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인터넷 정보가전 산업은 크게 네트워크, 단말/홈서버, 소프트웨어, 응용 및 서비스 등의 분야로 구분할 수 있다. 우선 네트워크 분야는 가정과 외부망(케이블, ISDN, ADSL 등)을 물리적으로 연결하는 기능과 가정내의 다양한 기기를 유무선으로 상호 연결하는 홈 네트워크 기능으로 나눌 수 있다. 홈 네트워크는 가정에서 디지털 정보가전과 초고속인터넷을 연결해 데이터 송수신, 멀티미디어 정보교환, 각종 기기의 제어기능 등을 제공한다. 홈 네트워크는 전화선, 전력선, IEEE1394 등의 유선과 블루투스 등 무선으로 구분된다.
정보가전 단말에는 인터넷에 연결되어 데이터 송수신이 가능한 차세대 가전제품으로 엔터테인먼트기기, 일상생활기기, 사무용기기, 휴대형 정보단말기, 인터넷과 홈 네트워크를 연결하고 서비스를 관장하는 홈서버가 있다. 소프트웨어는 정보가전을 제어하고 연결시키는데 필요한 것으로 운영체제 및 미들웨어로 구분된다.
응용 및 서비스는 인터넷과 가전이 융합해 제공되는 서비스로 에듀테인먼트, 사이버홈, 사이버오피스, 이동정보 서비스 등으로 구분된다. 원격교육, 홈쇼핑, 홈오토메이션, 원격건강검진, 재택근무, 영상회의, 개인정보서비스, 원격 가전제어 등이 대표적인 예이다.
◇홈네트워크=가정을 디지털 네트워크로 연결하는 홈네트워크는 PC 및 정보가전기기간 정보전달과 정보의 공유를 위한 것이다. 그러나 홈네트워크를 구성하는 데는 몇 가지 제약조건이 따른다. 우선, 각종 댁내 통신기기 및 가전 제품이 공통으로 쓸 수 있는 표준규격을 만족해야 하고, 기존 주택의 경우 새로운 댁내 배선을 설치하지 않고 기존 배선을 최대한 활용하여야 한다. 또한 일반인이 손쉽게 인터넷 가전제품을 연결하여 사용할 수 있어야 하며, 사생활 보호를 위한 보안기능 및 안전성이 확보돼야 한다. 그리고 공중망과 분리하여 관리되는 기능이 있어야 하며, 차세대 멀티미디어 네트워크로의 진화가 용이하여야 한다.
이러한 기능을 충족시키기 위해 홈네트워크 분야에서는 여러 단체를 통해 표준화가 진행되고 있으며, 형태도 크게 유선과 무선으로 분류된다. 유선형태의 대표적인 것으로 기존의 전화선을 이용한 홈PNA, PC와 주변기기간 인터페이스인 IEEE1394, USB, IEEE1394b와 전력선 등 다양한 형태가 존재하며, 무선형태로 홈RF, 블루투스 및 IrDA, 와이어리스1394 등이 있다.
홈네트워크는 이같은 각종 기술이 서로 대립하여 경쟁하는 것이 아니라 각국이 보유하고 있는 기반 배선 환경에 기초해 상호 보완 하면서 차세대 댁내 통신 기반으로 점진적으로 전환되어 갈 것으로 보인다. 즉, 방송과 통신 서비스의 결합, 댁내 통신 기반에 디지털 가전기기를 수용하는 다양한 멀티미디어 통신 서비스의 전개, 유선통신뿐만 아니라 단말기의 이동성을 제공하는 이동무선통신이 결합된 유무선 통합 구조로 발전되어 갈 것이다.
◇홈서버=콘텐츠를 저장하고 홈네트워크 상에 분배하는 기기가 주목을 받고 있다. 동시에 마이크로소프트는 소위 포스트PC시대에 대응하기 위해 non-PC 기술을 개발하려던 초기 계획을 변경, e홈 사업부를 출범시키는 등 PC를 가전개념의 미디어 서버 플랫폼으로 만들고 있다.
홈서버가 가져야할 기능에는 개인용 비디오 저장장치(PVR:Personal Video Recoder) 기능, 콘텐츠 캐싱 기능, 비디오 인코딩 및 디코딩 기능, 미디어 인덱스 및 관리 기능, 웹서버 기능, 비디오 분배 기능 그리고 외부 망과 연계된 서비스 전달 기능이 포함되어 있다. 현재 이런 기능들을 포함하고 있는 기기들을 세분화해 보면 엔터테인먼트 서버, 홈PC서버, 신 클라이언트 서버 및 웹/인터넷 서버가 있다.
엔터테인먼트 서버는 액세스 망과 홈네트워크를 연결하는 게이트웨이와 서버 기능이 결합된 기기들이다. 이 기기들은 캐싱기능, 고속 WAN 접속, 고속 랜 인터페이스, 비디오 인코딩 및 디코딩 기능, 프로토콜 변환 및 미디어 색인 및 제어 기능을 지원한다. 홈 PC 서버는 전통적인 서버 모델로서 PC에 PVR, 양방향 TV, 홈네트워크를 통한 홈 오디오 및 비디오 분배와 같은 미디어 서버 기능을 포함시킨 가전기기화된 PC를 말한다.
