NFC 보안 (Security)

NFC 보안은 시스템의 측면에서 큰 관심사입니다. NFC는 비접촉식 지불을 가능하게 하기 때문에 NFC 보안은 아주 중요합니다.

기본적인 NFC 보안 조치가 NFC 기술의 구조에 내장되는 것이 필수적입니다. 기본 NFC 구조가 보안 조치를 수용할 수 있도록 함으로써 전반적인 NFC 보안 시스템이 취약해질 가능성이 적습니다.

NFC 보안 기본 사항

근거리 통신 보안에는 몇 가지 중요한 영역이 있습니다. 주요 NFC 보안 영역중 일부는 다음과 같습니다.

• 도청 (Eavesdropping)
• 데이터 손상 (Data Corruption)
• 데이터 수정 (Data Modification)
• 중간자 공격 (Man-in-middle Attack)

이는 NFC 보안이 손상될 수 있는 몇 가지 방법을 나타냅니다. 통신이 가능한 거리가 비록 짧아서 위협의 가능성을 줄이지만 완전한 NFC 보안을 보장하지 못하기 때문에 각 NFC 보안 문제를 해결해야 방지할 수 있습니다.

NFC 보안 - 도청 (Eavesdropping)

NFC는 전파를 사용하여 통신하며, 이러한 신호는 원하는 수신기뿐만 아니라 송신기 근처에서 전파되므로 원하지 않는 사용자가 신호를 수신할 수 있습니다. 이 신호를 수신하는 기술을 만드는 것은 어렵지 않습니다.

NFC의 범위는 몇 센티미터로 제한되어 있지만 가능한 공격자가 수동 신호의 경우 최대 1 미터 거리까지 사용 가능한 신호를 검색할 수 있으며 최대 10 미터의 액티브 모드에서는 위험할 수 있습니다.

신호가 요구되는 수신기에 의해 신뢰성있게 수신될 필요가 있고 이것이 일정 수준이상의 신호 강도를 필요로 함에 따라 도청을 방지하는 것이 어렵습니다. 도청자는 모든 의사 소통을 받을 필요가 없습니다. 단지 일정 비율만 받았다면 충분할 수 있습니다. 또한 공격자는 크고 정교한 안테나를 사용할 수 있습니다. 종종 POS 단말기에서 합법적으로 안테나 크기와 성능이 제한될 수 있습니다. 이것은 신뢰성있는 통신을 보장하기 위해 NFC 신호가 충분히 강해야 합니다. 그러므로, NFC 신호가 도청자에 수신될 가능성은 많습니다.

도청을 방지하는 유일한 해결책은 보안 채널을 사용하는 것입니다.

NFC 보안 - 데이터 손상 (Data Corruption)

이 근거리 통신 보안 문제는 본질적으로 서비스 거부 공격의 한 형태입니다. 통신을 청취하는 대신 공격자는 합법적인 데이터가 손상될 수 있도록 유효한 데이터를 전송하거나 채널을 차단하여 통신을 방해하려고 할 수 있습니다.

이를 위해 공격자는 전송되는 유효한 데이터를 해독할 필요가 없습니다.

NFC 장치는 이러한 형태의 NFC 보안 공격을 탐지할 수 있습니다. 데이터를 전송하면 시스템을 성공적으로 공격하는데 필요한 전력이 데이터를 전송하는 NFC 장치가 감지할 수있는 전력보다 상당히 높기 때문에 이 양식의 공격을 감지할 수 있습니다.

NFC 보안 - 데이터 수정 (Data Modification)

이러한 형태의 NFC 보안 문제는 공격자가 수신 장치가 어떤 형태로 조작된 데이터를 수신하도록 조정하는 것을 목표로 합니다. 이 데이터는 당연히 올바른 형식이어야 합니다.

이러한 형태의 공격은 다른 코딩 방식에 따라 일부 비트에서 가능합니다. 이러한 형태의 보안 공격으로부터 보호를 제공하는데는 여러 가지 방법이 있습니다. 공격자가 액티브 모드에서 106 Baud 데이터 속도로 전송된 모든 데이터를 수정할 수는 없습니다. 결과적으로 106 Baud 데이터 전송률과 액티브 모드는 양방향으로 데이터를 전송하는데 필요합니다. 그러나 이것은 도청에 가장 취약한 모드입니다.

가장 좋은 방법은 보안 채널을 사용하는 것이므로 NFC 보안 수준이 가장 높아집니다.

NFC 보안 - 중간자 공격 (Man-in-middle Attack)

이 형태의 NFC 보안 문제는 제 3 자의 통신이 제 3 자에 의해 차단되는 것을 포함합니다. 제 3자는 중계 역할을 하지만 공격자가 목표를 달성할 수 있도록 필요한 경우 수신된 정보를 사용하여 수정합니다. 이것은 원래의 두 당사자가 그들 사이에 인터셉터가 있음을 알고 있다는 사실없이 분명히 달성되어야 합니다.

NFC Man-in-middle attack on security

NFC 링크에서 Man-In-The-Middle 공격을 성취하는 것은 특히 어렵습니다. 위험을 완전히 최소화하려면 액티브-패시브 통신 모드를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 이런 식으로 원하지 않는 제 3자를 감지할 수 있습니다.

NFC 보안 채널

NFC 보안을 유지하는 가장 좋은 방법은 NFC 보안 채널을 사용하는 것입니다. 이는 도청 및 데이터 수정 공격으로부터 보호합니다. Diffe-hellman과 같은 Standard Key Agreement Protocol을 사용할 수 있습니다. 이는 중간 공격에서 사람에 대한 고유한 보호 기능이 있기 때문입니다. 이 프로토콜은 고유한 NFC 보안 때문에 표준 비인증 버전 (Standard Non-authenticated Version)에서 사용할 수 있습니다.

공유 키를 사용하여 NFC 보안 채널에 사용할 수 있는 대칭 키 (Symmetric Key)를 파생시킬 수 있습니다.

NFC 보안 채널은 장치간에 전송되는 데이터의 기밀성, 무결성 및 신뢰성을 제공합니다.

NFC 데이터 교환을 위한 NDEF (NFC Data Exchange Format)

NFC 데이터 교환 형식 (NFC Data Exchange Format) 또는 NDEF 사양은 두 개의 NFC 장치 또는 NFC 장치와 태그 사이의 NFC 링크를 통한 데이터 정보 교환을 위한 메시지 캡슐화 형식 (Message Encapsulation Format)을 정의하는데 사용됩니다.

