유비쿼터스 무선통신 반도체 소자 기술의 동향
민봉기* 심규환** 강진영*** 조경익****
최근 급격하게 발전하고 있는 유선 및 무선이동통신 기술은 거의 모든 정보를 보다 쉬운 방법으로 얻고, 효율적으로 사용할 수 있는 힘을 인간에게 주었고, 그 결과 주변의 모든 동식물과 사물을 네트워크로 연결하여 효율성을 증대할 수 있는 유비쿼터스 사회로의 길을 열고 있다. 본 고에서는 이러한 유비쿼터스 네트워크 구성에 있어 근간이 되면서도 핵심 요소로서 무선통신기술 및 소자기술의 특징과 전망을 살펴보았다. ▧
목 차
1. 머리말
2. 유비쿼터스 정보화
3. 근거리 무선 통신기술
4. 반도체 신소자 기술
5. 맺는말
I. 머리말
지난 1980년대 반도체산업에 국운을 건 위대한 선택을 시발점으로 한국 전자산업의 선봉을 이끌어 온 반도체산업은 현재 전체 수출의 36.5%를 차지하며(2002년) 정보화 선도국으로 발돋움하는 기반을 제공했다[1]. 그리고 이제는 이동통신과 디스플레이, 어플라이언스와 콘텐츠 서비스의 산업을 받치는 인프라의 역할을 하고 있다. 이로 인해 한국에서 광기반의 인터넷 백본망이나 무선기반의 인터넷 접속망에 대한 인프라는 세계를 선도하는 수준이고, 유무선 통합망을 통한 광대역 유무선멀티미디어의 기술개발을 추진하고 있다. 이러한 기술 발전으로 인하여 보다 다양한 정보를 손쉽게 얻고 또 재가공할 수 있는 기술을 확보함에 따라 사물과 사람, 하드웨어와 소프트웨어, 아날로그와 디지털이 융합되고 고도화되면서 유비쿼터스라는 가히 혁명적인 빅뱅을 맞이하고 있다. 지난 반세기 동안에 성취해온 정보통신 기술의 진보가 지구촌 인류의 사회, 문화, 정치에 큰 영향을 준 것과 같이 유비쿼터스 사회로의 입성은 또 다른 하나의 큰 혁신을 우리 삶에 가져다 줄 것이다.
유비쿼터스 기술이 크게 부각되게 된 중요한 배경 중에 하나는, 무선통신기술의 발달로 인하여 국지적 또는 전면적으로 발생하는 일상생활의 모든 정보를 보다 편리하게 전송이 가능하게 된 것에 있고, 이 무선통신기술의 발달은 저렴한 실리콘 기판에서도 저전력 및 고속의 고성능 소자가 가능하게 되었기 때문이라고 볼 수 있다. 이러한 소자의 발전은 비단 무선통신뿐만 아니라 저전력 프로세서 기술에도 적용되어 유비쿼터스 사회로의 진입을 더욱 빠르게 할 것이다. 저전력 및 고속의 소자는 다양한 주변 인터페이스 장치들로 구성된 부가적인 센서들과 함께 하나의 칩에 설계할 수 있어 인간의 생활을 보다 풍요롭고 효율적으로 만들게 될 것이다. 본 고에서는 이렇게 유비쿼터스 기술의 근간이 되면서도 핵심요소로 떠오르는 무선통신기술 및 소자기술의 특징과 전망을 살펴보았다.
II. 유비쿼터스 정보화
유비쿼터스라는 용어는 Mark Weiser에 의해 처음으로 사용되었다[2]. PC가 일반화되지 않은 시점에서 예상한 그의 예측은 오늘에 이르러 재조명되어 발전되어 가고 있다. 유비쿼터스 사회의 진입 배경은 다양하게 해석될 수 있다. 하지만 앞서 언급한 바와 같이 무선이동통신의 발달과 더불어 기존에 광범위하게 형성된 유무선통신의 유기적인 연결이 가장 큰 요인일 것이다. 특히 IMT-2000(3세대)과 같이 글로벌한 이동통신을 가능하게 하면서도 인터넷처럼 개방된 네트워크를 형성하는 유선통신과 결합된 무선이동통신은 보다 효율적으로 한정된 자원의 상태를 파악하고, 미래를 예측 가능하도록 하고 있으며, 이 과정을 통해서 자원을 효율적으로 사용할 수 있게 하고 있다. 자원의 효율적 사용은 한정된 자원에 대한 인간의 필수적인 생존조건에 해당한다.
무선이동통신 기술과 연관된 유비쿼터스의 특징적인 형태들 중 중요한 요소는 두 가지로 요약될 수 있다. 첫째는 모든 인간과 동식물과 사물이 네트워크로 연결되어 하나의 거대한 시스템으로 형성되는 것이고, 둘째는 이러한 연결로 인하여 동식물과 사물이 기억하고, 계산하고, 판단할 수 있는 능력을 부여하는 지능화이다. 이러한 유기적 네트워크의 연결은 모든 동식물과 사물의 판단에 필요한 프로세서를 두지 않고도 효율적으로 환경에 대한 진단과 적절한 반응을 유도할 수 있는 방법을 제공한다. 유비쿼터스와 관련되어 유무선네트워크는 주변환경에 대한 네트워크 연결과 지능화라는 큰 특징을 부여하는 셈이다. (그림 1)의 유비쿼터스 분산 네트워크의 개념은 다수의 초소형 무선센서 통신칩이 초고속 통신망과 접속되어 실시간으로 동작할 수 있음을 보인다. 이로 인하여 미래의 유비쿼터스 사회는 모든 개체가 자율적으로 사고하고 움직임과 동시에 하나의 네트워크에 결집되어 실시간으로 감지되고, 통제된다. 이렇게 함으로서 인류는 한정된 미래 자원에 대한 효율성을 높일 수 있고, 번영의 속도를 유지할 수 있을 것으로 기대된다.
유비쿼터스의 사회에서 동맥과 같은 개방형 유무선이동네트워크는 원하는 기능을 수행하기 위해 정보를 나르는 매우 중요한 요소이다. IMT-2000의 경우와 같이 요즘의 대부분 통신망은 모두 개방형을 채택하고 있으며, 유비쿼터스 사회에서는 이러한 통신망을 충분히 응용할 수 있는 환경을 가지고 있다. (그림 2)는 극소의 전력으로 동작할 수 있는 초소형 무선통신 칩으로 용도에 따라 센서, 디스플레이, 배터리를 부착 가능함을 보여주는 개념도이다.
그렇다면 유비쿼터스 사회에서는 이러한 기존의 유무선이동통신과는 어떻게 서로 관계를 가지며 새로운 기술로 발전시켜 나갈 것인가? 이 답은 개방형 무선통신기술과 같은 유비쿼터스 기술의 태동에 대한 배경기술이 아닌, 유비쿼터스 사회의 도래의 필요 근거에서 찾아야 할 것이다. 그 점은 바로 효율적인 자원 이용과 그로 인한 혜택이라는 것이다.
유비쿼터스는 언제, 어디서나, 동식물 포함하여 사람-사람, 사람-사물, 사물-사물 사이에 통신방법이 존재하여야 하고, 이 통신 방법이 광대역이든지 협대역이든지, 높은 전력을 소모하든 낮은 전력을 소모하든지, 다른 별도의 정보 입력이 필요한지 아니면 단독으로 처리가 가능한지, 등과 같은 다양한 조건의 상황을 수용해야 할 필요가 있다. 이러한 연결 가운데에서 자원의 효율적 관리 및 활용이라는 목적을 달성할 수 있어야 하는 것이다. 바로 이런 사실들로부터 우리는 유비쿼터스 사회에서 무선이동통신기술 및 소자기술이 갖추어야 할 핵심적인 기능을 유도할 수 있다.
III. 근거리 무선통신 기술
현재 유무선 이동통신에 관한 연구개발은 4세대 이동통신으로 추진되고 있어 현재보다 10~100배로 빠른 전송기술이 서비스될 수 있을 것이다. 또한 유선통신의 IP백본망에 이동 및 무선통신 시스템을 접속하여 유무선통합 다중 서비스망의 구축을 추진하여 유비쿼터스의 기본 인프라가 구성될 것으로 보인다. 이러한 인프라에 다양한 지능형 센서, 원격 프로세서, 광대역 전송, 이동성 있는 인터페이스, IPv6 인터넷 프로토콜(~1048개의 인터넷 주소 생성: 거의 무한대), 실시간 OS, 보안통신과 같은 기술의 확보와 응용으로 완벽한 유비쿼터스 사회가 가능하게 하고 있다. 이와 같이 무선통신기술은 유비쿼터스 사회 구현에 핵심적인 요소로 응용될 수 있으며, 이 다양한 기술들을 체계적으로 분류하기 위해 아래와 같이 고려 및 연구대상을 정리하였다.
