단말기 프로세싱 능력 급속증가 추세..4G 기술 광범위한 이동성 구현
차세대 네트워킹 기술인 그리드(Grid)에 대한 연구가 국내외적으로 활발하다. 그리드는 지리적으로 또는 서로 다른 조직간 분산돼 있는 이 기종의 다양한 자원을 통합, 분산된 고성능 컴퓨팅 자원과 데이터 처리 장치 등을 이용할 수 있도록 하는 인프라를 말한다. 특히 최근 들어서는 세계적으로 급속히 발전하고 있는 무선이동통신망 기술을 이용하여 이동성을 보장하는 모바일 그리드에 대한 관심이 고조되고 있다.
◇단말 기술=현재 이동 그리드를 위한 단말기로 PDA, 휴대폰, 노트북 등을 사용할 수 있다. 현재 단말의 프로세싱 능력은 그리드에 사용될 만큼 충분하지는 않지만 급속히 증가하고 있는 추세이다. PDA의 경우 400㎒, 노트북의 경우 2~3㎓ 정도의 프로세싱 능력을 가지고 있다. 또 전 세계적으로 10억명 정도의 이동통신 사용자가 있으며, 2003년 말이 되면 인터넷 이용이 가능한 이동통신 단말의 수가 PC의 수를 초과할 것으로 추정된다.
이러한 단말의 프로세싱 능력을 그리드를 통해 통합 사용할 수 있다면 전체 프로세싱 능력은 무시하지 못할 정도가 될 것이다. 이동 단말기의 경우 부피가 제한되기 때문에 배터리, 메모리, 사용자 인터페이스의 소형화가 필요하다. 배터리는 사용 가능한 시간이 지속적으로 증가하고 있다. 메모리는 평방인치당 집적률은 대략 D램이 2.5 기가비트, S램이 1 기가비트, 플래시 메모리가 1.5 기가비트 정도가 상용으로 사용되고 있지만 IBM의 마이크로드라이브의 경우 200기가비트 정도의 집적률을 실험실 수준에서 보여주는 등 집적률 또한 급속히 증가하는 추세이다. 사용자 인터페이스는 디스플레이, 입력 도구 등의 소형화가 필요한데 무선 디지털 펜, 가상 디스플레이 등 다양한 소형화 방법을 채택한 인터페이스 기술이 상용화되고 있거나 개발 중이다.
◇이동 그리드를 위한 네트워크=이동 그리드를 위해 사용 가능한 무선이동통신망은 2G, 2.5G, 3G 등의 셀룰러 망과 무선 랜 등의 망으로 크게 나누어 볼 수 있다. 셀룰러 망은 전송 속도 면에서 무선랜에 비해 느리지만 광범위한 이동성을 보장할 수 있는 장점이 있으며 무선랜은 제한된 이동성을 제공하지만 전송 속도가 셀룰러 망에 비해 빠르다는 장점이 있다. 따라서 셀룰러 망은 모니터링, 센싱 등을 필요로 하는 모바일 그리드 응용에 적합하고 무선 랜은 대용량 트래픽을 요구하는 모바일 그리드 응용에 적합할 것으로 판단된다. 2G 셀룰러 망인 GSM과 IS-95A/B 망은 최대 수십 kbps 정도의 데이터 전송 속도를 제공하는 정도이며, 2.5G 셀룰러 망인 GPRS와 CDMA20001X의 데이터 전송 속도는 100kbps를 조금 넘는 정도이다. 이러한 망들은 대용량의 트래픽이 필요한 그리드 응용에는 전송 속도 측면에서 적합하지 않은 것으로 판단된다. 3G 셀룰러 망은 동기식이든 비동기식이든 최대 2Mbps 정도의 전송 속도를 제공하기 때문에 이동 그리드 응용에 어느 정도 이용 가능하리라 생각된다. 추후 등장할 4G 망은 100Mbps에서 1Gbps 정도의 전송 속도를 목표로 하기 때문에 광범위한 이동성에 더해 모바일 그리드를 위한 적합한 망이 될 것으로 판단된다.
무선랜은 IEEE 802.11x 계열의 표준과 ETSI HiperLAN 계열의 표준이 대표적이다. 802.11은 최대 2Mbps, 802.11b는 최대 11Mbps, 802.11a는 최대 54Mbps, 802.11g는 22Mbps 이상, HiperLAN2는 최대 54Mbps의 전송 속도를 제공한다. 이러한 무선랜은 셀룰러 망에 비해 속도 우위를 확보하고 있기 때문에 이동 데이터 그리드 등에 적합할 것으로 생각된다.
