유비쿼터스 환경과 기술

■ 유비쿼터스의 개념

<유비쿼터스(Ubiquitous)란?>

  ƒㅇ  ‘도처에 널려 있다’, ‘언제 어디서나 동시에 존재한다’는 어원의 라틴어에서 유래

     - 언제, 어디서나, 누구라도 손쉽고, 편리하고, 안전하게 컴퓨터와 네트워크를 이용할 수 있는 환경을 의미

     - 1988년 미국 제록스 연구소(Zerox PARC)의 마크 와이저(Mark Weiser) 박사가 처음 유비쿼터스 컴퓨팅
        (ubiquitous computing)이란 용어를 사용

  ㅇ 네트워크를 통한 사람, 컴퓨터, 사물의 결합

     - 물리적 공간과 전자적 공간의 연계가 실현된 제3의 공간을 창출

     - 다양한 종류의 컴퓨터가 사람, 사물, 환경 속에 내재되어 있고, 서로 연결되어 필요한 곳에서 컴퓨팅을
       구현할 수 있는 환경

<등장배경>

ƒ  ㅇ 컴퓨팅 기능의 진화

     - 대형컴퓨터 시대(1980년대)
       •  메인프레임(mainframe) 컴퓨터를 중심으로 다수의 사용자가 정보를 공유하는 방식

     - 개인용컴퓨터 시대(1990년대-2000년대)
       •  개인이 사용하는 다수의 PC를 이용하여 유선 인터넷으로 연결된 서버의 정보를 공유하는 방식

     - 유비쿼터스 시대(2005년도 이후)
       •  기존의 컴퓨터 환경과 더불어 도처에 편재하는 지능화된 사물(intelligent object)에 포함된 다양한 정보를 
          사용자가 의식하지 않은 채 무선으로 접속하고 공유하는 방식

  ㅇ 유비쿼터스 혁명

     - 인간이 농업 혁명, 산업 혁명, 정보 혁명을 거쳐 새롭게 도달한 탈공간 혁명

     - IT 기술의 고도화, 통신망의 광대역화, 컨버전스(융합) 기술의 발전, 휴대용 단말기의 확산

<유비쿼터스 컴퓨팅의 특징>

ƒ  ㅇ 네트워크를 통한 접속
     - 유무선 통신망을 통해 모든 기기들이 연결되어 어느 곳에서든지 정보를 얻을 수 있어야 함

  ㅇ 사용자에게 보이지 않는 컴퓨터
     - 주변 환경에 숨어 있는 컴퓨터들의 도움을 받아서 여러 일을 하지만 사용자는 자기 스스로 어떤 일을 했다고
        생각할 정도로 컴퓨터의 존재를 느끼지 못해야 함

  ƒㅇ 현실세계에서 적용되는 컴퓨터
     - 가상공간이 아닌 현실세계의 어디서나 컴퓨터의 사용이 가능해야 함

  ㅇ 상황에 따라 제공되는 정보의 변화
     - 사용자가 누구인지에 따라 또는 사용자가 처한 상황(context)에 따라 컴퓨터가 스스로 제공하는 서비스를
        변화시키는 능력이 요구됨

■ 유비쿼터스의 적용분야

  [가정] 집안의 모든 공간과 가전제품을 인터넷을 통해 연결한 미래형 홈 시스템

      - 홈네트워크(Home Network)

      - 스마트 홈(Smart Home)

ƒ  [교육] 원격 교육과 맞춤형 교육 컨텐츠를 제공하여 언제 어디서나 창의적이고 학습자 중심의 교육과정을 실현

      - U-캠퍼스(U-Campus)

      - U-라이브러리(U-Library)

ƒ  [교통] 무선통신으로 차량과 서비스 센터를 연결한 자동차용 원격정보 시스템과 도로 상황에 따른 안전한 운행이 가능하도록 정보 제공

      - 텔레매틱스(Telematics)

      - 스마트웨이(Smart Way)