1. 단거리 무선통신
무선은 유선의 공간 제한을 뛰어넘는 기술적인 해결책으로 휴대전화의 대중화로 인하여 많은 사람들이 편리함을 경험하였다. 현재 광범위하게 이용되고 있는 주파수대역은 낮은 수 GHz 대역이지만 이론적으로는 정보를 전자파에 실어 보내는 모든 방식을 생각해 볼 수 있을 것이다. ‘SmartDust’라는 이름으로 진행되고 있는 프로젝트도 이러한 응용을 보여주는 좋은 예이다[3]. 유비쿼터스는 근본적으로 단순하게 기존의 음성 또는 정형화된 데이터를 무선으로 전달하는 방법과 다른 해법이 필요하다고 볼 수 있다. (그림 3)은 단거리 무선통신 기술과 무선센서 네트워크 기술의 전송속도와 전송거리에 대한 관계를 표시하고 있다. 유비쿼터스 사회로의 진입과 고도화를 위해서는 고속-저전력(HSLP)과 지능형 무선센서(IWS)에 대한 연구개발이 급증할 것으로 예상된다.
하지만 이러한 본연의 무선통신 외에도 유비쿼터스 사회에서 생각해 볼 수 있는 것으로 무선급전을 들 수 있다. 무선통신에는 전력이 필요하게 마련인데 이 전력을 무선으로 공급하는 기술이 무선전력전송(Wireless Power Transmission: WPT)이다. 원래 유비쿼터스의 핵심 키워드 중에 하나가 바로 사라짐(disappearing)인데, 이는 그 개체로 가는 모든 선이 없음을 의미하며, 따라서 전력 공급선이 존재한다는 것은 큰 문제점으로 지적될 수 있다.
무선전력전송은 1988년에 처음 시연되었으며, 원래 큰 전력을 1∼10GHz의 저잡음 주파수대를 이용하여 전송하는 것이 목적이었다[4]. 하지만 유비쿼터스 관점에서 높은 전력은 필요하지 않고 짧은 시간에 정보를 전송할 수 있는 정도의 전력이면 되기 때문에 약간 다른 특성을 가져야 한다. 무선전력전송의 기술적인 요소로는 송신에서는 발진기(마그네트론), DC/RF 변환장치, 액티브 페이즈드 어레이(Active Phased Array) 방식 또는 패시브 페이즈드 어레이(Passive Phased Array) 방식을 적용한 송전용 고이득 안테나 등이 있고, 수신에서는 비교적 간단한 패치나 다이폴로 제작된 수신 안테나 및 AC/DC 인버터가 주요 구성요소이다. 특히 RF/DC의 변환효율(Conversion Efficiency)은 전체 전력 변환 효율을 결정짓는 중요한 요소로서 38%에서 85%까지 개선되어 왔으며, 이때 사용되는 다이오드는 큰 순방향 전류와 역내압을 가지는 다이오드를 가져야 한다. 무선통신반도체 기술은 이러한 요소를 집적화 할 수 있는 방법을 제공하며, 비교적 낮은 파워를 손쉽고 안정적으로 제공할 수 있게 한다.
2. 고유번호 식별
사물을 식별하는 번호를 부여하는 것은 매우 중요하다. 왜냐하면 대부분의 사물이 판단을 할 수 있는 자체의 프로세서를 가지고 있는 것이 아닌 외부에 판단을 대신 맡기거나 외부에 정보를 전달하면서 임무를 마치기 때문이다. 이러한 시스템 레벨에서의 개체의 고유번호는 무선 이동통신에서도 같이 사용되어야 혼합되어 있는 초고주파 신호에서 원하는 정보를 적절하게 분리하여 얻을 수 있을 것이다. 여러 유저의 접속을 위해 사용되는 다중접속방식은 주로 시간, 주파수, 코드로 분리할 수 있는데, 각각 TDMA(Time Division Multiplex Access), FDMA(Frequency Division Multiplex Access), CDMA(Code Division Multiplex Access)라고 하여 이용되고 있다. 그러나 유비쿼터스에서 다중접속은 약간 다른 특성을 가진다. 즉, 각각의 개체는 언제 어디서 어떻게 활성화가 될지 모르며, 개체의 전체 수나 특성은 시간에 따라 변할 수 있으므로 이에 대한 고려가 필요하다.
일반화되어 있는 센서의 표준화는 1997년에 IEEE 1451.2로 시작이 되었다[5]. IEEE 1451표준화는 네트워크와 제작자 간의 호환성을 유지하고, 설치 및 재설치를 쉽고 저렴하게 하며, 오류나 수동 초기화를 없애고, 제어 및 보정에 관한 통일된 모델을 제시하고 있다. 그러나 유비쿼터스의 경우 모니터링 개체 수가 시간에 따라 변하고, 새로운 개체가 끊임없이 발생하고, 소멸하는 가운데 정보를 처리할 수 있도록 설계되어야 한다. 이와 더불어 송수신 구조와 변복조, 프로토콜에 대해서도 이러한 유비쿼터스 특성이 반영되어 설계되어야 할 것이다.
3. 특화된 통신 범위
유비쿼터스가 기존의 이동무선통신과 차이를 가지는 점 중에 하나가 바로 통신 거리이다. 우리가 일반적으로 휴대전화로 사용하는 단말기는 넓게는 수 km의 통신범위가 보장되어야 하고, 또 경우에 따라서는 다른 단말기 특성에 따라 시스템 전체의 동작 특성이 영향을 받을 수도 있다. 그러나 유비쿼터스의 무선통신은 통신 거리를 제한적으로 운용할 수 있는 구조이다. 불가능하지만 만약 수 km내에 동작하게 만든다면 너무 많은 개체의 정보를 얻어 결국은 아무런 정보를 얻지 못하는 결과를 낳게 될 것이다. 이것은 우리가 통신속도보다 채널용량을 더 고려해야 된다는 것을 의미하기도 한다. 더불어 유비쿼터스의 각각의 개체는 안정적이지 못하고 독립적이지 못할 수도 있다. 따라서 우리는 유비쿼터스의 특성상 넓은 영역의 커버보다, 좁은 지역에서 안정적으로 통신이 가능하도록 하면서 채널용량을 증가시킬 필요가 있으며, 아주 짧은 시간에 필요한 통신을 마치고, 비정상적인 개체로부터의 방해에도 대응할 수 있는 유비쿼터스 네크워크를 구현하여야 한다.
4. 저전력 동작
유비쿼터스는 모든 사물에 부착되어 유기적으로 네트워크를 구성하다 보니 저전력이어야 한다. 전력을 소모한다면 한 번의 충전으로 수 년을 사용할 수 있어야 하거나, 앞서 언급한 무선급전의 형태로 외부의 전자파에서 에너지를 얻어 동작할 수 있어야 될 것이다. 만약 전력 소모가 심해서 자주 충전을 하든지, 배터리를 갈아 끼워야 된다면 인간은 유비쿼터스 사회를 유지하기 위해 막대한 비용을 지불해야 할 것이다.
무선통신소자는 오래 전부터 저전력에 관한 연구를 해왔다. 특히 CMOS가 높은 전력 소모를 하는데 비하여 SiGe BiCMOS는 전력 대비 이득이 높으며, 따라서 같은 이득을 구현할 경우 전력 소비를 크게 개선할 수 있다. 이처럼 소자의 저전력동작 특성은 보다 유비쿼터스 사회를 실현하는 데 있어서 근간이 되는 중요한 기술요소이다.
5. 저비용
유비쿼터스의 어원에 ‘모든 곳’에라는 의미도 있다. 이는 바꾸어 말하면 도처에 존재할 수 있을 정도로 저렴해야 된다는 것이다. 다른 말로 다른 어떠한 기술적인 요소보다 경제성을 유지해야 된다는 의미이다. 모든 사물에 휴대폰 단말기를 둘 수는 없는 일이다. 전력소모도 엄청나거니와 안테나부터 시작한 수많은 주변 부품 및 그로 인한 단가 상승은 전체 유비쿼터스 사회 구축비용을 비현실적으로 만들 것이다. 성능상의 특징이 유비쿼터스에 알맞도록 개선해야 하는 것은 물론이고, 최종 결과물이 전체 사회로 확산되는 데 필요한 비용을 줄여 더욱 빠르게 사회에 적용되도록 해야 할 것이다.