홈서버 기능들을 지원하기 위해 홈서버 하드웨어는 고성능 프로세서와 엑세스망 인터페이스, 홈네트워크 인터페이스, 대용량 저장장치 및 멀티미디어 처리 가속기를 가져야 한다. 외부 인터넷망과의 연결을 위한 액세스망 인터페이스를 위해서는 xDSL 모뎀 인터페이스 또는 케이블 모뎀 인터페이스가 내장되야 한다. 홈네트워크 연결을 위한 유선 홈네트워크 인터페이스로는 이더넷, 홈PNA, PLC, IEEE1394 등이, 무선 홈네트워크 인터페이스로는 802.11b 무선랜 인터페이스 또는 블루투스가 내장될 것이다. 홈비디오, 음악파일, 콘텐츠 등을 저장하고 가정용 캐싱 서버나 홈 멀티미디어 서버 기능을 지원하기 위해 대용량 하드디스크를 장착하고, 가전기기별 성능에 부합하도록 콘텐츠를 변환하기 위해 멀티미디어 코덱이나 DSP와 같은 멀티미디어 처리 가속 하드웨어 모듈을 내장한다. DVD타이틀을 재생할 수 있도록 DVD드라이버를 장착하고, 디지털 PVR 기능을 위한 타임시프팅 기능 지원 DTV 수신모듈도 장착할 수 있다.
홈서버 소프트웨어는 홈서버가 지원하는 액세스망 인터페이스 및 유무선 홈네트워크 디바이스 드라이버를 포함하는 RTOS가 탑재되고, 멀티미디어 통신을 위한 RTP(Real Time Transport Protocol), RTCP(Real Time Control Protocol), RTSP(Real Time Streaming Protocol)와 집안의 정보기기들이 안전하게 인터넷을 공유할 수 있도록 DHCP, NAT, Firewall 등의 통신 프로토콜이 포함된다.
홈서버는 이런 시스템 기능들을 바탕으로 방범·공조·조명 등을 위한 시건 장치, 커튼·창문·밸브·팬·전등 등의 제어 기능을 포함하는 홈오토메이션 서비스, xDSL모뎀·케이블모뎀 등 가정에 제공되는 하나의 고속 액세스망 인터페이스를 집안의 여러 정보가전 기기들이 공유해 인터넷 액세스를 공유할 수 있는 인터넷 공유 서비스와 홈비디오, 멀티미디어 데이터, 방송 프로그램 등을 저장·관리·분배할 수 있는 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있다.
◇운용체계=인터넷의 확산 및 무선 인터넷의 활성화로 인터넷 정보가전이라는 새로운 분야가 창출되었으며 이러한 기기에 활용될 임베디드 운용체계는 △멀티미디어 서비스와 같은 다양한 응용의 지원 △가전기기에 적합한 저전력 기능, 스위치-온 등 부팅시간 최소화 기능 △인터넷 정보가전기기용 다양한 유무선 디바이스 드라이버 지원 △가전기기 사용자와 같은 새로운 유형의 사용자 지원 등 새로운 요구 사항을 만족해야 한다.
한국전자통신연구원은 정보가전기기의 요구 조건을 만족하는 정보가전용 임베디드 실시간 운용체계인 Qplus를 개발하고 있다. Qplus는 PDA와 같은 소형 기기에서부터 홈서버와 같은 중대형에 이르는 범 정보가전기기에 모두 사용할 수 있는 확장 가능 임베디드 운용체계로 다양한 정보가전 플랫폼에 따라 최적의 실행 이미지를 구성하고, 이를 편리하게 타깃에 적재시켜주는 시스템 설정과 구축 툴킷, 빠른 부팅 기능, 저전력 지원 기능, 연성 실시간 스케줄링 기능 및 다양한 홈네트워크를 지원하기 위해 IEEE1394, USB, 전력선, 블루투스, 와이어리스 랜 디바이스 드라이버를 제공한다.
정보가전용 RTOS는 다양한 정보가전기기를 지원할 수 있도록 조립형 구조를 가져야 하며 사용자가 쉽게 사용할 수 있도록 개발 도구를 제공하여 정보가전 제품의 ‘타임투마켓’을 지원할 수 있어야 할 것이다. 또한 가능한 많이 활용되는 CPU에 대해서 지원이 되어야 산업계에서 널리 활용될 수 있는 RTOS로 발전할 것이다.
한국전자통신연구원은 Qplus의 기반 기술을 공개하고 사용자 커뮤니티를 지원하고 있으며 시험용 보드를 제작하고, 임베디드 시스템 프로그래밍을 위한 교재를 발간하여 Qplus와 함께 임베디드 시스템 교육용 패키지로 제공, 국내 임베디드 시스템 기술 향상을 위해 노력하고 있다.