NFC NDEF는 경량 형식으로 설계되어 메시지에 상당한 오버히어 (Overhear)를 추가하지 않습니다.

NFC 데이터 교환 형식 (NFC Data Exchange Format)은 다양한 유형 및 크기일 수 있는 하나 이상의 응용프로그램 정의 페이로드 (Application Defined Payload)를 캡슐화하는데 사용할 수 있는 이진 메시지 형식 (Binary Message Format)입니다. 이것들은 하나의 메시지 구성으로 결합됩니다. 각 페이로드 (Payload)는 유형, 길이 및 선택적 ID에 의해 기술됩니다.

NFC NDEF 기본 사항

NFC 무선 인터페이스 (NFC Radio Interface)를 통해 데이터를 전송해야 하는 여러 가지 상위 수준의 응용프로그램이 있는 NFC NDEF의 개념은 무선 인터페이스 데이터 형식을 유지하면서 인터페이스를 통해 모든 형식의 데이터를 보낼 수 있어야 합니다.

NDEF 메시지는 하나 이상의 NDEF 레코드로 구성됩니다. NDEF 메시지에는 여러 레코드가 있을 수 있습니다.

NFC NDEF 메시지로 캡슐화할 수 있는 레코드 수에 대한 제한은 사용중인 응용프로그램과 사용된 태그 유형에 따라 다릅니다.

시스템이 메시지의 시작과 끝을 알기 위해 메시지의 첫번째 레코드는 MB (Message Begin)로 표시되고 메시지의 마지막 레코드는 ME (Message End)로 표시됩니다. 최소 메시지 길이는 하나의 레코드입니다. 이는 MB와 ME 플래그를 동일한 레코드에 설정하여 수행됩니다.

데이터 능률을 효율적으로 사용하기 위해 NFC NDEF 레코드에는 인덱스 번호가 포함되어 있지 않습니다. 메시지의 인덱스 번호는 레코드가 발생한 순서에 따라 암시적으로 할당됩니다.

NFC NDEF Data Exchange Format Message Structure

NDEF는 레코드들로 구성된 메시지로 교환된다는 것을 알 수 있습니다.

각 레코드는 두 부분으로 구성됩니다.

헤더 : NDEF 교환의 헤더에는 여러 가지 요소에 대한 Indicator가 포함됩니다.

• 페이로드 길이 (Payload Length) : 페이로드 길이는 항상 특정 필드에 의해 NDEF 헤더에 포함됩니다. 페이로드 길이 필드는 짧은 레코드의 경우 한 옥텟이지만 일반 레코드의 경우에는 길이가 4 옥텟입니다. 짧은 레코드는 SR (Short Record) 플래그로 알려진 플래그 비트를 1로 설정하여 표시됩니다. 0은 유효한 페이로드 길이입니다.

• 페이로드 유형 (Payload Type) : 레코드의 페이로드 유형은 해당 레코드의 페이로드에서 운반되는 데이터의 종류를 나타냅니다. 이것은 사용자 응용프로그램의 재량에 따라 페이로드 처리를 안내하는데 사용될 수 있습니다. 페이로드 유형 필드 값의 형식은 TNF (Type Name Format) 필드를 사용하여 표시됩니다.

• 페이로드 식별 (Payload Identification) : 선택적 페이로드 식별자를 사용하면 응용프로그램에서 NDEF 레코드내에서 전달되는 페이로드를 식별할 수 있습니다.

페이로드 : 페이로드는 다양한 유형 (URL, MIME 미디어 또는 NFC 관련 데이터 유형)중 하나일 수 있습니다. NFC 관련 데이터 유형의 경우 페이로드 콘텐츠는 NFC 레코드 유형 정의 (Record Type Definition) 파일, RTD에 정의되어야 합니다.

NFC 변조 및 RF 신호 (NFC Modulation & RF Signal)

NFC 시스템을 위한 RF 신호 포맷 및 변조는 너무 많은 전력을 소비하지 않으면서 신뢰성있는 통신을 보장하기 위해 개발되었습니다.

또한 NFC 변조 형식은 능동 및 수동 모드를 모두 수용하도록 선택되었습니다.

NFC RF 신호 매개 변수 (NFC RF Signal Parameter)

NFC는 허가되지 않은 무선 주파수 ISM 대역이므로 전역 13.56MHz 할당을 사용합니다.

NFC 변조의 형식으로 ASK (진폭 편이 변조 : Amplitude Shift Keying)를 사용하면 대부분의 RF 에너지가 허용된 14 kHz 대역폭에 집중되지만 측대역 (Sideband)은 최대 ±1.8 MHz까지 확장될 수 있습니다.

NFC RF 신호 코딩 (NFC RF Signal Coding)

NFC는 RF 신호에 두 가지 다른 코딩 시스템을 사용하여 데이터를 전송합니다. 대부분의 경우 맨체스터 코딩 (Manchester Coding) 형식으로 10% 변조 수준이 사용됩니다. 그러나 106kbps에서 데이터를 전송하는 액티브 장치의 경우 100% 변조로 수정된 밀러 코딩 (Miller Coding) 체계가 사용됩니다. 다른 모든 경우 맨체스터 코딩은 10%의 변조 비율로 사용됩니다.

데이터 속도 (kbps)	액티브 장치 (Active Device)	패시브 장치 (Passive Device)
106	수정된 밀러 코딩, 100%, ASK	맨체스터 코딩, 10%, ASK
212	맨체스터 코딩, 10%, ASK	맨체스터 코딩, 10%, ASK
424	맨체스터 코딩, 10%, ASK	맨체스터 코딩, 10%, ASK

NFC 및 맨체스터 코딩 (Manchester Coding)

맨체스터 코딩 ((Manchester Coding))은 NFC 통신의 대부분의 경우에 사용됩니다. 맨체스터 코딩은 주기의 중간 지점에서 발생하는 두 가지 다른 변이 (Transition)을 사용합니다. Low에서 High로의 전환은 0 비트를 나타내지만 High에서 Low로의 전환은 1 비트를 나타냅니다.

이러한 조건을 달성하기 위해 때때로 비트 주기의 중간에 전환이 필요할 수 있습니다. 주기의 시작에서의 변이는 무시됩니다.