이러한 요구는 사용 기술의 특징에 제한을 두게 된다. GaAs계열의 소자보다 저렴하게 구현 가능한 실리콘 계열의 소자를 사용하게 하며, 패키지 형태의 구현보다 on-chip형태의 구현을 보다 의미 있게 할 것이다. 저렴한 공정에서 우수한 특성의 소자를 만드는 것뿐만 아니라 수동소자 및 필터와 같은 외부 소자의 패키징이 고려되어야 하는 이유가 여기에 있다. 모든 곳에 존재하는 만큼 성능이 휴대폰 단말기와 같이 우수하지 않아도 된다는 점은 설계자에게 많은 것을 의미한다. 달리 표현하면, 성능의 희생을 통하여 우리는 유비쿼터스의 이념에 부합되는 기술을 갖추어 나갈 수 있음을 의미한다. 집적회로 제조기술 및 후공정은 바로 유비쿼터스의 저렴한 가격이라는 조건을 만족시키기 위해 필수적인 선택사항이 된다.
6. 폭넓은 대역폭
유비쿼터스는 그 통신 대상이 단말기 수 정도에 비교가 되지 않는다. ‘스며드는(persuasive)’이라는 말에서 알 수 있듯이 다양한 개체로부터 쏟아져 나오는 정보를 처리해야 하는 것이다. 발생하는 정보는 이동되어야 하는 곳으로 이동되어야 하고, 처리결과 또한 적절하게 표시 또는 전송되어야 한다. 전문가들은 이를 위해서 데이터의 용량이 현재보다 적어도 10,000 배 이상 폭증할 것으로 예측한다. 대용량의 고속전송에 광통신의 유선통신뿐만 아니라 경우에 따라서는 광대역 이동 및 무선통신이 필요할 수도 있다. 광통신 시스템은 고밀도의 파장분할변조를 통하여 초당 테라비트(초당 1천억 회) 이상을 전송하는 기술에 이르렀고, 3세대 무선이동통신기술은 2Mbps로, 무선랜은 신호를 50Mbps(초당 천만 회) 전송하는 단계로 발전하였다. 여기에 전송속도 이외에 반드시 고려되어야 할 것이 바로 채널용량이다. 채널용량을 키우기 위해 대역폭을 늘이는 것도 중요하지만 전송주파수를 높여 무수히 많은 개체와 안정적인 통신이 이루어지도록 해야 할 것이다.
7. 다양한 표준 수용
대표적인 무선통신용 반도체 기술발전의 추세로 다중모드화, 다중밴드화, 복합화, 융합화, 소형화, 디지털, 집적화가 있다. 다중모드화 및 다중밴드화는 복합화, 융합화, 소형화, 집적화라는 추세에 의해 더욱 의미 있는 기술 요소로 자리매김을 하고 있으며 각종의 통신기술을 수용하는 단말기에 필수적으로 요구된다. 유비쿼터스 기술에서도 이러한 다양한 표준수용이 필요할 수 있는데, 이러한 표준수용과 함께 부가적인 특성을 부가하기 위해 반도체융합기술이 필요하다. 반도체융합기술이란 미소전자기계시스템과 센서, 광소자, RF 소자, 집적된 초소형 안테나와 같은 다기능 소자들을 실리콘 집적회로와 하나의 칩에 제작하는 반도체융합기술로 신기능의 복합 단말기 개발에 응용될 수 있을 것이다. 특히 실리콘을 기반으로 하는 융합반도체는 RF 통신회로와 임베디드 소프트웨어를 수용할 수 있는 시스템-온-칩(System-on-Chip: SoC) 기술이 적용 가능하므로 초소형 단일칩의 제작으로 발전할 수 있다. 고성능 통신칩이 필요한 경우 화합물반도체의 고주파에서 전력효율이 높은 증폭기나 저잡음증폭기와 같은 단위회로를 집적화하고, 이들을 실리콘 고집적회로와 하나의 칩에 제작할 수 있는 융합반도체도 유용할 것이다.
IV. 반도체 신소자 기술
앞서 유비쿼터스 사회에 필수적인 무선통신기술의 요소를 살펴보았다. 본 장에서는 유비쿼터스와 관련된 통신소자기술과 관련된 기술후보에 대하여 살펴보고, 각각의 후보들의 특징과 전망을 살펴보았다.
1. 나노 신소자 기술
정보통신 사회가 유비쿼터스라는 새로운 패러다임을 지향하여 한 발짝 나서는 것과 동시에 현재의 반도체기술도 나노기술로 대변되는 신기술의 개척이 활발하게 진행되고 있다. 대부분의 과학기술이 나노 스케일로 진입하고 있고, 1~100nm 나노스케일의 기술시대도 끊임없는 발전으로 인류 사회를 더욱 풍요롭게 견인 할 것이다. 하나로 맞물려 돌아가는 기어와 같이 유비쿼터스 정보통신 사회를 이루는 데 있어서 나노기술에 의한 반도체 통신소자의 개발은 필수적이다. (그림 4)와 같이 단일칩에 센서, CPU, 메모리, 프로세서, RFIC, DSP회로를 넣는 것은 2010년대에 1×1mm2 정도 크기까지 실현될 것으로 예측된다. 이는 PC(PDA도 포함하여)와 통신단말기를 반도체 칩에 제작하기 위해 현재보다 대략 1/1000배의 축소화가 되어야 함을 의미한다. 동일한 배경에 대해 상세한 검토를 마친 일본의 Nikkei는 나노 반도체 소자에 의한 가장 중요한 효과로 저전력화를 들었고, 이어서 고속 동작화와 고밀도화를 뽑았다. 그리고 응용으로 네트워크기기, 휴대용 정보단말기, PC를 차례로 들었다.
유비쿼터스 사회를 앞두고 있는 정보통신의 기술력은 대용량의 메모리칩과 초고속 CPU/ MPU와 RF 통신칩을 제공하는 반도체기술을 기반으로 한다. 그리고 현재 반도체 기술의 결정체는 나노 집적기술과 다기능 신소자의 융합화와 SoC로 집약된다. 이렇게 반도체에서도 메모리와 비메모리가 조합된 SoC 기술의 산업규모와 중요성이 증대하면서 다양한 미래의 응용에 부합하는 정보통신용 복합칩의 기술개발이 주요 이슈로 등장하게 되었다. 따라서 이 분야의 인프라를 대폭으로 확충하는 작업에 착수해야 한다. 메모리 중심에서 메모리와 비메모리의 융합화와 SoC와 관련한 시설과 인력과 자금을 결집하여 효율적인 기술개발 체계를 구축하기 위해서 미래지향적 접근이 어느 때보다도 요구되고 있다. 특히 국내의 빈약한 비메모리 인프라, 시스템설계와 칩(Core IP)설계의 일원화된 플랫폼, 다양한 IP 라이브러리 개발, 표준화, DB 구축 및 활용, 그리고 인력배양에 대한 대책이 시급하다.
2. 융합반도체 기술
인텔과 IBM은 차세대 마이크로 프로세서와 통신용 고집적회로를 S-MOSFET으로 개발하여 시연하였다. 인텔은 90nm 프로세스에 S-MOSFET를 적용하여 펜티엄4를 발표하였고, 2003년 말에는 양산으로 연결한다는 계획이다. IBM도 역시 65nm Combo S-FET/SOI SRAM 개발(IEDM Dec. 9, 2002에서 발표)하여, 고성능 마이크로프로세서용으로 적용하려 하고 있으며, 2005년에는 50nm S-MOSFET 프로세스를 적용하여 통신용 SoC 제품을 생산한다고 발표했다. (그림 5)는 초소형 통신디바이스를 구성하는 반도체 소자기술과 응용의 구성을 보여준다. 고성능 실리콘 나노 신소자를 기반으로 광소자와 전자소자, 그리고 초소형 전지 및 축전지를 부착하기 위한 기초연구가 세계적으로 매우 활발히 진행되고 있다.
한편, 단전자 소자와 탄소나노튜브 소자는 고집적의 저전력소모용으로, 분자소자와 양자점소자와 상변환 소자는 극미소전류를 사용하는 스위치나 기억회로로 응용할 수 있는 특징을 지니고 연구되고 있다. 또한 현재의 소자가 전자의 유무에 따라 1 또는 0의 이진법으로 동작하는데 반하여 공명관통형 소자와 QCA, 스핀소자는 예를 들면 다진법으로 동작할 수 있어 논리 및 연산능력을 대폭 늘릴 수 있는 새로운 아키텍처로 양자컴퓨터의 실현을 가능케 할 수 있다. 위의 미래소자들은 지금보다 1000배 이상의 집적도와 동작속도를 지닌 시스템으로 테라비트 메모리, 페타플롭 마이크로 프로세서, 양자컴퓨팅으로 고도의 지능형 시스템을 구현시킬 수 있을 것이다.
