속도: 480Mbps

  - 전송거리 10m

  - 용도: PC의 대용량 데이터를 프린터에 고속전송/인쇄, HDTV 동영상을 PC에 전송/저장, 디지털 카메라로 찍은 정지화상을 프린터로 전송

  - 타기술과 비교             

  Distance range(m)  Frequency  Channel width  Throughput 
 UWB Up to 50  3.1 to 10.6GHz  The same  Hundreds of Mbps
 802.11b 100  2.4GHz  80MHz  Up to 11Mbps
 802.11a 50  5 GHz  200MHz  Up to 54Mbps 
 Bluetooth 10  2.4GHz    UP to 1Mbps 


4. UWB 특징

  가. 송수신기의 소형화, 저전력화, 저가격화

     - 기존의 무선통신 방식은 heterodyne 방식을 이용하는 반면에 UWB 시스템은 기저대역에서의 직접 변환에 의한 homodyne방식을 사용하므로 협대역 통신방식과 달리 송/수신기에서의 주파수 천이 과정이 필요치 않으므로 상대적으로 구조 간단

     - 송/수신기 구조 비교


 나. 높은 주파수 전송량

    - 기존 시스템보다 더 낮은 비용과 전력 소비로 훨씬 넓은 주파수 대역을 이용하여, 높은 spatial capacity를 제공할 수 있다

 다. 멀티패스에 강인

    - UWB 시스템은 매우 짧은 펄스(수십 pico~ 수 nano)를 이용하여 통신을 하기 때문에 직접파와 반사파의 경로 도달거리가 조금만 차이가 나도 두 신호는 서로 구분 가능, 상호 간섭을 야기하지 않게 된다.

 라. 기존 협대역 시스템과의 주파수 공유

   - 저전력의 송신전력을 넓은 대역에 걸쳐서 송신하기 때문에 협대역 시스템 관점에서 UWB 전력 스펙트럼을 보면 기저 대역 잡음과 같이 보임, 그러므로 기존 협대역 시스템에 심각한 장애를 야기하지 않고 동일 대역을 공유할 수 있음


 마. 정밀한 위치 인식 및 추적이 가능

    - 매우 짧은 펄스를 이용한 Radar 시스템에서 진화하여 통신에 적용된 방식으로 짧은 펄스에 의한 분해능을 이용하여 Centimeter level의 정밀도를 구현할 수 있음


<References>

http://ixbtlabs.com/articles2/uwb/

http://www.ausairpower.net/AC-0900.html

http://www.vlsiegypt.com/home/?p=518

http://flylib.com/books/en/4.101.1.16/1/

http://www.kumnong.co.kr/wwwboard-3.0.1/data/kumnote/kgy_UWB.pdf

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1. 개요

2. WPAN의 특징

 

3. IEEE802.15.1(Bluetooth)

  3.1 개요

  3.2 특징

  3.3 추가적인 표준화작업

4. 802.15.2(Coexitence between WPAN and WLAN)

5. IEEE802.15.3(HR-WPAN)

  5.1 개요

  5.2 특징 

  5.3 추가적인 표준화 작업

6. IEEE802.15.4(LR-WPAN)

  6.1 개요

  6.2 기술적 특징

  6.3 Zigbee

       6.3.1 개요

       6.3.2 표준화 추진 단체(업계 컨소시엄) : Zigbee Alliance

      6.3.3 기술적 특징

  6.4 추가적인 표준화 작업

       6.4.1 802.15.4a

       6.4.2 802.15.4b

7. 802.15.5(WPAN Mesh Network Task Group) 

8. 기술간의 특징 비교

 

 

 

1. 개요

 - 무선  WPAN은 10m 이내의 짧은 거리에 존재하는 컴퓨터와 주변기기, 휴대폰, 가전제품 등을 무선으로 연결하여 이들 기기간의 통신을 지원함으로써 다양한 응용서비스를 가능하도록 함

 - 기존의 WLAN과 다르게 저전력 소비와 단순한 구조를 가지면서 개인 영역에서 무선접속을 제공할 수 있는 표준을 제정하기 위해 IEEE802.15 WG(Working Gruop)이 만들어졌음

 - 개인 영역에서 무선 접속을 제공하기 위한 물리 계층과 데이터링크 계층의 표준 규격을 제정하는 것임

 - 802.15.1~5까지 5개의 WG들이 있음

 

 