NFC 데이터 전송에 사용되는 멘체스트 코딩

NFC 및 수정된 밀러 코딩 (Miller Coding)

수정된 밀러 코딩 (Miller Coding)은 다소 직관적이지는 않지만 효율적인 코딩 형식을 제공합니다. 그것은 주기의 다른 위치에서 캐리어 (Carrier)에서 발생하는 일시 중지 (Pause)가 특징입니다. 전송할 정보에 따라 비트는 다음과 같이 코딩됩니다. High 또는 "1"은 항상 동일한 방법으로 인코딩되지만, Low 또는 "0"은 앞에 오는 것에 따라 다르게 인코딩됩니다.

NFC 데이터 전송에 사용되는 수정된 밀러 코딩

NFC 기술 - RF 인터페이스, 데이터 전송, 장치 유형 및 표준

NFC 기술 - RF 인터페이스

NFC 근거리 통신은 무선 주파수를 사용하는 무선 기술입니다. 전 세계적으로 이용가능하고 조정되지 않은 13.56 MHz 주파수 대역 내에서 13.56 MHz의 주파수에서 작동합니다. 결과적으로 이러한 주파수에서의 작동에는 라이센스가 필요하지 않습니다.

이외에도 NFC를 사용하는 무선 전송은 전송 및 수신 모두에 동일한 채널이 사용되므로 Half Duplex로 동작됩니다. 또한, 2개의 장치가 함께 송신하는 것을 방지하기 위해, 그들은 Listen Before Talk 프로토콜을 사용합니다. 장치는 이전에 다른 장치가 전송중이 아닌지 확인하기 위해 미리 Listen하는 경우에만 전송할 수 있습니다. NFC가 사용하는 프로토콜은 다른 단거리 프로토콜과 마찬가지로 포괄적일 필요는 없습니다.

두 개의 NFC 장치가 서로 연결될때 실제 거리가 다양한 요소에 따라 달라지지만 두 장치가 약 4 센티미터에서 최대 통신거리가 20 센티미터까지 입니다. 이런 방식으로 간단한 웨이브 또는 터치로 NFC 연결을 설정할 수 있습니다. 전송 범위가 너무 짧기 때문에 NFC 사용 트랜잭션은 본질적으로 안전합니다. 즉, 다른 장치와 간섭될 위험성이 없습니다.

표준 인터페이스를 제공하기 위해 NFC 기술의 기본 계층은 일반적인 ISO 표준을 따릅니다.

NFC 기술 - 데이터 전송

데이터 전송 속도는 106, 212 또는 424 kbps가 될 수 있습니다. 응용프로그램 자체는 초기 통신 속도를 설정하지만 나중에 통신 환경 및 요구 사항에 따라 변경될 수 있습니다.

NFC 기술 - 장치 유형

NFC 근거리 통신 표준은 두 가지 유형의 NFC 장치를 정의합니다. 이를 통신의 개시자 (Initiator) 및 대상 (Target)이라고 합니다. 이름에서 알 수 있듯이 개시자는 통신을 시작하고 데이터 교환을 제어하는 장치입니다. 대상 장치는 개시자의 요청에 응답하는 장치입니다.

NFC 근거리 통신 표준은 두 가지 작동 모드를 정의합니다.

• Active Communication Mode : Active Communication Mode에서는 두 장치는 모두 데이터가 전송되는 RF 신호를 생성합니다.
• Passive Communication Mode :이 통신 모드에서는 하나의 NFC 장치만 RF 신호를 생성합니다. 목표물인 제 2 수동 장치는 데이터를 제 1 장치 또는 개시자로 다시 전송하기 위해 부하 변조 (Load Modulation)라는 기술을 사용합니다.

NFC 작동 모드 외에도 세 가지 통신 모드가 정의됩니다.

• 읽기 / 쓰기 : 이 모드는 응용 프로그램이 NFC 포럼에서 정의한 메시지 형식으로 데이터를 전송할 수 있게 합니다. 이 모드는 안전하지 않습니다. 또한 이 모드는 비접촉식 통신 (Contactless Communication) API에 의해 지원된다는 점에 주목할 필요가 있습니다.
• NFC 카드 에뮬레이션 (Emulation) : 이 NFC 모드는 NFC 장치가 표준 스마트 카드로 작동할 수 있게 합니다. 이 모드에서는 데이터 전송이 안전하며, 비접촉식 통신 (Contactless Communication) API에 의해서 지원됩니다.
• Peer-to-Peer : NFC 내의 세 번째 모드는 장치 대 장치 링크 수준 통신을 지원하는 Peer-to-Peer 모드입니다. 이 모드의 NFC 통신은 비접촉식 통신 (Contactless Communication) API에서 지원되지 않는다는 점은 주목할 필요가 있습니다.

NFC 기술 - 표준 및 기능

Near Field Communication가 많은 응용 분야에서 널리 채택되기 시작하면서이 시스템은 전 세계적으로 인정된 여러 표준 기관에서 표준화되었습니다. NFC는 ISO (18092), ECMA (340) 및 ETSI에서 승인한 표준을 가지고 있습니다. 또한 NFC는 Philips의 MIFARE (ISO 14443 A) 및 Sony의 FeliCa 스마트 카드 프로토콜과 호환됩니다.

NFC (Near Field Communication)의 응용 분야

NFC (Near Field Communications) 기술은 RFID를 비롯한 비접촉 식별 및 상호 연결 기술의 발전으로 발전해 왔으며 몇 센티미터의 거리에서도 매우 쉽게 연결이 가능합니다. 두 전자 장치를 가까이에 연결함으로써 통신할 수 있으며 식별 및 보안 문제를 크게 단순화하여 정보를 훨씬 쉽게 교환할 수 있습니다. 이러한 방식으로 NFC 기술을 사용하면 장거리 기술 등에서 필요했던 복잡한 설정 절차를 피할 수 있습니다.

근거리 무선 통신 NFC는 다양한 애플리케이션에 이상적입니다.