상위 층의 네트워크 시스템이 더욱 거대화하여 무한히 팽창하는 것과 마찬가지로 역설적이지만 나노 기술은 더 이상 작을 수 없는 물질의 원자를 다루는 수준으로 파고들어 세분함으로써 수천 배, 수만 배로 수와 기능과 에너지 효율을 높이는 창조적 작업을 하고 있다. 지구촌의 모든 사람들이 하나의 네트워크에 연결되어 실시간 정보의 서비스를 받아 일상활동에 지원을 받고, 대화할 수 있고, 지구촌의 구석구석의 변화도 실시간에 자율적으로 감시되고 통제되어 안전하고 깨끗한 환경을 이루어 나갈 수 있다.
3. 안테나와 센서 기술
안테나와 센서는 공통된 특징이 있다. 무선통신구조상 모두 정보처리의 양 끝 단에 위치한다. 센서에서 발생된 정보는 내부의 처리를 거쳐 안테나로 방사되며, 안테나로 유입되는 외부의 센서 제어 및 보정 신호는 다시 내부의 처리를 거쳐 센서로 전달된다. 일반적으로 통신신호를 송수신하는 모듈에는 안테나와 필터, 스위치 등 수동소자가 있어 동작 주파수나 모드를 변화시켜가며 작동하는 reconfigurable 기능을 가질 수 있다. 특히 미세전자기계시스템(MEMS)기술은 보다 우수한 RF 스위치 소자 제작이 가능한데, 이 스위치 소자로 패치 안테나의 연결을 변경하여 다양한 캐리어 주파수를 송수신할 수 있는 구조로 변경할 수 있다. 더불어 안테나는 송수신 블록에서 있으면서도 아직도 외부에 부품 또는 모듈 형태로 조립이 되고 있지만 유비쿼터스 관련 향후 기술의 발달에 따라 얼마든지 칩 위에 집적화 될 수 있다. 이렇게 함으로써 패키지 비용을 줄임과 동시에 아주 작은 사이즈로 구현이 가능하게 된다.
극미소 센서 또한 유비쿼터스 단말기의 핵심적인 기술 요소이다. 휴먼인터페이스를 위한 오감센서, 독성이나 폭발성을 감지하는 가스센서, 압력과 온도, 유량을 측정하는 기기제어 센서, 방사선이나 엑스레이의 고에너지선 센서, 생체의 혈당, DNA 분석을 위한 바이오 센서, 바이러스 센서와 같이 수 많은 종류의 센서가 개발되고 있다. 그러나 이들의 대부분은 정확성이 부족한 상태로 기술 수준이 매우 낮은 상황이다. 특히 극미소 통신칩에 부착되기 위해서는 크기를 대폭 줄여서 실리콘 반도체 회로에 복합시키는 수준으로 소형화 기술이 필수이다. 따라서 고품질을 위해 앞으로 개발되어야 하는 센서의 신호감지 정밀도, 속도, 신뢰성에 대한 기술개발 항목들이 수 없이 많다.
4. 유비쿼터스 RFID
일반적으로 많이 활용되는 RFID는 유비쿼터스의 기능적 요소를 많이 가지고 있다. 달리 표현하면 현재 사용되고 있는 RFID는 앞으로 도래할 유비쿼터스 사회의 하나의 예에 해당하는 것이다. 하지만 기존의 RFID와 기능적으로 많이 다르기 때문에 유비쿼터스의 사회에 유기적으로 적용되기 위해서 더욱 발전된 형태로 개발하여야 할 것이다. 앞에서 거론된 초소형 통신칩의 다양한 형태 중에서 가장 작고, 간단하여 기능이 최소이고, 전력소모가 적으며, 상용화의 최선봉에 설 것으로 예상된다.
일반적으로 RFID는 자신의 ID를 포함하는 약간의 정보를 가지고 있고, 몇 종류의 센서의 신호를 데이터화 하여 무선으로 주변의 네트워크 단말과 접속된다. 현재는 신용카드 크기 정도의 RFID가 사용되고 있으나, 유비쿼터스에 적용되기 위해서는 수mm 정도의 크기로 줄이는 동시에 가격도 크게 낮출 필요가 있다. 유비쿼터스용 RFID는 동식물의 ID화와 통제, 상품의 바코드 대체, 자동차 통행료 자동지급, 교통통제, 고가의 제품 복사방지, 재물의 도난방지, 재고관리 등에 적용될 수 있으며, 이들 정보는 단순한 인덱스를 위한 것이 아니라 효율성 개선이라고 하는 큰 명제를 고려해야 한다.
AutoID 센터는 유비쿼터스와 RFID의 연관관계를 잘 파악하여 연구에 반영하고 있는 듯 하다[6]. 정적인 정보를 가지는 일반적인 RFID와는 달리 동적인 개체에 대한 등록, 초기화, 데이터 확보, 제어 등을 유기적으로 연동이 되도록 설계되어 바코드, 지능형카드, 음성인식, 생체정보인식, 광학정보인식, RFID 등의 기능이 복합적으로 수행되도록 고려되었다. 또한 가격을 획기적으로 낮춤과 동시에, 과거 25년 동안 보이는 부분에서만 그 기능을 수행했던 바코드를 대체하고, 노출되지 않는 개체에 대하여도 인식되도록 하는 큰 장점을 활용하여 광범위하게 사용하려는 계획을 가지고 있다.
V. 맺는 말
21세기에 이르러 여러 기술군은 새로운 변화를 맞이하고 있다. 인간에게 한정적인 자원을 효율적으로 유지 및 관리하기 위하여 필연적으로 유비쿼터스 사회로의 준비를 해야 되는 시점에 있다. 한마디로 정의를 내리기 어려울 정도로 다양한 특성을 가진 유비쿼터스이지만 본 고에서는 유비쿼터스 사회를 구현하기 위해서는 필수적인 기술요소로서 무선통신기술과 관련 소자기술의 특징과 전망을 정리하고 제시하였다. 정보통신강국으로서 지구촌의 자원 효율화라는 큰 명제 아래 기반기술인 유비쿼터스용 무선통신기술을 적극 개선 및 발전시켜야 함은 물론이고 원천적으로 소자기술 및 공정기술을 유비쿼터스의 이념에 맞도록 보완, 발전하려는 연구노력이 필요한 시점이라 하겠다. 지금까지의 넓은 영역에서 서비스되는 기존의 잘 정형된 음성 및 데이터 무선통신의 특징과는 원천적으로 다른 아직 완벽히 정의되지 않은 유비쿼터스 무선 네크워크를 준비해 나간다면 교환기-메모리-정보통신으로 이어진 우리나라 연구결과의 대발전사는 유비쿼터스 사회를 조기에 실현하고 선도하는 중대한 성공을 거둘 수 있을 것이다.
<참 고 문 헌>
[1] 2002년 정보통신산업 수출입 동향분석, 주간기술동향, 2003. 2
[2] http://www.ubiq.com/hypertext/weiser/UbiHome.html
[3] http://robotics.eecs.berkeley.edu/~pister/SmartDust/
[4] http://engineer.tamu.edu/tees/csp/wireless/homepage.htm
[5] http://www.motion.aptd.nist.gov/
[6] http://www.aimglobal.org/technologies/rfid/
유비쿼터스[Ubiquitous]에 기반한 효과적인
광고 방법 및 사례 연구
유비쿼터스 비즈니스, 온라인 비즈니스의 근본적인 차이점은 온라인 인터넷이 Web Traffic을 특정 사이트로 유도하는데 그친다면, 유비쿼터스 비즈니스는 그 광고의 효과를 실제 경제활동으로 유도할 수 있다는 점이다. 이는 유비쿼터스 광고에서 유발된 효과는 Call Back URL, Number 등으로 실제 상거래와 구매를 위한 용이한 연결 수단을 제공한다는 점에서 다른 매체와는 차별화된 의미를 갖는다. 향후 도래하게 될 차세대 이동통신 규격 IMT-2000의 상용화와 이에 걸맞는 다양한 멀티미디어 기술, 온라인과 유비쿼터스를 연계하는 다양한 인터페이스 기술, 그리고 이러한 진보된 유비쿼터스 환경을 수용하는 신개념의 유비쿼터스 멀티미디어 디바이스의 출현은 이제 유비쿼터스 광고 시장의 본격화를 예고하기에 충분하다. 본 논문은 초기단계인 유비쿼터스 비즈니스를 위한 광고 기법, 콘텐츠 활용 방법등에 대한 연구 초기단계인 현 상황에서 급증하는 유비쿼터스 비즈니스의 규모에 적합한 유비쿼터스 컨텐츠를 활용한 광고전략 및 시스템 운영 방법을 제시하고자 한다.