2. WPAN의 특징

 - 짧은 도달거리

 - 작은 크기

 - 저전력

 - 사용 편의성(즉 사용자가 기기를 가지고 WPAN 영역에 접근하면 자동적으로 동기화 됨)

 - 통화간섭이 적음

 

3. IEEE802.15.1(Bluetooth)

  3.1 개요

       - 802.15.1은 중속의 WPAN으로 주로 음성급 QoS를 필요로하는 이동전화/PDA와 같은 생활 가전을 위한 IEEE802 표준화 규격

 

  3.2 특징

       - Bluetooth를 기반으로 표준화함

       - V1.0B의 규격에 따른 Bluetooth의 사양은 다음과 같다

     

   

 

  3.3 추가적인 표준화작업

     - 블루투스 버전 1.0B 발표된 이후 AFH(Adaptive Frequency Hopping)를 적용된 버전 1.2 발표

     - 데이터 전송속도를 최고 3배로 향상시킨 2.0+EDR(Enhanced Data Rate)이 나옴

     - 기존의 전송속도를 2~3배로 향상시켰지만 여전히 스트리링 서비스등과 같은 고속데이터의 전송에는 한계를 보임, 이 한계를 극복하기 위해 기존(EDR)보다 8배 이상 향상된 버전 3.0+HS(High Speed)이 발표됨

     - 2010년 6월 Low Energy 기술이 탑재된 블루투스 버전 4.0을 발표(초저전력 응용기술인 Wibree 기술을 블루투스 규격으로 흡수)

     - 블루투스 4.0 주요 특징

       가. 극히 적은 피크전력, 평균전력 및 대기 전력

       나. 동전 모양의 배터리로 수 년간 작동할 수 있는 역량

       다. 저비용

       라. 다수 업체간의 상호호환성

       마. 길어진 송수신 거리

     - 버전 4.0을 사용할 경우 전력소비를 급격하게 줄일 수 있어 스포츠, 헬스케어, 센서, 기기제어 등에 사용가능한 싱글모드 제품뿐만 아니라 기존 블루투스와 저에너지 기술이 동시에 존재하는 듀얼모드 제품을 만들 수 있다.

 

4. 802.15.2(Coexitence between WPAN and WLAN)

  - WPAN과 WLAN이 2.4GHz의 동일 대역을 사용함으로 인한 문제의 해결이 절실

  - TG2에서는  WPAN과 WLAN간의 간섭효과를 정량화하는 상호공존 모델의 개발이라는 목표를 가지고 연구를 추진 중

 

5. IEEE802.15.3(HR-WPAN)

  5.1 개요

      - IEEE802.15 산하 IEEE 802.15.3 위원회의 HR-WPAN 기술은 A/V 가전기기 사이의 무선통신으로 20Mbps 이상 최대 55Mbps까지의 고속의 전송속도를 지원하는 표준화 기술

      - 2003년 3월 결성

  5.2 특징 

      - TDMA 방식

      - 50m 이내에서 2.4GHz ISM 대역을 이용하여 20Mbps(최대 55Mbps)이상 지원

      - 최대 55Mbps의 고속 데이터 속도를 요구하는 응용(디지털 카메라, 캠코더 등)에서 무선으로 연결된 저가형 통신 네트워크를 지향, OoS 지원

      - 등시성 및 Ad-hoc 망이 가능토록 프로토콜을 개발

      - Single carrier 방식, 15MHz Bandwidth, Trellis coding

 

 

 참고>

 ※ 등시성이란?

    데이터들 간에 일관성있게 일정한 시간 간격을 유지하며 전송시키는 것, 등시성이 유지되지 못하면 화면이 흔들리거나 음성이 불규칙하게 들리게 됨

 

   5.3 추가적인 표준화 작업

       - 동영상, 이미지, MP3 파일 등의 대용량 멀티미디어 데이터를 보다 효율적으로 지원하기 위해서 Task Group 3a에서는 새로운 physical layer 기술인 UWB(Ultra-Wideband)를 도입하여 근거리에서 480Mbps 이상의 초고속전송을 위한 표준 제정 노력을 진행

       - MultiBand-OFDM(MB-OFDM)과 Direct Sequence-UWB(DS-UWB), 두 기술사이에서 표준화 도출 실패(2006년 1월 활동 중단 선언)

   