• 휴대폰, PDA 등
• 개인용 컴퓨터
• 체크 아웃 캐쉬 레지스터 또는 "POS 장치"
• 개찰구
• 자동 판매기
• 주차 검침기
• ATM
• 사무실과 집 주변의 애플리케이션 (예 : 차고 문 등)

제안된 또 다른 어플리케이션은 NFC 연결을 사용하여 두 개의 무선 장치 사이의 연결을 구성할 수 있다는 것입니다. 무선으로 함께 작동하도록 구성하려면 NFC "연결"에 영향을 미치기 위해 이들을 함께 사용해야 합니다. 이것은 셋업 절차를 시작할 것이고, 통신은 NFC 인터페이스를 통해 이루어져 블루투스, 802.11 또는 기타 관련 표준과 같은 장거리 무선 장치를 구성할 수 있습니다. 일단 설정되면, 두 장치는 제 2 통신 시스템에 의해 허용되는 더 긴 범위에 걸쳐 동작할 수있다.

NFC 근거리 통신은 발권 및 지불 애플리케이션에 이미 사용되는 비접촉식 스마트 카드 기술에 대한 링크를 제공하기 위해 이상적으로 배치됩니다. 현재 설정된 표준과 광범위하게 호환됩니다. 따라서 NFC 지원 장치가 이러한 응용프로그램에 사용될 수도 있습니다.

근거리 통신, NFC를 위한 다른 많은 응용 프로그램이 있습니다. 여기에는 디지털 카메라 또는 휴대 전화의 일반적인 다운로드 데이터와 두 장치간에 필요한 다른 데이터 통신이 포함될 수 있습니다.

NFC (Near Field Communication)의 개요와 다른 무선기술과의 차이점

NFC는 전자 장치간에 안전한 양방향 상호 작용을 수행하는 단거리 무선 연결 기술을 제공하는데 사용되는 표준 기술입니다. 통신은 다른 많은 무선 통신과 마찬가지로 사용자가 설정하지 않아도 간단한 방법으로 설정됩니다. NFC는 사용자가 비접촉 트랜잭션을 수행하고 디지털 컨텐츠에 액세스하며 디바이스를 함께 터치하여 전자 디바이스를 연결할 수 있도록 합니다.

NFC 근거리 통신은 약 4~5 센티미터의 거리까지 비접촉 통신을 제공합니다. 이러한 방식으로 통신은 본질적으로 더 안전합니다. 왜냐하면 장치는 일반적으로 사용자가 의도한 경우에만 접촉하고 그에 따라서 통신하기 때문입니다.

NFC 근거리 통신을 사용하는 물리적 커넥터가 없기 때문에 연결이 보다 안정적이며 물리적 커넥터를 사용하는 시스템에서 발생하는 접촉 마모, 부식 및 오물 문제가 발생하지 않습니다.

NFC는 13.56 MHz의 주파수에서 유도 결합을 사용합니다. 이는 라디오 스펙트럼의 HF 부분에서 라이센스가 필요없는 할당입니다.

NFC는 RFID의 한 형태이지만 작동, 인터페이스 등을 관리하는 특정 표준을 가지고 있습니다. 즉, NFC 장비와 다양한 제조업체의 요소를 함께 사용할 수 있습니다. NFC 표준은 비접촉식 운영 환경뿐만 아니라 데이터 형식 및 데이터 전송 속도도 결정합니다.

NFC와 다른 무선 기술의 차이점

NFC는 사용된 기술뿐만 아니라 예상되는 응용프로그램에서도 다른 무선 기술과 구별되는 기술입니다.

• 블루투스 : Bleutooth와 NFC 모두 데이터 전송에 사용할 수 있지만 블루투스는 훨씬 먼 거리에서 데이터를 전송하도록 설계되었습니다. NFC는 가까운 거리에서만 사용할 수 있도록 설계되었습니다.
• Wi-Fi / IEEE 802.11 : Wi-Fi는 근거리 통신망용으로 설계된 것으로 단거리 Peer-to-Peer 기술은 아닙니다.
• RFID : RFID는 많은 면에서 NFC와 매우 유사하지만, RFID는 훨씬 광범위한 기술입니다. NFC는 상호 운용성을 가능하게 하는 표준에 의해 정의되는 특정 사례입니다.

NFC는 매개 변수를 고려하여 특정 애플리케이션에 적합하므로 다른 형태의 무선 통신이 부적합한 지역에서 사용하기에 이상적입니다.

WHDI (Wireless Home Digital Interface) 이란?

WHDI (Wireless Home Digital Interface)는 비디오 및 오디오 레코더, TV 등과 같은 미디어 중심 장치에 무선 연결을 가능하게 하기 위해 개발된 표준입니다.

가정용 멀티미디어 기기가 더욱 복잡해지고 카메라 연결이 쉽고 많은 가정용 TV 시스템에 필요한 보기 흉한 배선 등으로 WHDI의 개념은 매우 매력적입니다.

WHDI (Wireless Home Digital Interface)는 멀티미디어 네트워크 내에서 고품질 비디오 및 오디오 컨텐트를 제공할 수 있습니다. WHDI 표준은 시스템의 모든 RF 요소와 물리 계층을 포함하는 세 가지 주요 영역을 다루고 있습니다. MAC 또는 매체 액세스 제어 계층 및 또한 오디오/비디오 제어 계층, AVCL을 포함합니다.

WHDI 컨소시엄

WHDI 표준은 업계 선두 그룹에 의해 개발되었습니다. 오디오 비주얼 부문의 기업들은 업계 전반에서 받아 들여질 수 있는 공통 표준을 개발하기 위해 함께 노력했습니다.

이에 따라 WHDI 컨소시엄은 Amimon, Hitachi, Motorola, Samsung, Sharp, Sony 및 LG Electronics가 2008년에 설립했습니다.

WHDI 컨소시엄은 WHDI 표준 개발, 공교육 및 홍보뿐만 아니라 제조업체와 상관없이 모든 장비간에 상호 운용성이 유지되도록 하기 위해 필요한 인증 및 준수 프로그램을 개발할 책임이 있습니다.

WHDI 컨소시엄이 출범한 이래 세계 전체 지역의 회원들을 포함하여 성장했습니다.

WHDI의 기본 사항

WHDI는 텔레비전에서부터 셋톱 박스 및 랩탑, 블루레이/DVD 레코더, 카메라 등에 이르기까지 다양한 오디오 비주얼 장치를 연결할때 데이터를 쉽게 교환할 수 있도록 해줍니다.

