USN(Ubiquitous Sensor Network)

USN(Ubiquitous Sensor Network)은 센서를 네트워크에 연결하여 유비쿼터스의 개념인 Anywhere, Anytime을 달성하며 다양한 서비스를 제공하는 네트워크 입니다.

USN(Ubiquitous Sensor Network)은 저전력, 불규칙한 링크용량, 다양한 토폴로지 형태 구조 등이 특징입니다.

• 센서부는 센서와 이를 네트워크에 연결하는 통신모듈로 구성
• 게이트웨이는 다수의 센서부들과 통신하고 전달된 데이터를 네트워크로 전송
• 네트워크를 통해 센서네트워크 통제센터, 각종 Application 서버들과 연결되어 각 특성에 맞는 응용서비스를 제공

1. USN(Ubiquitous Sensor Network) 요소별 특징

구 분	주요내용	주요이슈
센서네트워크 통제센터	· 중앙제어센터로서 센서네트워크의 Data 수집 및 주요 서버와의 연계, 실시간 대응	· 무중단 운영(24시간) · 데이터 보안 · 처리용량
전송망	· 센서 및 서버 Data전용 전송망 구축 · 전송데이터량 및 속도 고려	· DWDM, OXC 등 광기반 전송장치 · 외부망 VPN 사용 고려
응용서버	· 화재 감지시 소방서, 병원 등 자동경보시스템(화재서버) · 기상상황 실시간 전달(기상서버)	· 서버 운영 효율성 · 네트워크 QoS 보장 · 각종 보안대책
센서	· 데이터 수집 기술 · 효율적인 센서망 구축	· 프로토콜 선택 · 저전력 기술

2. USN(Ubiquitous Sensor Network)  구축 시 고려사항

• 센서간 간격 고려(음영지역, 중첩지역 방지)
• 센서망 규모에 따른 센싱 방식 변경(Proactive 방식, Reactive 방식)
• 적절한 통신방식 선택(유선, 무선 등)

3. USN(Ubiquitous Sensor Network)  센서 저전력 기술

1) Wake-Up 채널

• MAC 계층에서 2채널 사용하여 1채널은 데이터 송·수신용, 다른 채널은 Wake-Up 채널 사용하여 데이터 발생 시에만 통신모듈 동작

2) S-MAC 프로토콜 사용

• 경쟁기반에서 프레임을 Sleep 및 Active로 나눔
• Active 타입에만 통신 활성화

3) 스케줄링 기반 프로토콜

• 정해진 시간에 데이터 송수신
• TDMA 방식과 비슷

4. USN(Ubiquitous Sensor Network) 종류

1) 사전적 네트워크(Proactive Network)

• 노드들이 주기적으로 센서와 송신부 스위치를 켜서 환경을 감시하고 사전에 정의 내린 조건에 맞는 데이터를 전송
• 주기적인 데이터 감시에 적합

2) 반응적 네트워크(Reactive Network)

• 노드들이 연속적으로 환경을 감시하여 감시된 속성값의 갑작스런 변화에도 즉시 반응함
• 침입탐지, 폭발탐지, 시간임계적 응용에 적합

5. USN(Ubiquitous Sensor Network) 라우팅프로토콜 종류

1) 평면 라우팅 프로토콜

• 네트워크 전체를 하나의 영역으로 간주하여 모든 노드가 참여함
• 경쟁기반 라우팅
• 경로 상에 이웃노드 데이터 모음

2) 계층적 라우팅 프로토콜

• 네트워크를 클러스터링 기반으로 한 다수영역으로 분할하여 라우팅 정보 간략화
• 예약기반 라우팅
• 클러스터 헤더가 데이터 모음