6. IEEE802.15.4(LR-WPAN)

  6.1 개요

      - 저속, 저가, 저전력 응용에서 무선으로 연결되는 간단한 구조의 통신 네트워크 지향

      - 저속 무선 개인용 네트워크를 의미하는 Low Rate-WPAN(LP-WPAN)으로도 불리움

  6.2 기술적 특징

      - 다중접속: CSMA/CA

      - 기기연결: 255개

      - 도달거리: ~10m

      - 통신속도 ≤ 0.25 Mbps(250kbps)

      - 무선방식: DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)

      - 사용 주파수 대역

        가. 저주파수 대역

            - 유럽 868MHz~868.6MHz: 1채널(20kbps)

            - 북미 915MHz(902~928MHz): 10채널(40kbps)

        나. 고주파수 대역

            - 2.4GHz ISM 대역(2.4~2.4835GHz) : 16채널(250kbps)

      - 전력소모: 초저전력형

      - 네트워크 구조: 성형, 메쉬형, 클러스터, Peer to Peer 등


   6.3 Zigbee

       6.3.1 개요

             - Zigbee는 초소형, 저가, 저전력, 저속, 사용이 용이한 무선 센서 네트워크(WPAN)를 구축하여 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 지원하기 위한 기술명 또는 표준화 단체

      6.3.2 표준화 추진 단체(업계 컨소시엄) : Zigbee Alliance

             - 802.15.4에서 표준화한 PHY 및  MAC 계층 규격을 기반으로 그 상위 계층에서의 네트워크 구조, 라우팅, 보안 등에 대한 표준화 추진

             - Zigbee 및 802.15.4 역할 구분 관계

 


       6.3.3 기술적 특징

             - 주파수 대역: 2.4GHz

             - 변조방식: DSSS

             - 전송속도: 20~250Kbps

             - 다원접속방식:CSMA/CA

             - 주로 반경 30m 내에서 250Kbps의 속도로 데이터 전송   


   6.4 추가적인 표준화 작업

       6.4.1 802.15.4a

              - 위치인식 저전력 센서 네트워크 표준화 그룹

              - 2007년 3월, 실내 1m 이하 정밀도의 무선 측위 및 통신 기능의 융합 시스템 표준화

              - 802.15.4a에서 저속 위치인식 WPAN의 PHY로 저속 UWB 및 CSS(Chirp Spread Spectrum) 기술이 채택

       6.4.2 802.15.4b

              - 현재의 PHY/MAC 계층의 기술 강화 목적

 

 7. 802.15.5(WPAN Mesh Network Task Group) 

    - IEEE 802.11s와 같이 WPAN을 대상으로 Mesh Network를 연구하는 그룹 


8. 기술간의 특징 비교

 

 

 

 

http://cafe.naver.com/bwys/221

http://cafe.naver.com/busanjungang/1775

http://www.tta.or.kr/data/weekly_view.jsp?news_id=856

http://www.comlab.hut.fi/opetus/4210/presentations/25_wpan.pdf

http://www.intechopen.com/download/get/type/pdfs/id/17460

http://networklab.csie.ncu.edu.tw/CommEduProj2/powerpoint/0815-02.pdf

http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=3355&m_search=802.15.3

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1. 개요

2. 블루투스 규격

3. 타기술과의 비교

4. 블루투스의 진화

5. 전망

 

1. 개요

  - 근거리에서 기기 간에 저전력으로 무선통신을 하기 위한 표준

  - 휴대용 장치간의 양방향 근거리 통신을 복잡한 케이블 없이 저가격으로 구현하기 위한 근거리 무선통신 기술

  - 1994년 에릭슨의 이동통신그룹 휴대폰과 주변기기들간의 소비전력이 적고 가격이 싼 무선 인터페이스를 연구하기 시작, 1998년에 에릭슨, 노키아, IBM, 도시바, 인텔로 구성 Bluetooth SIG가 발족, 블루투스 표준화 진행


2. 블루투스 규격

  - V1.0B의 규격에 따른 Bluetooth의 사양은 다음과 같다



  - 2.4GHz 대역의 ISM(Industrial Scientific Medical) 대역(2.402GHz~2.480GHz)

  - 각 나라마다 조금씩 차이는 있지만 미국과 유럽의 대부분의 나라들은 83.5MHz의 주파수 밴드를 사용하고 79개의 채널을 각각 1MHz의 스페이스를 두고 사용 중 

  - 1Mbps의 전송 속도(실제 721kbps)

  - 저소비전력(대기상태 0.3mA, 송수신시 최대 30mA)