WHDI는 EIA/CEA-861-E 및 HDMI, 고화질 멀티미디어 인터페이스를 통해 사용되는 형식을 포함하여 동일한 대역폭 내의 다른 형식을 포함한 다양한 비디오 형식을 지원합니다. 이 표준은 또한 선형 펄스 코드 변조, LPCM, 직접 스트림 전송, DST, 1비트 오디오 직접 스트림 디지털, DSD 등의 여러 가지 오디오 형식을 지원합니다.

WHDI는 허가되지 않은 5GHz ISM - 산업, 과학 및 의료 주파수 대역을 사용하여 최대 60 Hz의 재생 빈도로 최대 1080 픽셀의 비 압축 HDTV를 제공합니다. 이 대역은 IEEE 802.11a, 802.11n 및 802.11ac과 같은 여러 표준과도 공유됩니다.

WHDI의 목적은 유선 HDMI 표준의 자연스러운 확장을 형성한다는 것입니다.

WHDI 표준

업계의 멀티미디어 부문의 발전 속도를 따라 가기 위해 WHDI의 여러 버전인 WHDI (Wireless Home Digital Interface)가 개발되어 출시되었습니다. 이는 서로 다른 사양에 반영됩니다.

• WHDI 1.0 : 이것은 WHDI 표준의 첫번째 릴리스이며 2009년 12월에 마무리되었습니다. Sharp Corporation은 WHDI 제품을 출시한 최초의 회사중 하나였습니다.
• WHDI 2.0 : WHDI 표준의이 새 버전은 입체 3D 이미지를 지원했습니다.
• WHDI 3D : WHDI 호환 장치를 식별하여 3D 형식을 지원하는 방식입니다. 이러한 형식은 3D에 대한 유선 지원을 제공하는 HDMI 1.4a 사양에 정의되어 있습니다.

NFC 태그 유형 정의

NFC 유형은 네 가지 정의된 기본 태그 유형이 있습니다. 유형 1에서 4까지의 유형이 있으며, 형식과 용량이 다릅니다. 이 NFC 태그 유형 형식은 비접촉식 스마트 카드의 국제 표준인 ISO 14443 유형 A 및 B와 수동 통신 모드인 표준 ISO 18092를 준수하는 Sony FeliCa를 기반으로 합니다.

NFC 태그의 이점은 많은 경우에 일회용으로 간주될 수 있으며, 수명이 짧을 수 있는 포스터에 포함되는 경우가 많습니다.

다른 NFC 태그 유형 정의는 다음과 같습니다.

l  태그 1 유형 : 태그 1 유형은 ISO14443A 표준을 기반으로 합니다. 이러한 NFC 태그는 읽고 쓸 수 있으며 사용자는 태그를 읽기 전용으로 구성할 수 있습니다. 메모리 가용성은 웹 사이트 URL 또는 기타 소량의 데이터를 저장하기에 충분한 96 바이트입니다. 그러나 메모리 크기는 최대 2KB까지 확장할 수 있습니다. 이 NFC 태그의 통신 속도는 106 kbit/s입니다. 단순성의 결과로 이 태그 유형은 비용 효과적이며 많은 NFC 응용프로그램에 이상적입니다.

l  태그 2 유형 : NFC 태그 2 유형도 ISO14443A를 기반으로합니다. 이러한 NFC 태그는 읽고 쓸 수 있으며 사용자는 태그를 읽기 전용으로 구성할 수 있습니다. 이 태그 유형의 기본 메모리 크기는 48 바이트이지만 2KB로 확장될 수 있습니다. 통신 속도는 106 kbit/s입니다.

l  태그 3 유형 : NFC 태그 3 유형은 Sony FeliCa 시스템을 기반으로 합니다. 현재 2kbyte의 메모리 용량을 가지고 있으며 데이터 통신 속도는 212kbit/s입니다. 따라서 이 NFC 태그 유형은 태그당 비용이 더 높지만 복잡한 애플리케이션에 더 적합합니다.

l  태그 4 유형 : NFC 태그 4 유형은 ISO14443A 및 B 표준과 호환되도록 정의됩니다. 이러한 NFC 태그는 제조시 미리 구성되며 읽기/쓰기 또는 읽기 전용이 될 수 있습니다. 메모리 용량은 최대 32kbyte이며, 통신 속도는 106kbit/s ~ 424kbit/s입니다.

다른 NFC 태그 유형의 정의를 보면 유형 1 및 2 태그가 유형 3 및 4 태그와 매우 다르며 메모리 용량도 다릅니다. 따라서 응용프로그램에서 거의 겹치지 않을 것으로 예상됩니다.

유형 1 및 유형 2 태그는 이중 상태이며 읽기/쓰기 또는 읽기 전용중 하나일 수 있습니다. 유형 3 및 유형 4 태그는 제조시 또는 특수 태그 작성기를 사용하여 입력되는 데이터로 읽기 전용입니다.

Enhanced Packet Data Gateway (ePDG) 이란?

ePDG는 신뢰할 수 없는 3GPP IP 시스템 (Non-trusted 3GPP IP System)과 인터페이스하는 SAE의 일부입니다. UE와 설정된 IPsec 터널의 보안 종단 노드 역할을 합니다.

신뢰할 수 없는 Non-3GPP 액세스란?

네트워크 운영자가 기술의 보안 인터페이스에 의문을 제기할때 신뢰할 수 없는 것으로 분류됩니다. 가장 좋은 예는 WiFi 핫스팟입니다.

인터넷 프로토콜용 IPSec이란?

IPsec은 인터넷 프로토콜 보안을 나타냅니다. 각 패킷 전송을 암호화하여 무선 통신을 보호하는 일련의 프로토콜입니다. 이것은 All-IP 네트워크에만 구현됩니다.

LTE ePDG의 주요 특징

• 서로 다른 네트워크의 여러 코어를 단일 LTE 노드에 통합
• IPSec 터널을 통한 향상된 백홀 보안
• 신속한 패킷 처리
• 인라인 서비스를 위한 실시간 가입자, 서비스 및 응용프로그램 모니터링

HomeRF (Home Radio Frequency) 이란?

HomeRF (가정용 무선 주파수용)는 Proxim Inc.에서 개발한 홈네트워킹 표준으로, 802.11b 및 DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunication) 휴대용 전화 표준을 단일 시스템에 결합한 것입니다. HomeRF는 주파수 호핑 기술을 사용하여 최대 150m의 거리에서 최대 1.6Mbps의 속도를 제공합니다. 이는 대부분의 비즈니스 응용프로그램에 비해 너무 짧지만 특별히 개발된 가정용 시장에 적합합니다.