  [의료] 노약자나 병자의 생체 상태나 변화를 감지하여 경고하고, 원격진료를 가능하게 하는 시스템

      - U-헬스케어(U-Healthcare)

      - 개인의료상담(PMA: Personal Medical Advisor)

ƒ  [유통/물류] 고객과 상품 및 기업을 네트워크로 연결하고 관련된 기기나 시스템을 지능화하여 최상의 비즈니스 환경을 제공

      - U-상거래(U-Commerce)

      - U-물류(U-Logistics)

ƒ  [정부] 행정서비스 영역을 대폭 확대하고 질적 수준을 제고시키는 차세대 전자정부의 구현

      - U-정부(U-Government)

      - U-국방(U-Defense)

* 홈네트워크(Home Network)

ㅇƒ 개념 :  TV, 냉장고, 에어컨 등 집안의 가전제품과 안방, 부엌 , 거실, 현관 등 집안의 각 공간을 인터넷을 통해
   연결하고, 정보를 전달해 휴대전화 등을 통해서도 작동이 가능토록 하는 미래형 가전시스템

ㅇ 적용 : 사용자는 PDA나 휴대폰으로 집에서 리모콘으로 TV를 조정하듯 외부에서 자신의 집을 모니터링 할 수 있고 퇴근 전에 사무실에서 집안 온도를 조정하고 바깥에서 신호를 통해 밥을 지을 수 있고 건강 검진도 자동으로 받아 볼 수 있게 된다.

ㅇ 기술
   - 유선기술: 홈PNA, IEEE1394, PLC, 이더넷 등
   - 무선기술: 블루투스(Bluetooth), 홈RF, IrDA 등

* 텔레매틱스(Telematics)

ㅇ 개념 :  Telecommunication(통신) + Informatics(정보과학)의 합성어.  자동차를 기반으로 이동통신, 인터넷, 내비게이션 등이 결합된 차량용 원격정보 서비스

ƒㅇ 적용 :  운전자가 무선 네트워크를 통해 차량을 원격 진단하고, 무선모뎀을 장착한 오토 PC로 교통 및 생활 정보, 긴급구난 등 각종 정보를 이용할 수 있으며, 사무실과 친구들에게 전화 메시지를 전할 수 있음은 물론, 음성 이메일을 주고받을 수도 있고, 오디오북을 다운받을 수도 있다.

ㅇ 기술
   - 차량과 서비스 센터를 연결해주는 이동통신 기술
   - 인공위성을 이용한 위치측정시스템(GPS; Global Positioning System)
   - 차량의 진단 및 제어를 위한 자동차 제어기술
   - 차량 정보를 수신하고 연결할 수 있는 단말 기술
   - 안전한 접속을 위한 음성인식 및 합성 기술

■ 유비쿼터스의 핵심기술

<센서(Sensor)>

   - 시청각 정보는 물론 빛, 온도, 냄새 등 물리적/화학적 에너지를 전기신호로 변환

 ƒ  - 수동형(passive)과 능동형(active)으로 구분 (예: 수동형 – RFID, 능동형 – Smart Dust)

   - 최근 RFID(Radio Frequency Identification)가 급부상

<프로세스(Processor)>

ƒ   - 저전력, 소형화된 CPU로 이동성 보장

ƒ   - 운영체제(OS)는 간단한 구조를 가지며, 실시간 처리가 가능해야 함

<통신(Communication)>

   - 사물과 사물, 사람과 사물을 무선으로 연결하는 기술

   - 시시각각 위치가 변화하는 사물들을 동적으로 연결하기 위한 Ad-hoc 네트워크 기술

   - 모든 사물에 주소를 할당하기 위한 IPv6 기술 -> 43억개의 주소 확보가 가능

<인터페이스(Interface)>

   - 키보드, 마우스, 화면 중심에서 음성(억양 등), 동작(제스쳐 등), 문자, 표정 등으로 다양화

   - PDP, LCD 등을 포함한 유비쿼터스 디스플레이로 발전

<보안(Security)>

   - 보안의 취약성 극복을 위해 생체정보, 행동특징 정보 등의 활용 확대