홈 네트워크의 보급과 P2P 기반의 커뮤니티가 활성화되는 추세로 미루어 볼 때 가까운 장래에 사용자들은 홈 네트워크에 기반한 커뮤니티를 형성하길 원할 것으로 예측되며, 이를 지원하기 위해 표준에 근간한 접근 방법이 제시되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 홈 네트워킹을 위한 대표적인 프로토콜인 UPRP 에 기반하여 홈 네트워크간의 콘텐츠 공유를 지원하는 방안을 모색한다. UPnP포럼에서 정의하는 표준 기능에 UPnP프로토콜의 특성을 이용한 RelayModule을 구현하고 추가함으로 UPnP에 기반한 홈 네트워크 사이의 연결을 지원하고 더 나아가 디지털 콘텐츠 공유를 지원한다.
인터넷의 보급과 프로세서를 장착한 가전기기의 등장으로 홈 네트워크에 대한 요구와 관심이 증대되고 있다. 홈 네트워크는 사람이 좀더 편안한 상태로 생활할 수 있도록 가정환경을 제어하는 서비스이다. 다양한 서비스를 제공하는 여러 가지 플랫폼의 가전기기로 홈 네트워크를 구성하기 위해서는 미들웨어라는 것이 필요하다. 미들웨어는 다양한 가전기기를 사용자가 제어하기 위한 인터페이스를 구성한다 본 논문에서는 UPnP 미들웨어를 사용한 홈 네트워크 구성을 제안한다.
홈 네트워크가 다양하고 풍부한 콘텐츠를 보유하는 엔터테인먼트 네트워크로 발전함에 따라 향후에는 사용자들이 UCC(user created contents) P2P(peer-to-peer) 파일공유 응용의 사례와 유사하게 자신들의 관심 정보에 기초하여 콘텐츠를 홈 네트워크들 간의 커뮤니티를 예상하면서 이를 디지털 홈 커뮤니티(DHC: digital home community)로 명명한다. DHC 환경하에서 효율적으로 콘텐츠를 공유하려면 계층적인 P2P 기반 오버레이(overlay) 네트워킹에 의한 연결성 및 검색 기법, QoS 및 보안을 안정적으로 지원하는 P2P기반 콘텐츠 분배 기법, 그리고 이에 수반되는 각종 미디어지원 홈 네트워크기기들의 자원 관리 및 구성 기법 등의 다양한 사항들이 만족되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 DHC 환경에 적합한 특성을 지니는 오버레이 기반 콘텐츠 검색 및 전송 기법들에 대한 고찰을 시도해 본다.
최근 홈 네트워크의 활성화는 대부분 홈 네트워크를 구성하는 인터넷 공유기에 기반하고 있으며, 이러한 인터넷 공유기를 통하여 홈 네트워크의 기기에 접근하기 위해서는 NAT(Network-Address Translation) 기법을 공유기상에 설정하는 게 보편적이다. 하지만 이러한 NAT 기법은 비록 UPnP를 통한 자동화 기법이 지원되고 있음에도 불구하고 여전히 일반 사용자의 설정이나 정근이 쉽지 않은 게 사실이다. 본 논문에서는 홈 게이트웨이를 통한 콘텐츠 리스트 제공 방법을 제안한다. 제안되는 기법은 UPnP를 통하여 홈 네트워크의 콘텐츠 리스트를 통합하여 관리하는 기법과, 이렇게 수집된 정보를 홈 게이트웨이를 통하여 인터넷으로 접근하는 방법을 기술한다.
SCG엔진 (Service Convergence Gateway Engine)은 UPnP와 웹 서비스간의 서비스를 변환해 주는 엔진이며, 동시에 홈 네트워크와 외부를 이어주는 게이트웨이이다. 홈 멀티미디어 통합 시스템을 구축하기 위해 홈 네트워크에서는 UPnP를 사용하고, 홈 네트워크에서 홈 네트워크 외부에서 미디어 컨텐츠를 사용하기 위해 웹 서비스를 사용하며, SCG엔진을 통해 UPnP와 웹 서비스 간의 서비스 변환을 하여 시스템을 구현해 보고자 한다. 본 논문에서는 SCG엔진을 사용한 홈 멀티미디어 통합 시스템을 설계 및 구현하여 홈 네트워크 내외의 미디어 컨텐츠를 통합하여 사용할 수 있도록 하는 방법에 대해 설명한다.
홈 네트워크의 발전에 따라 홈 네트워크에 연결되는 장치들 사이의 상호운용을 지원하는 홈 네트워크 미들웨어가 다양하게 개발되고 있다. UPnP와 JINI는 그 중의 대표적인 미들웨어고 개별적으로 연구개발이 이루어지고 있다. 따라서 홈 네트워크의 사용 확대를 위한 홈 네트워크 미들웨어 사이의 연동방안이 필요하다. 본 논문에서는 홈 네트워크 미들웨어인 UPnP와 Jini의 동작에 대하여 알아보았고, UPnP의 동작과정의 특성을 이용하여 UPnP 디바이스를 Jini 클라이언트가 사용할 수 있도록 하는 UPnP-to-Jini 서비스를 설계하고 구현하였다. 전등을 켜고 끄는 응용 예를 통하여 상호 연동됨을 보였다.