Home Radio Frequency Working Group은 1997년 5대 PC 업계의 기업들에 의해 설립되어 광범위한 상호 운용성 소비자 장치에 대한 단일 기술 사양을 개발했습니다. 그들의 시장 비전과 기술력으로 인해 광대역 인터넷의 다중 사용자 음성, 데이터 및 스트리밍 미디어 기능을 저비용 가정용 무선 네트워킹에 제공하는데 도움이 됩니다. 처음에 SWAP (Shared Wireless Access Protocol) 및 HomeRF라고 불리는 이 개방형 사양은 PC, 주변 장치, 무선 전화 및 기타 소비자 장치가 새로운 배선을 실행하는데 따르는 복잡성과 비용을 들이지 않고 가정 및 주변의 음성 및 데이터를 공유하고 통신할 수 있게 합니다. HomeRF는 보안을 위한 고유한 홈네트워킹 요구 사항을 충족시키기 위해 IEEE 802.11FH (무선 데이터 네트워킹의 주파수 호핑 버전) 및 DECT (세계에서 가장 널리 보급 된 디지털 무선 전화 표준)를 포함하여 2.4GHz ISM 대역의 여러 무선 기술을 결합합니다.

HomeRF는 현재 무선 홈네트워크 시장 점유율을 놓고 경쟁하고 있는 두 가지 표준중 하나입니다. 다른 주요 경쟁자인 Wi-Fi는 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 (DSSS) 전송 방식을 사용합니다. HomeRF는 간섭 (예 : 전자 레인지)을 처리하고 Wi-Fi보다 음성, 비디오 및 오디오 데이터를 처리하기 위한 적절한 메커니즘을 갖추고 있다고 합니다. 그럼에도 불구하고 Wi-Fi는 HomeRF보다 훨씬 빠르지 만 비용은 더 비쌉니다. 소비자가 가정과 직장 모두에서 동일한 기술을 사용하는 경향이 있기 때문에 Wi-Fi 제품은 이미 가정용 네트워크에 대한 구형 표준을 지원하는 회사 광역 네트워크 (WAN)에서 이미 잘 확립되었습니다. 업계의 지원은 두 기술간에 나뉘어 있지만 IBM과 Proxim과 같은 여러 회사가 두 표준을 모두 지원하고 있습니다.

모바일 프런트홀 (Mobile Fronthaul) 이란?

CTIA의 통계에 따르면 어마어마한 양의 모바일 데이터가 소비되고 있습니다. 모든 모바일 트래픽은 결국 전통적인 유선 (주로 광섬유) 네트워크를 통해 다시 전송되어야 합니다. 그것이 모바일 백홀 (Mobile Backhaul)이 시작되는 곳입니다.

그러나 이동할 수 있는 전제에 대해서도 이야기할 새로운 모바일 아키텍처가 있습니다.

모바일 백홀 (Mobile Backhaul)

가장 간단한 형태로, 백홀 (Backhaul)은 지리적으로 분산된 셀 사이트에서 MTSO (Mobile Switching Telephone Offices)로 트래픽을 백호링하여 모바일 네트워크를 유선 네트워크에 연결합니다. MTSO에 매크로 셀 사이트 (예 : 먼 거리에서 쉽게 볼 수 있는 대형 타워가 있는 사이트)를 상호연결하는 이러한 링크는 느린 TDM 기반 T1/E1 연결에서 패킷기반 Ethernet-over-Fiber 연결로 빠르게 이전하고 있습니다. 일반적으로 1Gbps 물리적 인터페이스를 통해 매크로 셀 사이트에 연결됩니다.

전형적인 매크로 셀 사이트 내에는 무선 유닛 (RU)에 연결된 BBU (Baseband Unit)가 들어있습니다. BBU (Baseband Unit)는 사용자 및 제어 데이터를 처리하는 반면 무선 유닛 (RU)는 타워 탑재 안테나를 통해 전파를 통해 전송되는 무선 신호를 생성합니다.

모바일 프런트홀 (Mobile Fronthaul)

프런트홀 (Fronthaul)은 중앙 집중식 기저대 컨트롤러와 수 킬로미터 떨어진 원격 셀 사이트에 설치된 독립형 무선 헤드로 구성된 새로운 유형의 RAN (Radio Access Network) 아키텍처와 관련됩니다. 이러한 BBU 및 RU 기능 블록은 이러한 기능을 수행하는 장비는 물론 모바일 백홀 (Mobile Backhaul) 모델보다 서로 멀리 떨어져 있습니다.

프런트홀 모델에서 RU 장비는 이제 RRH (Remote Radio Head)라고도 하지만 여전히 셀 사이트에 있습니다. BBU는 이제 여러 개의 RRH를 제공하는 중앙 집중식 및 보호된 위치로 재배치됩니다. 새로 중앙 집중화된 BBU와 여러 RRH를 상호 연결하는 광링크를 프런트홀 (Fronthaul)이라고 합니다.

무선 장비 공급 업체의 협업 컨소시엄은 이 프런트홀 (Fronthaul) 링크를 통해 실행되는 CPRI (Common Public Radio Interface) 프로토콜을 표준화했습니다. CPRI는 수십 킬로미터 이상 전송될 수 있으며 저가 및 유비쿼터스 SFP/SFP+와 호환되며, QAM (Quadrature Amplitude Modulation)과 같은 비용 효율적인 변조 방식을 활용합니다.

용량, 도달 범위 및 특히 대기 시간과 관련된 CPRI의 고성능 요구 사항은 중앙 집중식 BBU와 여러 RRH 사이의 광섬유 연결을 요구합니다. 2.458Gbps, 3.072Gbps, 4.915Gbps, 6.144Gbps, 9.830Gbps 및 그 이상을 지원하는 CPRI 속도는 오늘날 일반적으로 배포되는 훨씬 낮은 1Gbps 매크로 백홀 링크와 비교할때 상대적으로 높습니다. 이 높은 CPRI 대역폭은 복잡하고 압축되지 않은 기저대 데이터 샘플과 직접적으로 관련이 있습니다.