  - 전송거리 10m 및 option으로 100m까지 가능

  - Class 1,2,3의 송신 파워(각 100mW, 2.5mW, 1mW)

  - 변조방식: GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying)

  - 3채널의 voice 지원

  - Point to Point, Point to Multi 방식의 연결 가능, 1개의 마스터 유니트와 최대 7개의 Slave unit로 구성되어 있는 piconet은 ad-hoc 형태로 연결

  - Scatternet은 이런 피코넷들이 한 슬레이브 유니트를 공유하면서 통신 범위를 확장한 형태


  - 기본적으로 1호핑 슬롯(625㎲=1/1600초)를 단위로 하여 TDD(Time Division Duplex)로 송수신을 한다

  - 데이터 전송 및 수신에 있어서 Master는 항상 짝수 슬롯을 사용하고 Slave는 항상 홀수 슬롯을 사용



3. 타기술과의 비교

구분  무선랜  블루투스  UWB  무선 1394  ZigBee   Home RF
 주파수대역(GHz) 2.4  2.4  3.1~10.6  3.1~10.6  860/900MHz, 2.4  2.4 
 속도(Mbps) 54  480  480  ~250Mbps  10Mbps 
 전송거리(m) 50  10  10  10  50   50
 변복조 DSSS  FHSS  OFDM  OFDM  DSSS  FHSS
 특징  데이터 전송 Ad Hoc
음성채널 3 
A/V 전송  A/V 전송  데이터 전송  PC 기반 
음성 채널 6   


4. 블루투스의 진화

   - 블루투스 1.0(721Kbps)은 속도는 낮지만 거추장스러운 선을 없애을 있었으므로 휴대폰과 핸즈프리로 성공

   - 무선헤드폰이나 pc의 입력도구들을 대체하는 기술로 영역을 넓히기 시작하면서 전송률이 중요한 이슈가 됨

   - 그런 시기에 등장한 것이 블루투스 2.0(EDR: Enhanced Data Rate, 최고 속도 3Mbps), 무선랜에 비해 매우 느린 편이지만 음악이 끊어지지 않을 정도로 전송 가능

   - 블루투스 3.0에서는 스트리링 서비스등과 같은 고속데이터의 전송의 한계를 극복하기 위해 속도를 높이는데 주안, 최고 24Mbps까지 지원, 하지만 전력소비량이 늘어났기 때문에 시장에서는 2.1을 고집(전력을 적게 쓰면서 액세서리들이 필요로 하는 수준의 속도는 충분하기 때문)

   - 3.0은 전송속도가 빨라졌지만 전력 소모가 많아 대중화에 실패, 시장에서는 빠른 속도의 블루투스가 아닌 저전력의 블루투스를 기대

   - 2010년 Low Energy 기술이 탑재된 블루투스 버전 4.0을 발표, 속도가 더 빨라지진 않았지만 건전지 하나로 1년씩 통신할 수 있는 수준으로 전력 소비를 줄임

 

 

5. 전망

   - 2014년 블루투스 4.2 발표됨, 더욱 빨라진 전송 속도, 사물인터넷을 위한 연결성 강화(IPv6), 개인 정보 보호 개선

   - 빠른 속도의 무선은 와이파이란 대체 기술이 있음, 블루투스는 자연스레 전력 소비를 줄이면서 효율적인 통신을 하는 데 집중.

   - 블루투스는 단순히 USB 포트나 오디오 선을 대신하는 것이 아니라 기기간에 정보를 주고 받는 사물인터넷의 핵심 기술로 진화하려고 함

   - 현재 사물인터넷엔 Zigbee라는 통신 규격이 많이 쓰이고 있다. 전력을 적게 쓰고 안정성이 뛰어나지만 250kbps정도로 속도가 낮다.