최근 몇 년간, 홈 네트워킹에 관한 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 홈 네트워킹을 위한 대부분의 기술들은 유선을 기반으로 하지만, 무선 연결을 위한 기술도 필요하다. 본 논문은 홈 네트워크 분야 중에서 무선 네트워크에 초점을 맞추고 있다. 무선 LAN, 블루투스, HomeRF와 같은 많은 무선 통신 기술중에서, 본 논문은 특히 무선 센서 네트워크라는 새로운 기술을 무선 홈네트워크에 적용하는 것을 제안한다. 본 논문은 무선 센서 노드와 무선 센서 네트워크를 위한 하드웨어 및 프로토콜 스택 설계시 필요한 고려 사항을 제시하고, 홈 네트워킹에 무선 센서 네트워크를 적용하기 위한 방법과 다양한 센서 노드로 무선 홈 네트워킹을 구성하는 방법을 제시한다. 마지막으로, 본 논문은 자체적으로 설계된 무선 센서 노드 시스템을 소개하고 이 글을 맺는다.
다양한 A/V 기기 및 홈 네트워크 보급으로 말미암아, 현재의 홈 네트워크는 향후 엔터테인먼트 네트워크로 발전할 것으로 예상된다. 또한 홈 네트워크 내에서 접할 미디어 콘텐츠의 요구 대역폭 및 사용량 또한 증가될 것으로 예상된다. 엑세스 네트워크의 초고속화 및 홈 기반 네트워크의 고속화가 진행되고 있지만, 미디어 콘텐츠의 고용량화 및 콘텐츠 양의 증가로 말미암아 홈 기반 네트워크의 고속화만으로는 홈 네트워크 내에서의 품질이 보장되는 미디어 콘텐츠의 공유를 보장하는데 어려움이 있다. 또한 홈 엔터테인먼트 네트워크 내에서의 네트워크 트래픽 뿐 아니라, 화상 회의 및 전화 등과 같은 애플리케이션의 발달로 인하여 외부 인터넷과의 통신으로 인해 발생되는 트래픽이 예상된다. 미디어 콘텐츠의 특성상 실시간의 전송을 요구하는 것이 대부분이기 때문에, 사용자들이 원하는 미디어 콘텐츠를 원하는 장소 및 기기로 품질이 보장되는 상태로 전송하는 것은 가장 기본적이면서도 핵심적인 요구사항이다. 현재 홈 엔터테인먼트 네트워크를 위해 많은 미들웨어들이 제시되고 있지만, 이들 미들웨어 프로토콜들은 기본적인 수준의 기기 발견 및 제어의 기능만을 제공하고 있으며, 품질이 보장되는 미디어 콘텐츠의 공유 지원을 위해 제시되는 미들웨어 또한 사용자들이 원하는 수준의 서비스를 제공하기에는 아직 많은 한계점들을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 UPnP에 기초하여 홈 네트워크 내에서 품질이 보장되는 미디어 콘텐츠의 전송을 위한 방법을 제시한다. 제안된 방법은 홈 네트워크 표준 미들웨어 프로토콜인 UPnP와 호환이 되며, UPnP치 추가적인 기능으로 UPnP와 함께 이용될 수 있다. 본 연구에서는 제안된 방법의 검증을 위해서 VideoLAN이라는 프로그램을 사용한다. 제안된 방법의 기능을 지원할 수 있도록 VideoLAN을 수정하였고, 다양한 시나리오 환경에서 그 기능을 검증한다.
컴퓨터의 발달과 인터넷의 확산, 그리고 정보 가전 등장으로 인해 가정에서의 네트워크에 대한 요구가 점차 커지면서 홈 네트워크에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 홈 네트워크란 가정내의 모든 기기, 즉, 컴퓨터 관련 기기나 A/V 기기, 홈 오토메이션을 위한 제어나 보안 기기, 그리고 게임기와 같은 오락기기 등을 모두 하나의 통신망으로 묶어서 정보를 공유하고 제어할 수 있는 것을 말한다. 이러한 홈 네트워크에 대한 요구에 따라 가정에서 네트워크 미디어로 사용될 수 있는 기술들인 HomeRF, HomePNA, IEEE1394, HomePlug, Bluetooth, Ethernet 등이 활발히 연구되고 있다. 또 컴퓨터와 가정의 다른 기기들-디지털 TV, 냉장고, 세탁기, 전화, 전등 등-을 하나로 연결할 수 있는 미들웨어로서 UPnP나 Jini, HAVi 그리고 HWW가 제안되어 연구되고 있으며, 미들웨어와 응용 서비스간의 API를 위해 OSGi가 표준화되고 있다. 여기서는 홈에서 구현될 네트워크 구조에 대해서 살펴보고, 홈 네트워크를 위한 미들웨어에 대해서 살펴보았다.
내부 시스템을 통합하는 비즈니스 관점에서 발전하던 웹 서비스가 모든 가정 내 통신과 가전제품을 연결하는 홈 네트워크와 같은 외부 시스템으로의 적용이 확대되면서 정차 보편화 되어가고 있다. 이런 외부 시스템으로의 적용을 위해서는 웹 서비스와 홈 네트워크 장치 간의 정보를 변환하고 제어하는 미들웨어 개발이 필요하다. 본 논문에서는 홈 네트워크의 자동 탐지 및 제어를 위한 UPnP 표준 기술과 서로 다른 플랫폼이나 언어로 작성된 어플리케이션 통합에 대한 표준 메커니즘을 제공하는 웹 서비스 기술을 이용하여 홈 네트워크나 유비쿼터스 환경에서의 분산 어플리케이션 개발 및 연계를 용이하게 하는 미들웨어를 설계 하고 구현하였다. 이 미들웨어를 임베디드 타입으로 개발함으로써 셋탑박스 또는 가정 내 모든 디바이스들에 내장 형태로 구성이 가능해짐으로 확장성을 제공한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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