오늘날 모바일 네트워크의 백홀과 프런트호 사이에는 상당한 차이가 있습니다. 특히 프로토콜, 용량, 대기 시간, 도달 범위 및 관련 응용프로그램 간의 차이가 있습니다. 그러나 백홀과 프런트홀은 미래의 끊임없이 변화하는 모바일 네트워크에서 계속해서 자리잡을 것입니다.

와이파이 채널과 주파수 (WiFi Channels and frequency)

802.11b, 802.11g 및 802.11n-2.4는 ISM 대역중 하나인 2.400-2.500GHz 스펙트럼을 사용합니다. 802.11a 및 802.11n은 보다 엄격하게 규제되는 4.915-5.825GHz 대역을 사용합니다. 이들은 일반적으로 대부분의 판매 문헌에서 "2.4GHz 및 5GHz 대역"이라고 합니다. 각 스펙트럼은 라디오 및 TV 방송 대역을 세분화된 방식과 유사한 중심 주파수 및 대역폭을 갖는 채널로 세분화됩니다.

2.4 GHz 대역은 채널 1에서 시작하여 2.412 GHz를 중심으로 5 MHz 간격으로 14개의 채널로 나뉩니다. 마지막의 채널에는 추가 규제가 있거나 일부 규제 영역에서의 용도를 위해 사용할 수 없습니다.

2.4 GHz 밴드에서의 와이파이 채널들

5.725-5.875 GHz 스펙트럼의 채널 번호 매기기는 국가간 규정의 차이로 인해 직관적이지 않습니다.

2.4GHz 대역 내의 채널 간격

채널 중심 주파수를 지정하는 것외에도 802.11은 각 채널에 허용되는 전력 분배를 정의하는 스펙트럼 마스크를 지정합니다. 이 마스크는 채널이 실제로 22MHz 넓이인 지점인 중심 주파수에서 ±11MHz의 피크 진폭으로부터 신호가 최소 20dB 감쇠되어야 합니다. 결론적으로 무선기기는 겹치지 않고 매 4번째 또는 5번째 채널만 사용할 수 있다는 것입니다.

채널의 가용성은 각국이 다양한 서비스에 무선 스펙트럼을 할당하는 방법에 의해 부분적으로 제한된 국가에 의해 규제됩니다. 극단적인 경우, 일본은 802.11b의 경우 14개 채널 모두를 사용하고 802.11g/n-2.4의 경우 1-13을 허용합니다. 스페인과 같은 다른 국가에서는 처음에는 채널 10과 11만 허용했고 프랑스는 10, 11, 12, 13만 허용했습니다. 그러나 이제는 채널 1에서 13까지 허용됩니다.  북미 및 일부 중남미 국가는 1에서 11까지만 허용합니다.

2.4GHz 대역에서 802.11g 채널 1~14의 스펙트럼 마스크

스펙트럼 마스크는 중심 주파수에서 -50dBr로 감쇠하도록 최대 ± 11MHz의 전력 출력 제한만 정의하기 때문에, 채널의 에너지가 이러한 한계를 초과하지 않는다고 종종 가정합니다. 채널들사이의 분리가 주어지면, 임의의 채널상의 중첩 신호는 다른 채널상의 송신기와 최소한의 간섭을 야기하도록 충분히 감쇠되어야 한다고 말하는 것이 더 정확합니다. 근거리 및 원거리 문제로 인해 송신기는 "비중첩" 채널로 수신기에 영향을 줄 수 있지만, 송신기가 1미터이내로 수신기에 가깝거나 허용된 전력 레벨 이상으로 작동하는 경우에만 가능합니다.

종종 전송 장치간에 필요한 채널 분리의 정도에 대해 혼란이 발생합니다. 802.11b는 DSSS 변조를 기반으로 3개의 "중첩되지 않는" 채널 (1, 6 및 11)로 생성된 22 MHz의 채널 대역폭을 사용합니다. 802.11g는 OFDM 변조를 기반으로 했으며 20MHz의 채널 대역폭을 사용했습니다.

2.4 GHz 밴드의 802.11g 채널 1~14에 대한 스펙트럼 마스크

이것은 때때로 IEEE Std 802.11의 작동 채널의 채널 번호 매기기 (Channel Numbering)에 따라 다르지만 4개의 "중첩되지 않는" 채널 (1, 5, 9 및 13)이 802.11g에 존재한다고 믿는 경우가 있습니다. 채널 번호 매기기 (Channel Numbering)에는 "다중 셀 네트워크 토폴로지 (Multiple Cell Network Topology)에서 서로 다른 채널을 사용하는 중첩 및/또는 인접 셀은 중심 주파수간 거리가 최소 25 MHz인 경우 간섭없이 동시에 작동할 수 있습니다"라고 명시되어 있습니다.

이것은 채널의 기술적 오버랩이 중첩되는 채널의 사용을 권장하지 않는다는 의미는 아닙니다. 채널 1, 5, 9 및 13을 사용하는 구성에서 나타나는 간섭의 양은 3채널 구성 (Three-channel Configuration)과 "IEEE 802.11 WLAN에서의 인접 채널 간섭의 영향"이라는 논문과의 차이가 매우 작을 수 있습니다.

채널 1, 5, 9 및 13이 "중첩되지 않음"이라는 문구는 간격 또는 제품 밀도로 제한되지만 개념은 제한된 환경에서 몇가지 장점이 있습니다. 채널사이의 중첩이 신호 품질 및 처리량의 용인할 수 없는 저하를 초래할 수 있으므로 AP 셀을 적절히 배치하는데 특별한 주의를 기울여야합니다. 스펙트럼 분석기와 같은 고급 장비를 사용할 수 있는 경우 특정 상황에서 중복 채널이 사용될 수 있습니다. 이렇게 하면 더 많은 채널을 사용할 수 있습니다.

2.4GHz에서 802.11 비중첩 채널들

규제 영역 및 법규 준수

IEEE는 regdomain이라는 문구를 사용하여 법적 규제 지역을 나타냅니다. 다른 나라들은 허용 가능한 송신기 전력의 서로 다른 레벨, 채널이 점유될 수 있는 시간, 이용 가능한 다른 채널을 정의합니다. 도메인 코드는 미국, 캐나다, ETSI (유럽), 스페인, 프랑스, 일본 및 중국에 대해 지정됩니다.