   - 블루투스는 기기간 데이터 전송이 늘어나면 사물인터넷의 핵심 역할을 맡게 될 것으로 자신

 


 



<References>

http://www.westech.co.kr/board/data/information/1164708460_information7.pdf?PHPSESSID=3b8f56a8b79da098c74b2e19376a3572

http://www.bloter.net/archives/153835

http://www.ktechno.co.kr/techgisa/bluetooth/

http://www.tta.or.kr/data/weekly_view.jsp?news_id=3345

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1. 개요

2. 통신 원리

3. 전력선 통신(PLC) 구성 개념

4. PLC 구분

 4.1 사용 주파수에 의한 분류     

 4.2 사용 영역에 의한 구분 

5. 전력선통신의 장단점

 5.1 장점

 5.2 단점

6. 모뎀 개발 동향

7. 결론 및 동향

 

 

 

 

1. 개요

  - 전력선 통신(PLC:Power Line Communication)은 전력선을 매체로 하여 전력선의 전원파형(60Hz)에 디지털 정보를 실어서 전송하는 통신방식

2. 통신 원리

  - 전력선을 통신선으로 사용하여 전원과 통신신호를 다중화하여 동시에 전송(FDM의 원리)

  - 전원(60Hz)+통신신호(수십kHz~수MHz, 고주파신호)


3. 전력선 통신(PLC) 구성 개념

 

 


 - AC220 또는 100V 저압 전력선을 사용하는 가정은 건물 외부의 변압기에서 옥내의 분전반을 거쳐 콘센트를 통해 전력을 공급받음

  - 최종 사용자는 PLC modem을 플러그를 통해 콘센트에 연결, 이는 다시 분전반에 위치한 PLC 게이트웨이에 연결되고 최종적으로 변압기에 위치한 PLC router를 거쳐 인터텟 백본에 연결됨으로써 인터넷 접속이 가능함

  - PLC router: 인터넷 백본망과 연결하기위해 전주에 설치되는 장비

  - PLC modem: 전기신호를 통신신호로 변/복조하는 장치


4. PLC 구분

 4.1 사용 주파수에 의한 분류     

구분  저속 PLC 고속 PLC 
속도  ~9600bps  1Mbps 이상 
주파수  10~450kHz   2~30MHz
용도   - 홈네트워킹, 홈오토메이션
 - 수용가 원격검침, DLC(Direct Load Control)
- 고속일수록 광대역이 소요됨 
- 고속 가입자망

 

 

 4.2 사용 영역에 의한 구분 



5. 전력선통신의 장단점

 5.1 장점

     - 별도의 통신선로 불필요(저렴한 설치비용)

     - 설치가 용이

     - 콘센트를 이용하여 간편하게 접근 가능

     - 다양한 응용시장 하부 네트워크 가능

 5.2 단점

     - 제한된 전송 전력

     - 높은 부하 간섭과 잡음

     - 가변하는 신호 감쇄 임피던스 특성

     - 주파수 선택적 특성

     - 표준화 부재

     - 국가마다 다른 전력 계통 구성

6. 모뎀 개발 동향

7. 결론 및 동향

  - PLC는 기술적, 경제적인 측면에서 절대적 비교우위를 확보하지 못하나 가입자망 구성을 위해 신규 선로 포설이 어렵고, 한 변압기에 수용된 가구수가 많을 경우 경제성이 있을 것임

  - 완전한 고속 Access용 PLC는 아직 상용화된 곳이 없으며 기존 가입자망 기술의 적용이 불가능한 지역, 전화 보급율이 낮은 개발도상국의 전화 서비스등에는 제한적으로 활용될 수 있을 것으로 예상

  - 미국의 경우 홈네트워크를 지향하고 있고 2~3년 후 정보가전 시장이 커질 경우 홈 네트워크의 한 가지 기술로 위치를 확보할 것으로 예상됨

  - 전력 IT의 활성화를 촉진할 수 있는 가입자망으로 기대됨

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1. 개요

2. Home Network 구현 방식

  2.1 유선 홈네트워크 기술

      2.1.1 Home PNA(Phoneline Networking Alliance)

      2.1.2 IEEE1394

      2.1.3 USB

      2.1.4 PLC(Power Line Communication)

  2.2 무선 홈네트워크 기술

      2.2.1 WLAN(IEEE802.11a~n)

      2.2.2  블루투스(Bluetooth, 802.15.1)

      2.2.3 UWB(Ultra-WideBand, 802.15.3a)

      2.2.4 저속UWB(Ultra-WideBand, 802.15.4a)

      2.2.5 Zigbee(802.15.4)

      2.2.6 무선 1394 기술

  2.3 기술 비교


1. 개요

 - 홈네트워킹이란 가정 내의 모든 기기를 가정 내의 통신망으로 묶어서 정보를 공유하고 제어하는 시스템을 말함

 - 크게 유선과 무선 홈네트워킹 기술로 나누어 볼 수 있음

 - 유선에는 Home PNA, PLC, IEEE1394, USB 등이 있으며 무선에는 블루투스, UWB, Wireless 1394, Zigbee, Home RF, IrDA, WLAN 등이 있음