온라인에서 익숙해 있던 각종 광고기법을 무선 인터넷 환경에 적용시키는 것으로 "음악, 문자, 그래픽, 동영상이 담긴 광고를 이동전화, PDA 등 이동 단말기로 전송하는 서비스"이다. 본격적인 활성화 이전 단계로, 1x EVDO 서비스가 본격화됨에 따라 단순한 문자메시지 광고 서비스에서 벗어난 Multimedia Messaging Service가 도입되고 있다.
2.1.1 타겟 마케팅 용이
기존 TV, 라디오, 신문, 잡지 등의 광고는 불특정 다수를 대상으로 일반적인 내용만을 전달하였는데 이동전화를 광고의 플랫폼으로 사용할 경우, 이동전화 구입과 동시에 생성되는 DB에 따라 개인에 맞는 타겟 광고가 가능하다.
2.1.2 즉각적인 상호작용
기존 매체를 이용한 광고의 경우, 소비자의 광고에 대한 반응을 파악할 수 있는 방법이 없었지만, 유비쿼터스 광고의 경우, 일단 SMS나 MMS로 전송된 광고를 사용자가 확인한 후 삭제, 또는 추후 수신거부 및 연결 사이트로의 링크를 선택하게 됨으로써 소비자의 반응을 효과적으로 파악할 수 있다.
2.1.3 위치기반 광고의 가능
LBS 기술의 발달로 일반 광고와 달리 사업자의 타겟에 해당되는 소비자만을 대상으로, 그것도 이들이 자신의 사업장 근처에 왔을 때 효과적이고 적극적으로 광고를 시행할 수 있다. 또한, 이에 따라 재벌과 같은 대규모 사업자 이외 중, 소형 사업자에게도 보다 저렴한 가격에 보다 효과적인 광고를 할 수 있는 기회가 제공되는 것이다
2.2.1 유비쿼터스 광고의 장점
기존 매체에 비해 1:1 타겟 마케팅 용이하며 즉각적인 상호작용 가능(양방향성)하고 위치기반 을 활용한 광고가 가능하다.
2.2.2 유비쿼터스 광고의 단점
기존 광고에 비해 소비자의 동의가 절대적으로 필요하다. 이는 Permition Marketing의 한 부류로 해석되는 One to One 마케팅의 기법이기 때문이다. 적절한 보상이 없을 시 역효과 발생 가능하다. 광고의 무절제한 남용으로 인한 문제발생 가능성이 있다. 광고는 관심으로부터 그 효과가 증대되는 것이나, 유비쿼터스 광고는 무분별한 광고로 해석되기 쉽다는 것이다.
무선 인터넷 페이지상의 배너광고, 음성기술을 이용한 음성광고, 페이지와 페이지 사이의 연결광고, 캐릭터/벨소리 다운로드 서비스를 이용한 광고 등 기존 온라인 상에서 시행되었던 광고기법들이 그대로 유비쿼터스로 전이되고 있으며, SMS를 활용한 단문광고, 리치 미디어 광고 등 무선 환경에 보다 적합한 광고기법들도 개발되어 적용되고 있다.
3.1.1 SMS(Short Messaging Service)
휴대전화에 메시지를 최대 160 글자까지 보낼 수 있는 기술로서 SMS 서비스는 GSM방식을 기반으로 시작되었던 만큼 처음에는 유럽에서만 이용할 수 있었다. SMS는 무선호출 서비스와 비슷한 형태이지만, 수신된 메시지가휴대전화가 꺼져있거나, 통화 불가능 지역에 사용자가 있는 경우에도, 그 전화가 통화가능한 상태가 될 때까지 며칠동안 보존된다는 점이 다르다. SMS 메시지는 같은 셀 내에 있거나 또는 로밍서비스를 받고 있는 사람이라면 누구에게라도 전송될 수 있다. 앞으로는 LBS 기술의 접목, Mobile CRM Solution, IMT 2000의 상용화에 따라 철저한 타겟팅 광고가 가능해질 것이며, 단문메시지를 이용한 광고에서 벗어나 휴대폰 상의 배너, 쿠폰, 동영상, 애니메이션 등 다양한 형태의 MMS(Multimedia Messaging Service)를 사용하게 될 전망이다.
3.1.2 WAP(Wireless Application Protocol)
무선망에서 인터넷 서비스를 효율적으로 제공하기 위해 정의된 무선 인터넷 프로토콜이다. 기존 인터넷표준인 HTML을 통한 인터넷 서비스는 대형화면을 가진 데스크탑 컴퓨터를 위한 것이기 때문에 소형 휴대폰에는 적합하지 않다. 이에 대한 대안으로 WML을 사용하게 되며, 또한 대역 이용 등에서 오는 통신속도문제를 해결하기 위해서 텍스트 코드를 그대로 송신하는 것이 아니고 인터넷의 데이터를 컴파일한 후 컴팩트한 바이너리 데이터로서 단말기에송신한다.
3.1.3 Push 서비스
서버에서 필요한 정보를 제공하는 Pull 모델과는 다르게 사용자의 요청 없이도 서버에서 등록된 사용자에게 정보를 제공하는 서비스 모델을 Push 모델이라 한다. 이러한 Push 서비스로는 크게 유선 인터넷상에서의 Push 서비스, SMS, WAP 기반의 Push, WAP 2.1에서 표준으로 구현되는 Push 등으로 나눌 수 있지만, 사용자 입자에서 보면 모두 요청하지 않은 상태에서 서비스가 제공되는 것이기에 큰 차이를 느낄 수는 없다. 이러한 Push 서비스의 경우, 이미 유선 인터넷상에서 마이크로 소프트, 네스케이프 등에 의해 활발히 시도되었으나, 몇 가지 이유로 인해 큰 반향을 불러 일으키지는 못했으며, 사실상 실패한 것으로 평가되고 있다. 그러나, 무선 인터넷의 경우 이동성과 휴대성, 그리고 즉시성을 바탕으로 하여 Push 서비스가 다시금 주목을 받고 있다.
4.1.1 One to One 매스미디어
휴대전화의 가장 큰 특이점은 개인이 보유하고 있는 개인만의 미디어라는 점이다. 이러한 개인의 미디어는 개별화된 정보를 전달하는 Mass & Interactive Media라는 유일무이한 매체로서 기존의 미디어를 능가하는 무한한 가능성을 내포하고 있다.
4.1.2 유선 인터넷과 차별화된 새로운 미디어
휴대단말기가 가지는 제한된 Display와 메모리 구조에 따라, 최적화된 Contents를 표현하는 간결하고, 주목성이 높은 컨텐츠로 구성되어야만 하는 차세대 미디어로, 변화를 수용할 수 있는 새로운 사용자층으로 구성된 커뮤니티를 가지고 있다.
4.1.3 고객 밀착형 미디어
사용자가 24시간 자신과 밀착되어 있는 유일한 아이템이라는 점에서 주목을 할 수 있다. 이러한 휴대전화는 아침부터 수면에 들기 전까지 자신이 직접 운용하고 관리하는 미디어라는 점에서 의미를 부여할 수 있다. 이러한 밀착된 미디어는 고객이 원하는 'Pull' 형태의 정보와 고객을 일깨우는 'Push"형태의 광고가 공존할 수 있는 공간이 된다.
4.1.4 고객 성향을 대변하는 미디어
수많은 컨텐츠와 정보에서 자유로이 제공되는 사용자 네비게이션 기능은 사용자의 개성과 성향을 정확히 반영하는 미디어로 자격을 갖는다. 이러한 축적된 사용자 성향은 예측된 정보와 맞춤정보를 활용하게 되는 중요한 근거자료를 생성하는 미디어이다.
4.1.5 과금이 용이한 미디어
유선의 인테넷이 인증과 보안문제로 문제점을 가지고 있을 때 유비쿼터스 디바이스는 개인 휴대통신라는 태생의 근원적인 문제로 이러한 문제점을 일찌감치 해결하고 있었다. 다양한 안전장치로 무장한 유비쿼터스 인터넷은 확대되는 보안 솔루션과 인증기능으로 독립적인 유비쿼터스 상거래의 수단으로 활용될 수 있다. 또한 이미 사용자에게 익숙해진 휴대전화 과금은 무료에 익숙해진 유선의 인터넷과는 차별화된 비지니스 모델을 가능하게 한다.
4.2.1 Mass Market & Target Reach
TV, 신문을 능가하는 보급율과 고객의 확보는 다량의 고객에게 동시게 접근하게 하는 강력한 수단을 제공한다. 또한 다양한 노출방법으로 정제된 정보를 제한된 고객에게 접급시키는 고도의 Targeting 정보의 제공을 가능하게 한다.