◇이동그리드의 응용 및 연구 분야=이동 그리드는 지진 관측, 생태 환경 관측, 기상 관측, 재난 방지 등 다양한 분야에서 응용할 수 있다. 기존 모바일 컴퓨팅에서 수행하던 많은 연구 결과들이 모바일 그리드를 위해 이용될 수 있지만 모바일 그리드만의 특성으로 인해 그 결과들을 모바일 그리드에 적용하기 위해서는 많은 개선이 필요하며 새로운 연구도 필요하다. 네트워크 관점에서 모바일 그리드 단말은 서로 다른 다양한 무선망에 접속할 수 있는 능력이 있어야 한다. 즉, 서로 다른 주파수 대역과 접속 프로토콜, 서로 다른 네트워크 품질에 대응할 수 있어야 하며 단말 설계시 SDR(Software Defined Radio) 기술이 필요할 것으로 판단된다. 제한된 대역폭으로 인해 셀 설계의 효율화, 압축 기술, 스케쥴링, 데이터 전송 방법(bulk operation, prefetcing) 등에 대한 연구도 필요하다.
휴대성과 배터리의 수명 연장을 위한 기술 연구 또한 필요하다. 하드웨어 설계자와 협력이 중요하리라 판단되며 상황에 따른 프로세서 속도의 가변 기술, 전력 관리 기술(디스크나 스크린 제어 등), 프로세서의 구동 전압 감소, 계산 오프로딩 기술 등이 필요하다.
◇향후 전망=현재 단말 기술의 수준이나 무선이동통신망의 속도가 그리드를 위한 요구사항을 충족시킬 수 없을지 모르지만, 기술의 급속한 발전 추세를 볼 때 향후 3~5년 정도면 실현이 가능하고 과학기술분야뿐만 아니라 다양한 분야에서 다양한 응용이 등장하리라 예상된다. 따라서 모바일 그리드가 활성화 되는 시점 이전에 산업계에서는 미리 비즈니스 모델 창출에 힘써야 할 것으로 판단된다.
차세대 네트워킹 기술인 그리드(Grid)에 대한 연구가 국내외적으로 활발하다. 그리드는 지리적으로 또는 서로 다른 조직간 분산돼 있는 이 기종의 다양한 자원을 통합, 분산된 고성능 컴퓨팅 자원과 데이터 처리 장치 등을 이용할 수 있도록 하는 인프라를 말한다. 특히 최근 들어서는 세계적으로 급속히 발전하고 있는 무선이동통신망 기술을 이용하여 이동성을 보장하는 모바일 그리드에 대한 관심이 고조되고 있다.
◇단말 기술=현재 이동 그리드를 위한 단말기로 PDA, 휴대폰, 노트북 등을 사용할 수 있다. 현재 단말의 프로세싱 능력은 그리드에 사용될 만큼 충분하지는 않지만 급속히 증가하고 있는 추세이다. PDA의 경우 400㎒, 노트북의 경우 2~3㎓ 정도의 프로세싱 능력을 가지고 있다. 또 전 세계적으로 10억명 정도의 이동통신 사용자가 있으며, 2003년 말이 되면 인터넷 이용이 가능한 이동통신 단말의 수가 PC의 수를 초과할 것으로 추정된다.
이러한 단말의 프로세싱 능력을 그리드를 통해 통합 사용할 수 있다면 전체 프로세싱 능력은 무시하지 못할 정도가 될 것이다. 이동 단말기의 경우 부피가 제한되기 때문에 배터리, 메모리, 사용자 인터페이스의 소형화가 필요하다. 배터리는 사용 가능한 시간이 지속적으로 증가하고 있다. 메모리는 평방인치당 집적률은 대략 D램이 2.5 기가비트, S램이 1 기가비트, 플래시 메모리가 1.5 기가비트 정도가 상용으로 사용되고 있지만 IBM의 마이크로드라이브의 경우 200기가비트 정도의 집적률을 실험실 수준에서 보여주는 등 집적률 또한 급속히 증가하는 추세이다. 사용자 인터페이스는 디스플레이, 입력 도구 등의 소형화가 필요한데 무선 디지털 펜, 가상 디스플레이 등 다양한 소형화 방법을 채택한 인터페이스 기술이 상용화되고 있거나 개발 중이다.