2. Home Network 구현 방식

  2.1 유선 홈네트워크 기술

      - 유선 홈네트워크 기술은 전화선을 이용하는 Home PNA, 고속의 AV 멀티미디어 데이터 전송을 위한 IEEE1394, 가정내에 배선된 전력선을 이용하는 PLC 등 다양

    2.1.1 Home PNA

           - 기 설치된 전화선을 이용하여 가정내의 각종 정보통신기기와 정보가전기기들을 네트워크로 연결하여 일괄제어 및 관리를 수행하기 위한 네트워크 솔루션

           - 전통적인 이더넷과 동일한 기본 전송기술(CSMA/CD)을 사용하므로 IEEE 802.3 Ethernet 네트워크와 ISDN 등과 완벽하게 호환

           - 전화선을 이용 100Mbps의 전송속도로 홈네트워크를 구성

           - 설치된 전화선을 이용하므로 비용 저렴

           - 일반 전화와 Data전송에 사용되는 주파수 스펙트럼(2MHz 이상)이 서로 다르므로 간섭 없이 동시에 이용 가능

HomePNA.pdf

출처: http://plugtek.com/networking-comparison-tutorial.shtml


    2.1.2 IEEE1394

           - Apple사와 텍사스 인스트루먼트사가 공동으로 개발한 직렬전송 버스 규격(코드명 FireWire)

           - 컴퓨터에 사용되는 수많은 주변기기가 서로 호환되지 않는 점을 보완하기 위해 개발

           - IEEE1394a는 디지털 비디오 캠코더, 고해상도 프린터 그리고 스캐너 등 기기 간에 고화질, 대용량 데이터 전송

           - IEEE1394b는 IEEE1394a 표준에서 기능을 추가하여 만든 표준

           - 최대 63개의 단말기 접속이 가능하고, 3.2Gbps까지 전송 가능

            

     2.1.3 USB

           - USB(Universial Serial Bus) 는 범용 직렬 버스

           - 인텔, MS, IBM 등 7개사가 공동으로 제안한 주변기기 접속 인터페이스 규격

           - 키보드, 마우스, 프린터, 스피커 등을 비롯한 주변 기기 등을 PC에 접속하기 위한 인터페이스의 통일을 목적

           - 주변기기등을 최고 127대까지 연결

           - USB 3.0은 2.0보다 10배 빠른 5Gbps의 속도 지원하고 저전력 모드에서 사용 가능


     2.1.4 PLC(Power Line Communication)

           - 이미 구축되어 있는 전력선을 이용하여 데이터를 전송

           - 100kHz~30MHz 사이의 고주파 대역 사용

           - 고주파 필터를 통해 신호를 구분해내는 방식

           - 높은 대역의 주파수를 사용하기 때문에 가전제품에 영향을 끼치지 않음

  Home PNA  IEEE1394  USB  PLC  Ethernet 
 표준 V1/V2/V3  1394a/1394b

V1/V2/V3/V3.1 

지역별  IEEE802.3 
 속도 1/10/100Mbps  0.4/3.2Gbps 

12/480M/4.8G/10Gbps 

~10Mbps 10/100Mbps 
 전송거리 150m  4.5/100m  30m  100m  100m 
 노드 수 25개  63개 127개    1024개 
 접속기기 PC,전화, printer  A/V 기기
PC 주변기기 
PC 주변기기  HA(Home Automation)
통신기기 
PC, 프린터 
 미디어 전화선  구리선(1394a)/광케이블(1394b)  케이블  power line  UTP 


  2.2 무선 홈네트워크 기술

                                     


        2.2.1 WLAN(IEEE802.11a~n)

             - 가정이나 사무실에서 초고속 무선인터넷 서비스 제공

             - IEEE802.11b: 2.4GHz, 11Mbps

             - IEEE802.11a:  5GHz, 54Mbps

             - 전송거리: 50~100m 내외


IEEE 802.11

IEEE 802.11b

IEEE 802.11g

IEEE 802.11a

IEEE 802.11n

Freq

2.4GHz

5GHz

최대전송속도

2Mbps

11Mbps

22~54Mbps

54Mbps

300Mbps

전송범위

100m

100m

100m

100m

100m

전송 방식

FHSS

DSSS

OFDM

OFDM

MIMO-OFDM

Media Access Control

CSMA/CA



http://ironbark.xtelco.com.au/subjects/DC/lectures/22/

 