4.2.2 Multi Interactive
사용자의 다양한 반응 형태를 확인할 수 있다는 특징이 있다. 기존의 웹이 제공하는 것이 웹 클릭이라고 한다면, 유비쿼터스 광고에서는 휴대전화의 특성을 살린 '음성통화', '메일' 기능까지 추가되어 양방향의 사용자 네비게이션을 제공한다.
4.2.3 Time Marketing
고객과 언제나 함께한다는 휴대기기의 특징으로 24시간을 활용한 적절한 Action을 취할 수 있다는데 가치를 발휘한다. 광고주는 출근시간, 점심시간, 취침시간에 적합한 최적화된 광고를 보낼 수 있어 사용자의 외면을 최소화 할 수 있다.
4.2.4 사용자 유도
이동환경을 고려한 광고를 보낼 수 있다는 특징이다. 적절한 인센티브를 활용하여 사용자는 특정위치에서만 보내지는 광고를 수신하고 사용자의 행동을 유도 할 수 있다.
4.2.5 결제도구
휴대전화에서 추진중인 강력한 인증과 결제기능은 전자화폐와 연동되고 신용카드와 연계되어 Mobile Commerce를 활성화하고 매체간 결재수단으로 확대될 것이다.
4.2.6 확장 가능성
연령, 성별, 직업 등 사용자 개개인의 정확한 정보를 가지고 있는 '나'만의 영원한 소장품이라는 특성과 유비쿼터스만이 가지는 위치확인(Position Determination), 정확한 Timing(On Time), 상시 대기모드(Always On Line)의 특성은 이제 다른 매체가 가지지 못하는 강력한 타겟 마케팅의 인프라로 새롭게 평가될 수 있다.
따라서 이러한 유비쿼터스 광고는 기존의 단순한 배너광고에서 부터 정확한 위치와 대상이 고려되어 가장 정확한 시점에 제한된 사용자에게 광고가 이루어지는 맞춤광고를 가능케 한다.
5. 유비쿼터스[Ubiquitous]에 기반한 효과적인 광고 방법
5.1 유비쿼터스
5.1.1 유비쿼터스의 유래 및 정의
라틴어에서 유래한 유비쿼터스는 ‘언제 어디서나’ ‘동시에 존재한다’는 뜻이다. 이 용어는 일반적으로 물·공기처럼 도처에 편재한 자연자원이나 종교적으로는 신이 언제 어디서나 시공을 초월해 존재한다는 것을 상징할 때 사용된다. 컴퓨터화의 새로운 패러다임으로 유비쿼터스는 유비쿼터스 컴퓨팅과 유비쿼터스 네트워크를 기반으로 물리공간을 지능화함과 동시에 물리공간에 펼쳐진 각종 사물들을 네트워크로 연결시키려는 노력으로 정의할 수 있다. 인터넷이 책상에 홀로 떨어져 있던 컴퓨터를 연결시켰다면 유비쿼터스화는 환경속에 떨어져 존재하는 도로·다리·터널·빌딩·건물·화분·냉장고·컵·구두·종이 등과 같은 물리적 사물들을 연결하는 것이다. 따라서 유비쿼터스화는 사물들의 인터넷(things to things, Internet of things, networks of atoms)화를 지향한다. 결국 이는 사람·컴퓨터·사물들을 네트워크로 연결하고 3차원으로 정보를 수발신하게 되는 컴퓨터화의 최종 발전단계를 의미한다. 이런 가운데 새 국가경영전략으로 제안된 ‘유비쿼터스 코리아(u코리아)’ 구상은 오는 2007년까지 유비쿼터스 네트워크 기반을 구축해 세계적인 지식허브국가를 건설하는 것을 주요 골자로 한다. 과거의 ‘사이버코리아21’과 ‘e코리아’ 계획을 u코리아 비전으로 업그레이드하자는 제안이다. 이를 위해 오는 2007년까지 세계 최초로 전국의 가정과 공공장소, 도시시설물 등을 연결하는 초고속 유비쿼터스 컴퓨팅 및 네트워킹 기반을 구축해 생산적이고 깨끗한 국가시스템을 운영하자는 장기적인 국가경영전략이다.
UC버클리의 ‘스마트 먼지(smart dust)’ 프로젝트, MIT 미디어랩의 ‘생각하는 사물(things that think)’ 프로젝트, 컴퓨터과학연구소(Computer Science Lab)의 ‘옥시전(oxygen)’ 프로젝트, MS의 ‘이지리빙(easyliving)’ 프로젝트, HP의 ‘쿨타운(cooltown)’ 프로젝트, 도쿄대학의 ‘TRON(The Realtime Operating System Nucleus)’ 프로젝트, 일본 총무성의 ‘초소형 칩 네트워크’ 프로젝트 등 새로운 물결의 도래를 준비하는 선진국의 노력들에 대한 사례에 대한 고찰을 통하여 유비쿼터스에 대한 기본 적인 개념의 이해를 돕고자 한다.
5.1.2. 유비쿼터스의 활용
인터넷이 비즈니스 수단으로 이용되면서, 통신망 기술에서 유비쿼터스를 이용하려는 회사들이 급속하게 증가하고 있다. 다수의 회사들은 사무실과 자택을 아우르는 환경에서 생산성과 효율성을 증가시킬 수 있는 방법으로 유비쿼터스 통신 개념을 채택하고 있다.
언제 어디서든 인터넷에 접속하고 음성 및 데이터 전송 서비스를 가능하게 하는 유비쿼터스 통신을 구현할 수 있는 무선통신기술로는 와이파이(Wi-Fi:IEEE 802.11), 3세대(3G) 및 블루투스가 각광받고 있다. 현재 무선랜시장은 미국 기업에서 급격히 성장하고 있으며 아시아·태평양지역의 점점 많은 회사들이 사내와 공공장소에서 무선 근거리통신망(LAN) 채택을 본격화하고 있다. 지난해 무선랜시장은 1580만개의 와이파이 디바이스가 판매되면서 18억달러 이상의 시장규모를 형성했다. 무선랜시장의 성장요인은 무선랜을 설치하는 기업의 증가 이외에도 기업환경 수준에서 다양한 활동을 펼치는 소호(SOHO) 및 홈네트워킹 규모가 커지기 때문이다. 그러나 802.11의 서로 다른 기술특징에 대한 보안 및 개념과 관련된 문제는 무선랜시장의 성장을 방해해왔다. 허술한 보안과 완벽한 경영시스템의 부재가 기업들의 와이파이 채택을 늦추고 있지만 와이파이 채택을 가속화하는 과정에서 다양한 혁신과 표준 개발이 진행되고 있다. 개인용 통신수단으로 자리를 확고히 하고 있는 이동전화는 전세계에서 규모가 가장 큰 컨슈머 전자산업을 창출했다. 그러나 최근 이슈화 되고 있는 ‘글로벌 로밍’ 기능을 위해서는 통일된 전세계 표준 개발이 먼저 요구된다. 소비자에게 3G 기술이 기존에 사용하고 있는 이동전화보다 더 합리적인 사용요금과 고성능 통화품질, 영상 및 오디오 다운로드 서비스를 빠른 속도로 제공한다는 것을 확신시켜야 한다. SK텔레콤과 KTF 등은 비디오 스트리밍, 비디오 콘퍼런스, 인터넷 접속, 메시징 및 향상된 통화품질에 이르는 서비스를 갖춘 3G 유비쿼터스 서비스를 제공하고 있다. 그러나 카메라와 스테레오 사운드 규격을 갖춘 3G 이동전화는 단순한 기능만을 갖춘 기존의 이동전화보다 2배 정도 비싼 것이 문제다. 주의깊게 살펴봐야 하는 또 다른 무선통신기술 표준으로 블루투스가 있다. 블루투스는 새로운 애플리케이션 모델을 제시할 단거리 통신 디바이스의 표준이며 기존 전화서비스의 수준을 훨씬 넘어 이동전화의 역할을 확대시킬 것이다. 삼성전자·도시바·소니·마이크로소프트·HP·컴팩·자브라 등의 회사는 카메라폰·개인휴대단말기(PDA)·포켓PC·범용직렬버스(USB)·디지털카메라·헤드세트 등의 블루투스 제품을 출시해서 미국·유럽과 아시아 일부 지역에서 판매하고 있다. 그러나 여전히 상호운영성, 전력소모, 비용 및 보안 등의 기술문제가 해결되지 않았다. 유비쿼터스 기술 구현을 위한 무선기술 중에서 단연 주목받는 분야는 무선랜이다. 미국 전역에서 와이파이 핫스폿은 커피숍·호텔·공항·서점·기업, 심지어 가정의 거실에 이르기까지 모든 지역에 설치되어 있다. 오는 2007년까지 미국에서 공중 핫스폿 통신망 사용자는 2100만명에 이를 전망이다. 전세계적으로 무선서비스가 맹위를 떨치는 가운데 핫스폿사업자와 통신사업자가 직면한 가장 큰 문제는 사용자에게 월 사용료 미화 20달러 정도의 합리적인 가격으로 언제 어디서든 연결되는 최고의 통신서비스를 제공하는 것이다. 디바이스 제조업체들은 다른 시장에서 필요한 요구를 충족시키는 알맞은 제품을 정의하고 이해해서 제조하는 것이 필요하다. 계속 발전하는 무선기술은 어떻게 합의점을 도출해야 하는가 하는 화두를 던진다. 사용자들은 사용하기 쉬운 사용자 친화적인 디바이스를 계속 필요로 하는가? 그렇지 않다면 더 많은 비용을 지불하면서 각각 다른 환경에서 요구하는 각각의 디바이스를 사용할 의사가 있는 것인가? 사용자와 기업이 통신기술에서 유비쿼터스의 필요성을 만족시키기 위해 얼마나 많은 비용을 지불해야 할까? 다 함께 생각해볼 문제다.