◇이동 그리드를 위한 네트워크=이동 그리드를 위해 사용 가능한 무선이동통신망은 2G, 2.5G, 3G 등의 셀룰러 망과 무선 랜 등의 망으로 크게 나누어 볼 수 있다. 셀룰러 망은 전송 속도 면에서 무선랜에 비해 느리지만 광범위한 이동성을 보장할 수 있는 장점이 있으며 무선랜은 제한된 이동성을 제공하지만 전송 속도가 셀룰러 망에 비해 빠르다는 장점이 있다. 따라서 셀룰러 망은 모니터링, 센싱 등을 필요로 하는 모바일 그리드 응용에 적합하고 무선 랜은 대용량 트래픽을 요구하는 모바일 그리드 응용에 적합할 것으로 판단된다. 2G 셀룰러 망인 GSM과 IS-95A/B 망은 최대 수십 kbps 정도의 데이터 전송 속도를 제공하는 정도이며, 2.5G 셀룰러 망인 GPRS와 CDMA20001X의 데이터 전송 속도는 100kbps를 조금 넘는 정도이다. 이러한 망들은 대용량의 트래픽이 필요한 그리드 응용에는 전송 속도 측면에서 적합하지 않은 것으로 판단된다. 3G 셀룰러 망은 동기식이든 비동기식이든 최대 2Mbps 정도의 전송 속도를 제공하기 때문에 이동 그리드 응용에 어느 정도 이용 가능하리라 생각된다. 추후 등장할 4G 망은 100Mbps에서 1Gbps 정도의 전송 속도를 목표로 하기 때문에 광범위한 이동성에 더해 모바일 그리드를 위한 적합한 망이 될 것으로 판단된다.
무선랜은 IEEE 802.11x 계열의 표준과 ETSI HiperLAN 계열의 표준이 대표적이다. 802.11은 최대 2Mbps, 802.11b는 최대 11Mbps, 802.11a는 최대 54Mbps, 802.11g는 22Mbps 이상, HiperLAN2는 최대 54Mbps의 전송 속도를 제공한다. 이러한 무선랜은 셀룰러 망에 비해 속도 우위를 확보하고 있기 때문에 이동 데이터 그리드 등에 적합할 것으로 생각된다.
◇이동그리드의 응용 및 연구 분야=이동 그리드는 지진 관측, 생태 환경 관측, 기상 관측, 재난 방지 등 다양한 분야에서 응용할 수 있다. 기존 모바일 컴퓨팅에서 수행하던 많은 연구 결과들이 모바일 그리드를 위해 이용될 수 있지만 모바일 그리드만의 특성으로 인해 그 결과들을 모바일 그리드에 적용하기 위해서는 많은 개선이 필요하며 새로운 연구도 필요하다. 네트워크 관점에서 모바일 그리드 단말은 서로 다른 다양한 무선망에 접속할 수 있는 능력이 있어야 한다. 즉, 서로 다른 주파수 대역과 접속 프로토콜, 서로 다른 네트워크 품질에 대응할 수 있어야 하며 단말 설계시 SDR(Software Defined Radio) 기술이 필요할 것으로 판단된다. 제한된 대역폭으로 인해 셀 설계의 효율화, 압축 기술, 스케쥴링, 데이터 전송 방법(bulk operation, prefetcing) 등에 대한 연구도 필요하다.
휴대성과 배터리의 수명 연장을 위한 기술 연구 또한 필요하다. 하드웨어 설계자와 협력이 중요하리라 판단되며 상황에 따른 프로세서 속도의 가변 기술, 전력 관리 기술(디스크나 스크린 제어 등), 프로세서의 구동 전압 감소, 계산 오프로딩 기술 등이 필요하다.
◇향후 전망=현재 단말 기술의 수준이나 무선이동통신망의 속도가 그리드를 위한 요구사항을 충족시킬 수 없을지 모르지만, 기술의 급속한 발전 추세를 볼 때 향후 3~5년 정도면 실현이 가능하고 과학기술분야뿐만 아니라 다양한 분야에서 다양한 응용이 등장하리라 예상된다. 따라서 모바일 그리드가 활성화 되는 시점 이전에 산업계에서는 미리 비즈니스 모델 창출에 힘써야 할 것으로 판단된다.