대부분의 Wi-Fi 인증 장치는 기본적으로 regdomain 0으로 기본 설정되어 있습니다. 즉, 어떤 국가의 허용 전력을 초과하는 전력으로 장치가 전송되지 않으며 모든 국가에서 허용되지 않는 주파수를 사용하지 않습니다.

regdomain 설정은 종종 최종 사용자가 미국 연방 통신위원회 (Federal Communications Commission)와 같은 현지 규제 기관과 충돌하지 않도록 변경하기가 어렵거나 불가능합니다.

ISDB-T One Seg와 Full Seg의 차이점

ISDB-T 시스템은 470에서 770 MHz (브라질의 경우 806 MHz)의 주파수에서 UHF 대역을 사용하며 총 대역폭은 300 MHz입니다. 대역폭은 13개에서 62개까지의 50개 채널로 나뉩니다. 각 채널은 교차 채널 간섭 (Cross Channel Interference)을 제한하기 위해 5.57 MHz 폭의 신호 대역과 430 kHz 보호 대역으로 구성된 6 MHz 폭을 가집니다. 이 채널들 각각은 13개의 세그먼트들로 더 나뉘어지며, 각각은 428 kHz의 대역폭을 가지고 있습니다. One Seg는 이러한 세그먼트중 하나를 사용하여 One Seg 전송 스트림을 전달합니다.

One Seg는  2/3 순방향 오류 정정 (Forward Error Correction) 및 1/4 가드 비율 (Guard Ratio)로 변조 (Modulation)에 QPSK를 사용합니다. 총 데이터 량은 416 kbit/s입니다.

텔레비전 시스템은 MPEG 전송 스트림 (Transport Stream)으로 다중화된 (Multiplexed) H.264/MPEG-4 AVC 비디오 스트림 (Video Stream) 및 HE-AAC 오디오 스트림 (Audio Stream)을 사용합니다. 최대 비디오 해상도는 320x240 픽셀이며 비디오 비트 레이트는 220~320kbps입니다. 오디오는 48-64 kbit/s의 비트율로 HE-AAC 프로파일을 준수합니다. 추가 데이터 (EPG, 인터랙티브 서비스 (Interactive Service) 등)는 BML을 사용하여 전송되며 나머지 10~100 kbit/s 대역폭을 차지합니다.

방송내에서 "Copy Control Descriptor"에 포함된 Broadcast Flag와 같은 구조를 사용하여 One Seg 방송에서 조건부 액세스 및 복사 제어가 구현됩니다. 방송 컨텐츠 자체는 암호화되지 않지만 카피 제어 정보는 장치로 하여금 저장된 레코딩을 암호화하고 레코딩의 복사본을 만들지 못하게 합니다.

5G 네트워크에서 핵심이 될 Fronthaul (프론트홀) 이란?

Fronthaul은 기지국의 (무선) 셀 사이트 장치 (원격 무선 헤드 또는 무선 장치라고도 함)를 데이터 센터의 중앙에 있는 디지털 장치 (베이스밴드 장치라고도 함)에 연결하는 경로입니다.

목표로 하는 대용량 및 데이터 속도 KPI는 대역폭면에서 대용량의 안테나 요소 (예 : 방대한 MIMO)와 대규모 스펙트럼 (예 : mmWave)에 대한 액세스 필요성을 의미합니다. 그 결과 Fronthaul (수십 Gbps 광통신 및 무선)에서 훨씬 더 큰 파이프의 필요성을 높이고 필요한 Fronthaul 용량을 제한하는 방법을 제시합니다. 이 기능이 없으면 현재 CPRI 기반 방법과 비교하여 압축 및/또는 새로운 덜 요구되는 기능적 분할을 통해 확장할 수 없게 됩니다. 이 새로운 기능 분리는 종종 다양한 포럼에서 핵심인 최신규격 NGFI (Next Generation Fronthaul Interface)라고 합니다.

Backhaul보다 훨씬 더 엄격한 레이턴시 (Latency) 방식의 Fronthaul은 에지 네트워킹 (Edge Networking) 및 컴퓨팅 리소스를 지능적으로 활용할 뿐만 아니라 매우 빠르고 탄력적인 포워딩이 필요합니다.

비용 측면에서 볼때 광섬유 및 전용 CPRI에서 Fronthaul에 대한 종속성을 낮출 필요가 있습니다. 또한 특수화된 BBU 하드웨어에서 네트워크 기능을 원활하게 이동시킬 수 있는 가상화된 중앙 및 원격 장치로 전환해야 할 필요도 있습니다. 따라서 NFV는 Fronthaul이 포용해야할 핵심 기술입니다. Fronthaul 스위칭 네트워크를 제어하려면 융통성과 민첩성을 실현하는데 필요한 프로그래밍 가능하고 중앙 집중화가 필요합니다. SDN은 분명히 Fronthaul 스위치를 제어하기 위해 수용해야할 패러다임입니다.

5G KPI를 충족하는 Backhaul 및 Fronthaul을 위해서는 가용한 공통 기술을 사용하여 진화해야 한다는 것이 분명해 집니다. 이들은 다음을 포함합니다.

● Gbps 광 또는 무선 전송

● 빠르고 유연하며 탄력적인 패킷 기반 스위칭 (시간에 민감한 네트워킹 사용)

● SDN 기반 제어

● NFV

● 에지 네트워킹 및 컴퓨팅

이 공통기술 세트는 전통적으로 Backhaul 및 Fronthaul이었던 것의 경계를 제거하고 완전한 융합으로 이끌고 있습니다.

5G에서 Fronthaul 및 Backhaul에 대한 논의가 동일한 SDN 기반 제어하에서 동일한 패킷 기반 스위칭 패브릭 (Packet-based Switching Fabric)을 통해 전송되고 다중화되는 트래픽 클래스중 하나로 변환될 수 있는 통합 교차 네트워크 (Integrated Crosshaul Network)의 출현을 보게될 것입니다. 따라서 교차 네트워크 (Crosshaul Networking) 리소스 및 기능의 통합 세트는 인프라에서 사용할 수 있는 연산 자원 (에지 포함)의 잇점을 얻고 코어 네트워크와의 의사 결정을 조정할 지능형 NFV 담당자에게 제공됩니다.

Fronthaul과 Backhaul의 융합이 오고 있으며, 내일 볼 수 있는 5G 네트워크의 큰 부분을 형성할 것입니다.