5.2 유비쿼터스의 산업전반 및 광고계의 활용예
5.2.1. 유비쿼터스의 유래 및 정의
<물류 기반산업의 적용예 >
미국 셰브로렛사의 미시간주 물류창고에는 별도의 출입관리자가 없다. 대신에 이곳을 출입하는 수송차 3500대에는 무선ID(RFID) 태그가 부착되고 창고 입구와 각 층에는 리더(reader) 및 안테나 장치가 설치돼 있다. RFID 태그를 부착한 수송차가 창고 입구에 도착하면 리더는 원격으로 신호를 인식하고 이를 내부 데이터베이스(DB) 정보와 비교한다. 신호와 정보가 일치하면 자동으로 ‘파란불(green light)’이 켜지며 문이 열리고 반대일 경우 ‘빨간불(red light)’과 함께 문이 열리지 않는다. 유비퀴터스 컴퓨팅 기술을 물류산업에 접목시키는 ‘u로지스틱스 시대’가 오고 있다. 첨단 IT인프라와 정책적 지원이 뒷받침돼야 하지만 이미 물류업계는 향후 u로지스틱스가 몰고 올 물류시장의 변화와 새로운 비즈니스 창출 가능성에 주목하고 있다. 실제로 u라이프(u-life), u케어(u-care), u홈(u-home), u교육(u-education) 등 산업별로 진행되는 유비퀴터스화 추세에 맞춰 ‘u택배’라는 새로운 용어가 등장했다. 기존의 물류 운송장과 터미널, 차량, 개인휴대단말기(PDA) 등을 유비쿼터스 개념으로 업그레이드한 u운송장·uPDA·u터미널 등도 더이상 생소한 단어가 아니다. 따라서 전문가들은 후진성을 면치 못하고 있는 국내 물류산업의 발전을 위해서라도 u로지스틱스의 도입은 필수적이라고 입을 모은다. u택배의 초기단계는 택배업계의 일 마감 실현, 고급형 맞춤서비스 구현이다. 조금 더 발전하면 유동적인 물량과 송·수하인 주소를 정확히 확인하고 최적의 인력과 장비 투입으로 물량처리를 지능화하는 작업이다. 궁극적으로는 유비쿼티스 컴퓨팅과 유비쿼티스 네트워크 사례를 통해 널리 알려진 것처럼 ‘언제 어디서나 어떤 방법으로든’ 택배물을 주고 받고 심지어 택배서비스 이용자의 건강 체크, 금융서비스 등 신개념 생활서비스까지 제공하는 것이다. u택배는 택배사원을 중심으로 u택배차량·u운송장·u무인창구 등 크게 세부분으로 나뉘어 진행된다. 택배사원은 uPDA를 이용해 u터미널로부터 최적의 배달순서를 실시간으로 지시받는다. u무인창구는 수신된 송·수하인 부재 여부를 확인해 알려주며 고객으로부터 화물 집하 요청도 자동으로 받는다. 또 화물의 도착여부도 고객에게 알려준다. u택배차량은 위치측정시스템(GPS)·지리정보시스템(GIS)·지능형교통시스템(ITS)과 연결돼 최적의 운송경로를 자체에서 분석, 수행해 제공한다. u터미널에서는 테그가 부착된 택배물의 정보를 읽어 도착지별로 자동분류한다.
u택배의 고도화는 제품 혁신과도 맞물려 있다. u택배가 정착되면 사물의 일생관리가 가능해지기 때문이다. 유비쿼터스 기술과 물류가 만나 제품 생산 이후부터 폐기되기까지 전과정을 통합·관리할 수 있는 고도화된 ‘물류 전성시대’가 열리는 것이다.
<미래의 u우체국>
미래 2010년, 어느날 아침. 유비티즌 u씨는 추석을 앞두고 고등학교 시절 선생님께 선물을 보내드리려고 한다. 출근시간이라 시간도 없고 주소록도 오래돼 마음이 찜찜했지만 u에이전트를 믿고 아파트에 있는 자신의 u우편함에 선물을 넣은 뒤 목적지 주소를 등록하고 출근을 한다. u우편함은 목적지 주소정보를 포함해 다양한 정보를 기록한 스마트태그(RFID)를 선물에 부착하고 u에이전트의 지시에 따라 가장 가까이 있는 택배차량에 배달을 요청한다. 택배회사는 u에이전트가 지속적인 학습과 u플랫폼에서 주는 최신정보를 통해 스스로 향상시킨 지능을 통해 찾은 가장 저렴한 택배업체다. 물론 u우편함에서 자동으로 결제가 이뤄지고 은사님 댁으로 배달이 시작된다. 배달물량이 산적해 있지만 택배차량 운전기사는 평소와 다름없이 운전을 한다. 언제부터인지 서두르는 법이 없다. GPS·GIS·ITS로부터 최적 경로를 지원받기 때문이다. 더욱이 배달순서가 실시간으로 정렬되고 틀린 주소도 u플랫폼과 통신해 정확한 주소로 수정해 알려줘 틀린 주소로 잘못 배달되거나 허탕을 치는 일도 없다. 마침 택배차량으로 이동중에 u씨 선물의 RFID에 등록된 주소가 틀린 주소라는 것이 판명됐다. 역시 오래된 주소록이 문제였다. 하지만 즉시 u플랫폼은 최신의 정보를 알려줘 문제 없이 배달에 성공한다. 퇴근해서 돌아온 유비티즌 u씨는 아침에 보냈던 선물이 은사님께 잘 도착되었다는 것을 알게 된다. 긴급하지 않은 정보는 즉시 알림 통지하지 않아도 된다고 설정을 해놓았기 때문이다. 또 주소를 잘못 등록했지만 잘 배달되었다는 것을 알게 되고 흐뭇한 표정을 지으며 틀린 주소를 수정한다. 이러한 생활모습은 더 이상 공상과학 영화에 나오는 이야기가 아니다. 이미 현실로 다가오고 있고, 우리 몸에서 신체의 각 기관을 순환하며 영양이 필요한 곳에 영양을 공급하고 노폐물을 거둬들이며 세균과 바이러스에 대항하는 백혈구와 항체를 운반하는 혈액과 같이, u우체국은 우리 생활공간의 구석구석을 연결시키는 중추신경 역할을 한다. u우체국 등 물류·택배산업이야말로 보이지 않게 인류의 새로운 생활양식을 떠받쳐줄 유비쿼터스 컴퓨팅 기술의 제1호 적용대상인 것이다.
<유비쿼터스에 의한 가정내의 변화>
◇ 편리한 가정=원격교육, 재택근무, 원격검침, 원격제어 등 그동안 영화 속에서나 볼 수 있었던 미래의 생활모습이 실제로 가능해진다. 회사에 처리할 일들이 산더미 같이 쌓여있지만 병으로 출근을 못하게 된 직장인이 휴대폰, PDA, 컴퓨터 등을 통해 회사의 정보를 열어보고 업무를 처리한다. 그리고 나서 자신의 주치의와 영상전화를 하며 각종 전자의료기기로 몸상태를 의사에게 알린다. 의사는 전자적으로 진단을 한 뒤 처방을 내리고 택배회사는 30분내에 조제된 약을 배달해준다. 외부에서 휴대폰으로 전기밥솥에 조리를 지시하면 퇴근 후 집에 들어가 따뜻한 밥을 바로 먹을 수 있다. 전자레인지, 냉장고, 에어컨, 샤워기 등도 원격제어가 가능해진다. 여기에 음성인식 기능이 추가되면 노인, 어린이, 장애인 등도 디지털 공간에 용이하게 발을 들여놓을 수 있다. 산골에 있는 초등학생도 서울의 유수 학원 강사와 일대일로 교육을 받을 수 있다. 또 해외 유학을 가지 않고도 미국의 유명 대학원에 등록해 박사학위에 도전할 수 있다.