◇미들웨어=홈네트워크에 연결되는 다양한 디바이스들을 사용자들이 기존 기기들을 이용하는 것과 유사하게 제어할 수 있는 심리스(seamless)한 제어 환경을 제공하며 홈네트워크 응용 서비스 개발을 위한 핵심 플랫폼을 제공하는 제어 미들웨어 기술에 대한 요구와 중요성이 날로 확산되고 있다.
제어 미들웨어는 홈 네트워크에 연결되는 각종 기기(PC, 오디오, 캠코더, 프린터, 냉장고, 세탁기 등)를 사용자 개입없이 자동으로 구성하고 관리하며, 원격에서 이들 기기들을 동작시킬 수 있는 서비스를 하부 홈네트워크 물리 매체나 운용체계에 무관하고 용이하게 개발하는 환경을 제공하는 기술이다. 제어 미들웨어는 새로 홈네트워크에 연결되는 기기에 ID를 할당하고, 홈네트워크에 연결된 기기의 상태 등 다양한 정보를 유지하고 관리하는 기능을 제공한다.
홈네트워크는 제공되는 서비스와 교환되는 데이터 특성에 따라 △전등, 센서 및 가전기기간에 간단한 제어 메시지를 교환하는 제어 네트워크 △PC간 또는 PC와 주변기기간에 파일이나 이미지와 같은 데이터를 교환하는 정보 네트워크 △AV 기기간에 대용량 영상 파일을 교환하는 엔터테인먼트 네트워크 등 3가지 유형으로 구분할 수 있다.
제어 네트워크 분야에서는 공장자동화, 빌딩자동화와 가전업체가 중심이 되어 백색가전을 위한 표준을 정의하는 LonWorks, CEBus, X10 등의 미들웨어 기술이 경합을 벌이고 있으며 정보 네트워크 분야에서는 선마이크로시스템스의 Jini와 마이크로소프트의 UPnP 등의 미들웨어가 경합을 벌이고 있다. 반면, 엔터테인먼트 네트워크 분야는 소니, 톰슨, 미쓰비시 등 전 세계 70% 이상의 시장을 점유하고 있는 AV 가전업체가 중심이 되어 표준을 정의하고 있는 HAVi 미들웨어가 있다.
미들웨어 관련 표준화는 향후 2∼3년은 어느 누구도 우위를 선점할 기술에 대한 정확한 예측이 어려운 상황으로 선진기업에서는 다수의 표준화에 참여하며 향후 우위를 선점할 기술에 대비하고 있으며 이를 위해 각 사가 주도적으로 추진하고 있는 표준들을 다른 표준과 연동시키려는 방향으로 개발이 진행되고 있다.
정보가전분야의 활성화를 위해서는 사용자들이 피부로 느낄 수 있는 서비스 개발이 가장 중요하지만 현재 정의된 단체 표준 미들웨어로 사용자에게 제공할 수 있는 서비스는 홈네트워크에 연결되어있는 가전기기들의 상태 관리와 단일 기기에 대한 원격제어 기능만이 제공되는 단순한 형태만 가능하다.
또한 현재 정적인 홈네트워크 환경에서 동적인 편재형 홈네트워크 환경으로 빠르게 진화되면서 사용자의 위치를 고려하여 홈 네트워크에 편재되어 있는 가전기기들의 기능을 동적으로 재구성하여 사용자에게 맞춤형 서비스를 제공할 수 있는 스마트 홈 미들웨어에 대한 연구가 태동되고 있다.
국내에서는 현재 세계적인 경쟁력을 확보하고 있는 가전산업의 우위를 지속적으로 유지하기 위해 국내 미들웨어 관련 업체와 출연연구소가 참여하는 인터넷 정보가전 표준 포럼을 중심으로 지난 1여년간 세계개발 추세와 국내 실정을 고려하며 수출을 주도할 수 있는 단체 표준 모델 1.0을 정의하여 이를 2002년 3월 TTA에 상정하였다.
이번 TTA에 상정한 단체 표준 모델 1.0에서는 정보가전 미들웨어가 갖추어야 할 기능 위주로 정보가전 표준 모델을 정의하여 혼재되어 있는 미들웨어 표준 모델을 단일 모델로 정립하여 국내 관련 시장을 활성화할 수 있을 것으로 기대된다. 앞으로 사용자들이 피부로 느낄 수 있는 서비스를 제공하는데 필수적인 홈서버 단체 표준 모델을 정의하고 변화되는 동적 편재형 홈 네트워크 환경에 적합한 단체 표준 모델을 조기에 정립하고 이를 기반으로 세계 정보가전 미들웨어 분야의 표준을 선도하는 것이 중요할 것이다.
◆김채규
78년 고려대학교 수학과 졸업
93년 Tech.Sydney대학교 컴퓨터과학 석사
97년 Wollongong대학교(호주) 컴퓨터과학 박사
77∼98년 KIST시스템공학연구소 연구원
83∼90년 KIST시스템공학연구소(선임연구원/부산사무소장, 부장)
90∼97년 KIST시스템공학연구소(책임연구원/호주 유학)
98∼2000년 한국전자통신연구원(책임연구원/실시간커널연구팀장)
2000년∼현재 한국전자통신연구원(책임연구원/인터넷정보가전연구부장)