Open Smart Home Platform and Interoperability of Home ... · 3 KRnet2012 Overview of Home Network History of home network Yr. 특징 네트워크 SW 플랫폼 서비스 대표기술

Open Smart Home Platform and Interoperability of Home Appliances

Park, Jun HeeSmart Convergence Middleware Research Team, ETRI

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Agenda

Overview of Home Network

Interoperability Issues

Expected killerApp for future home

Conclusion

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Most of the human-centric devices and services are at home !!

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History of home network

Yr. 특징 네트워크 SW 플랫폼 서비스 대표기술 비고

1980Home Auto.

1.0Phone line,

PLCX

Remote Control

X10

1990Home Auto.

2.0Serial Proprietary

AutomatedControl

LonWorks, KNX, ...

빌딩/공장자동화 기술 홈네트워크

2000Home

Network

Ethernet(WiFi),IEEE1394,UWB, BT, ZigBee

Open Middleware

PnP, Entertainment

Jini, HAVi, UPnP

기술간경쟁 구도

2010 Smart HomeWiFi, Serial,

EthernetAndroid,App Store

Smart Grid,Maintenance

DLNA/UPnP,SEP, ...

다양한기술의 공존

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Heterogeneity ↑

Emerging Trends

Disconnected Connected

No Manager

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• HGW, WP, 홈오토 기기 중심

• 저가입찰을 통한 건설사 납품

• 영세, 신규 투자의 한계

• 시장 포화 (대체시장)

• 스마트가전에 관심 가전만 ?

• 스마트그리드 가전 등에 관심

• 망 사용량 유발 응용에 관심

• 클라우드 비즈니스 발전

홈네트워크 관심 증가

• 신규 분양 아파트에

홈네트워크 탑재는 필수!!

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Network Protocol

Layer

Service

Layer

Communication

Media Layer

Middleware

Layer

홈네트워크 계층 구조의 재 정의 필요

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Network Protocol

Layer

Service

Layer

Communication

Media Layer

Middleware

Layer

• 통신 주체간 자동화(ex. PnP)를 위한 프로토콜 및 프로파일

• UPnP, DLNA, LonWorks, KNX, ECHONET, IGRS, iTopHome, ...

• 네트워킹을 위한 프로토콜

• TCP/UDP, IP, ZigBee, LonTalk, KNX, LonTalks, ...

• 통신 미디어 및 MAC 계층 기술

• RF, PLC, TP, WiFi, ZigBee, Ethernet, BT, ...

• 사용자에게 제공되는 서비스 기술, 서비스 개발 도구 기술,

• Remote control, ... (Vendor Proprietary)

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Network Protocol

Layer

Service

Layer

Communication

Media Layer

Middleware

Layer

UPnPRS-485 (K) Lonworks

UPnP/DLNA Profile

(Industrial Standard)

UPnP

TCP/UDP, IP

Ethernet, WiFi

TTA RS-485 Profile

Vendor

Proprietary

Vendor

Proprietary

RS-485

(Legacy)

LonMark

(Echelon Standard)

LonWorks

LonTalk

RF, TP, PLC

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Interoperability Issues – Concepts

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Interoperability Issues – Scenario (1)

냉장고

Manufacturer

AS센터

구매

고장신고

소비자

출장수리

위탁운영

위탁운영

판매점

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냉장고

Manufacturer

AS센터

구매

소비자

위탁운영

위탁운영

판매점

HGWHGW

• 다양한 DA 프로토콜 존재UPnP, LonWorks, KNX, ECHONET, IGRS, iTopHome, RS-485 등등

• 한국형 DA 부재

※DA: Device Architecture

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Interoperability Issues – Solution (1)

홈네트워크에 연결되는 다양한 업체의 정보가전기기들 간의 효율적 관리 체계 제공

한국형 주택환경에 최적화된 장치관리 및 유지보수 구조 제시

제조업체들이 독자적으로 정보가전기기를 개발할 수 있는 환경을 제공

• Home Automation 기기와 가전 기기, AV기기, 단지 장치를 포함하는 프로토콜 호환성및 프로파일 지원

• 원격 구성관리• Firmware/Sotfware업데이트

• Zero configuration• 원격유지보수

• 1:N 및 1:1 통신 기능제공

• Overlay 메시지스위칭 기능 제공

• 물리적인 토폴로지관리 기능

Categories UPnP LonWorks Konnex D-MAP

Target Devices AV Device Home Auto. Device Home Auto. DeviceHome Auto, AV, 스마트기기, 가전기기, 단지장치

DeviceSupports

Certification Certification Tool& Test Reviewer

LonMarkCertification

KonnexCertification TTA/KTL Certification

DDKtool chain

Support(upnp.sourceforge.net)