◇ 즐거운 가정=휴일에 TV보는 게 유일한 취미인 사람들에게 디지털 홈은 희소식이다. 비디오가게에 가지 않고도 인터넷으로 DVD급 영화를 다운로드해 대형 TV로 시청할 수 있다. 영화를 보다가 주인공이 찬 시계가 어느 회사 제품인지, 가격은 얼마인지 살펴본 뒤 즉시 구매할 수 있다. 보고싶은 프로그램이 있어 미리 예약을 하면 시작 시간 10분 전에 휴대폰으로 알려준다. 집 밖에 있으면 디지털 저장장치에 자동으로 녹화가 돼 편리한 때 볼 수 있다. 또 저장한 콘텐츠를 친지, 친구 등에게 보낼 수 있을 뿐 아니라 홈서버 등을 통해 특정인들과 정보를 공유하는 것도 가능하다. 게임 환경도 한층 좋아진다. TV, 오디오, 컴퓨터 등을 모두 이용해 입체 게임을 할 수 있다. 고선명TV로 온라인 게임을 즐기면서 실시간으로 변하는 자신의 순위도 알아볼 수 있다.
◇안전한 가정=방범, 방재 등도 디지털 기기가 알아서 처리한다. 외출 후 집안에 이상한 움직임이 포착되면 곧바로 관련 동영상을 사무실 컴퓨터나 휴대폰으로 보내준다. 이용자는 집안 상황을 원격지에서 파악하고 침입자임이 확인되면 단축키 하나로 인근 경찰서에 신고할 수 있다. 도둑을 잡는 것만 아니라 전기누전 등으로 인해 화재가 발생하면 인근 소방서에 자동으로 신고돼 대형 사고를 막을 수 있게 된다. 어린이, 치매노인 등의 위치도 언제 어디서나 확인할 수 있어 유괴, 실종될 가능성을 미연에 방지해준다. 또 어린이, 노인 등의 체온, 혈압 등이 수시로 점검돼 홈서버에 기록되고 이상징후가 발생하면 보호자와 의사에게 즉시 연락된다. 돌발 상황시에는 구급차가 즉시 출동해 불행한 사태를 사전에 막아준다.
◇윤택한 가정=디지털 홈이 구현되면 모든 경제활동을 안전하게 집안에서 처리할 수 있다. 은행은 물론 백화점에 갈 일도 크게 줄어들 전망이다. 홈쇼핑의 경우 브로드밴드 통신을 통해 상담원과 얼굴을 보고 대화하며 상품의 동영상을 직접 살펴본 뒤 구입할 수 있게 된다. 가격비교도 쉽다. 일일이 검색하지 않아도 몇번의 클릭으로 전국, 전세계의 상품을 검색해 가장 저렴하고 안전한 상품구매방법을 알려준다. 보험, 은행, 증권, 채권, 부동산 등 개인의 경제정보도 홈서버에 설치된 프로그램이 자동으로 계산해 실시간으로 재산 변동을 알려준다. 새로운 경제 상품이 등장하면 특장점을 보고하고 언제 어디서나 상품 구입이 가능해진다.
◇유비쿼터스 가정 구현=정보통신부는 이처럼 편리한·즐거운·안전한·윤택한 삶을 가능하게 하는 ‘디지털 라이프 실현을 위한 디지털 홈 구축계획’을 최근 발표했다.
집안까지 초고속망이 깔리고 1인당 1대의 휴대폰시대가 왔지만 이같은 성과는 다분히 양적인 것일 뿐 질적인 측면에서 미흡한 실정이다. 앞으로는 디지털 융합(컨버전스) 기술이 가속화됨에 따라 이에 적극적으로 대비, 언제 어디서나 기기에 구애 받지 않고 다양한 서비스를 누릴 수 있는 유비쿼터스 환경을 구현하자는 것이다.
정통부는 디지털 홈 사업을 통해 우리나라에 세계 최고의 디지털 홈 환경을 조기에 실현하고 이를 통해 유비쿼터스 환경을 앞강다는 한편 유비쿼터스 네트워킹 관련된 산업으로 세계시장을 선도해간다는 계획이다.
<디지털홈 구축 계획>
정보통신부는 오는 2007년까지 총 2조원의 예산을 투입해 전체가구의 61% 수준인 1000만가구에 디지털 홈 환경을 구축하는 것을 내용으로 한 ‘디지털 홈 구축계획’을 마련했다.
정통부는 차관을 위원장으로 ‘디지털 홈 정책추진위원회’를 구성하고 가전업계 위주의 ‘인터넷 정보가전 표준포럼’을 ‘디지털 홈 표준화 포럼’으로 확대 개편해 포괄적인 민관 추진체계를 만든다. 그리고 디지털 홈 시장창출을 위해 일반주택·아파트 등 다양한 주거환경에 적합한 표준 홈네트워킹 모델을 개발키로 하고 100가구를 대상으로 시범사업을 실시할 방침이다. 이와함께 홈네트워크 기술 표준화와 가정용 서비스 로봇, 초광대역밴드(UWB), 댁내광가입자망(FTTH) 기반의 홈게이트웨이 등 차세대 기술도 개발한다. 아울러 각종 디지털 홈 장비를 저렴하게 보급할 수 있도록 사업자들에 초기투자비용을 융자 지원해 홈 디지털서비스가 조기에 본궤도에 오를 수 있도록 도와주기로 했다. 특히 정통부는 홈 디지털서비스용 사설IP 사용을 활성화할 수 있도록 통신사업자의 약관개정을 유도하는 한편 홈 디지털서비스 인증제도와 장비인증제를 도입해 인증마크도 부여하는 등 법·제도를 정비키로 했다.
이같은 정책을 통해 1단계로 홈오토메이션, 원격제어가 가능하게 하며, 2단계에서는 고선명TV, 주문형비디오(VOD) 등 양방향 멀티미디어 서비스가 가능하도록 추진하기로 했다. 마지막으로 3단계에서는 가정내 모든 기기가 하나의 네트워크로 구성돼 기기에 관계없이 서버스가 가능한 환경을 완성한다는 계획이다. 정통부 기술정책과 서광현 과장은 “디지털 홈이 실현되면 일반가정에서도 첨단 정보기술(IT) 서비스의 다양한 혜택을 누릴 수 있게 될 것이며 유관산업에도 새로운 수요를 촉발해 성장동력을 제공할 수 있을 것”이라고 강조했다.
<국내외 디지털홈 구축 현황>
유비쿼터스 컴퓨팅 환경 구현을 위한 노력이 국내외를 막론하고 경쟁적으로 이뤄지고 있다. 선진 IT 강국들은 이미 디지털 홈 구축 초기단계에 접어들었으며 다양한 홈 디지털서비스 모델개발을 위해 시범사업을 실시하고 있다. 일본, 싱가포르, 스웨덴 등은 100가구 내외를 대상으로 원격진료, 홈오토메이션, 엔터테인먼트 서비스 등의 수용성, 안정성, 신뢰성 확보를 위한 실험을 실시하고 있다. 마이크로소프트, IBM, 소니 등 민간기업도 유비쿼터스환경 구현을 위해 차세대 기술개발에 집중적으로 투자하고 있다. 마이크로소프트는 운용체계, 미들웨어 등 홈네트워크의 핵심 소프트웨어 분야에, 소니는 개인비디오기록기(PVR)를 중심으로 디지털TV, DVD, 인터넷을 하나로 연결하는 홈네트워크 기술에 집중하고 있다.
국내에서는 통신사업자, 건설업체, 가전업체들이 관련 서비스를 준비하거나 일부 제공하고 있다. 건설업체의 경우 사이버아파트 등의 경험을 기반으로 가전업체, ISP업체와 협력해 초기단계의 홈 디지털서비스를 실시하고 있다. 삼성건설의 경우 서울 강남구의 주상복합건물인 타워팰리스에 홈네트워크를 구축해 시선을 모았다. 통신 및 방송사업자들은 통신·방송 융합에 대비해 새로운 형태의 콘텐츠 서비스를 개발하고 있다. 방송사는 망 디지털화 작업을 진행중이며 통신회사는 양방향멀티미디어 서비스 제공 등 신규 사업영역 확장을 모색하고 있다.