        2.2.2  블루투스(Bluetooth, 802.15.1)

             - 휴대용 장치간의 양방향 근거리 통신을 복잡한 케이블 없이 저 가격으로 구현하기 위한 근거리 무선통신 기술

             - 2.4GHz 주파수 대역 사용, 1Mbps 전송 가능(ver3.0 20Mbps 지원가능), 10m이내 근거리 통신 지원

             - 용도: 무선 헤드셋, 무선 마우스/키보드

             - 대역폭 1MHz에 채널 79개를 설정하여, 초당 1600회씩 채널을 바꾸는 주파수 호핑방식으로 기기간의 간섭방지에 유리

             - 네트워크당 7개 장치 연결 가능(Zigbee:255개)

      

      2.2.3 UWB(Ultra-WideBand, 802.15.3a)

              - 기존의 스펙트럼에 비해 매우 넓은 대역에 걸쳐 낮은 전력으로 대용량의 정보를 전송하는 무선통신 기술

              - 용도: PC의 대용량 데이터를 프린터에 고속전송/인쇄, HDTV 동영상을 PC에 전송/저장, 디지털 카메라로 찍은 정지화상을 프린터로 전송

              - 주파수 3.1~10.6GHz

              - 전송속도: 480Mbps

              - 전송거리 10m

               

      2.2.4 저속UWB(Ultra-WideBand, 802.15.4a)

             - 초광대역 스펙트럼을 갖는 순간적인 펄스를 전송하여 물체의 정밀한 위치인식과 거리를 추적하는 기술

             - 1m 이내의 정확도를 갖는 위치 및 거리 정보제공

              - 주파수 3.1~10.6GHz

              - 전송속도: 1kbps

              - 전송거리 30m


      2.2.5 Zigbee(802.15.4)

             - Bluetooth의 단점인 네트워크, 전력 소모, 가격등의 문제점을 개선

             - 네트워크 토폴로지: Star & Mesh Topology, Peer to Peer 

             - 네트워크 당  255개의 디바이스 연결

             - 주파수 : 2.4GHz(OQPSK/16채널/전세계)

                           865MHz(BPSK/1채널/유럽)

                           902~928MHz(BPSK/10채널/미국)

             - 저전력(1mW 미만)

             - 전송속도: 20, 40, 250kbps

             - 변복조방식:DSSS 변조방식

             - 네트워크 액세스: 충돌회피를 지원하는 CSMA-CA

             - 동작범위:30m 이내

             - 단일 배터리 수명 2~3년, 칩 가격 매우 저렴

             - 전등, 가전기기의 on/off 제어

 

     

      2.2.6 무선 1394 기술

             - 디지털 홈 내에 구성된 HDTV, 디지털 캠코더, Home Theater 등의 디지털 가전기기들을 하나의 무선 네트워크로 연결함으로써 제어신호뿐만 아니라 고품질 오디오 및 비디오 신호들을 모든 방에 전송할 수 있게 해주는 기술

             - 무선1394기술은 유선영역을 IEEE1394로 접속하고 무선영역을 UWB로 접속하는 방식

 

  2.3 기술 비교

구분  무선랜  블루투스  UWB  무선 1394  ZigBee   Home RF

 표준화

 802.11

802.15.1   802.15.3    802.15.4  
 주파수대역(GHz) 2.4/5  2.4  3.1~10.6  3.1~10.6  860/900MHz, 2.4  2.4 
 속도(Mbps) 54  480  480  ~250kbps  10Mbps 
 전송거리(m) 50  10  10  10  50   50
 변복조

OFDM 

FHSS  OFDM  OFDM  DSSS  FHSS

 네트워크초기화

 3초 10초     

 30ms

 

 네트워크 프로토콜

비교적

복잡 

매우복잡      단순   
파워  수시간  1주일       1년이상  
 특징  데이터 전송 Ad Hoc
음성채널 3 
A/V 전송  A/V 전송  데이터 전송  PC 기반 
음성 채널 6   
시장에서 사장됨

  - Bluetooth 4.0은 초저전력 + 접속시간을 최소화 시켜 센서네트워크 기술로 발전되고 있음

  - WiFi 기술은 WPAN영역에서 LTE와 함께 접속 속도를 분산할 수 있는 기술로 발전되고 있음



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