LonBuilder, NeuronC,

Lon Analyzer

Support(ETS) D-MAPTool Chain

Maintenance/Diagnostics /X O/X O/X

O/O(Remote

Maintenance/Diagnostics)

Device Profile 7 categories,14 devices spec.s

12 categories,72 functional

objects

Over 1200DataPoint Types

Various device profiles(Including HomeAuto, 가전기기, 단지장치)

Plug-n-Play SSDP Advertisement(Device)

Service pin plug-in message E-mode Hot Plugging

over complex area

Network Abstraction X(TCP/IP)

X(LonTalk)

X(ISO 14543-3-*)

O(Abstracted Messaging)

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홈네트워크에서 상호연동 문제 해결을 위한 난제들 기기 및 구성의 다양성

단순 On/Off 기기: 전등, 스위치, 밸브, 전동커튼, …

백색가전, 전통가전: 냉장고, 세탁기, 에어컨, 선풍기, 다리미, …

인프라 기기: 홈게이트웨이, 월패드, 무선AP, …

스마트 기기: PC, 스마트TV, 스마트폰, 저장장치, …

기술의 다양성

통신방식: Ethernet, WiFi, RS-485, RF, ZigBee, PLC, …

미들웨어: UPnP/DLNA, LonWorks, ECHONET, IGRS, Konnex, TTA RS-485, …

표준화 문제

先 표준 後 기술개발 모델이 아님 (다양한 업체 독자 표준 존재)

업체간 이해관계로 단일 표준화가 어려움 각 기술 요소 별로 상호연동 필요

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상호연동의 방법 단일 표준으로 통일 (X) – HW/SW 모두 해당됨

기업은 자사의 기술을 포기하지 않음 (기술 종속 우려)

홈네트워크 기기의 다양성으로 단일 표준 기술이 불가 (기기 역량 상이)

복수 표준기반의 상호연동 (O) – SW적 상호연동 방법※ ISO/IEC JTC1 SC25 WG1의 표준 로드맵 참조

각각의 표준을 인정하고 표준간 상호연동을 통한 상호운용성 제공 필요

복수 표준기반의 상호연동의 방법 기술간 기기의 표현방법과 프로토콜의 변환을 통한 상호연동


B

C

D

E

A

?

?

?

B

C

D

E

A

?

?

?

L7VSBA

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HESResidential

Gateway

ISO/IEC 15045

Home Network Security ISO/IEC 24767

HES Interoperability FrameworkISO/IEC 18-12-1, 2, 3-n

HESBackbone

andComponent

NetworkInterfaces

ISO/IEC 20587----

Architecture

Application ModelsAudio / Video Voice Data White Goods

Security

TR ????

Common

Common

Common

Common

Generic Cabling

Common

Other media

HES Class 3

Outside the home

Outside of SC 25 scope

Adaptation Profile

Layer 7

Layer 3

Layers 4-6

Layer 2

Layer 1

ISO/IEC 15018

TR ????

China

SJ/T11310

HES Class 2

HES Class 1

????

TR ????

???

Inside thehome Documents of ISO/IEC JTC 1 SC 25 WG 1

White Goods

TR ???? TR ???? TR ???? TR ???? TR ????

JapaneseC

omm

and &C

ontrol

Chinese

Com

mand &

Control

AN

SI/CEA

-709

CEN

ELECEN

50090-x

Korean

Com

mand &

Control

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관리 대상

홈네트워크 자원 관리

관리 모델

접근 방법

유지보수 측면

비용 측면

활용 분야

기존 관리 구조

• 디바이스 중심

• 서비스 의존적 개별 관리 구조

• 개별 정보 수집 관리

• 장애 발생 시 장애 원인 추적에한계

• 장애 발생 시 장애 원인 추적에한계

• 서비스 별 중복 관리 비용 증대

• 디바이스 단위 제어관리

Resource-Aware

홈 관리 구조

• 디바이스,네트워크,물리공간, 컨텐츠 등

• 멀티도메인 홈 자원 통합 모델

• 자원 정보-관계맵 구축

• 장애 자동 진단 및 원격 장애 재현가능

• 장애 자동 진단 및 원격 장애 재현가능

• 자원 통합 관리에 의한 비용 절감

• 자율 홈 관리 시스템

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KRnet 201221

Expected Killer App for Smart Home

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Conclusion

홈네트워크의 문제점 비즈니스 주체의 부재

상호운용성 부재

KillerApp 부재

한국형 기술의 부재

산업적 분위기 성숙 스마트폰의 보급

클라우드 서비스 활성화

기술적 한계를 극복한 인프라 구축으로 시장 선도 필요

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