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IoT 사물인터넷 주요 표준화 동향 및 향후 전망

운영자 2015-01-05 2,356

1. 머리말

사물인터넷은 스마트 카, 스마트 홈, 스마트 그리드, 스마트 의료 등 여러 가지 서비스를 가능케 하는 기반 기술이다. 그러므로 ‘스마트 홈’과 유사한 개념이었던 ‘홈 네트워크’ 현황에 이해가 필요하다. 본 서비스에 대한 개념과 전망은 2000년 초부터 시작되었지만 지지부진하다가 스마트 폰이 등장하면서부터 보일러를 원격지에서 제어하거나 동일 제조사 TV와 냉장고를 상호 연동하여 제어하는 수준까지 와 있다. 최근 들어 홈 네트워크라는 이름이 스마트 홈, 커넥티드 가전 등 이름이 바뀌었지만 세계 각국의 업체들은 시장 선점을 위해서 고군 분투중이며 아직까지 본격적인 서비스 개화를 이루지 못하고 있는 상황이다. 이런 환경이 지지부진하게 10년 넘게 지속되고 있는 이유는 여러 가지 이유가 있겠지만 가장 중요한 이유는 시장 지배적인 표준이 없기 때문이기도 하다.


ICT에서 표준화는 매우 중요한 문제인데 첫째, 누구나 원한다면 표준문서를 보고 개발, 생산을 함으로서 시장에서 경쟁을 통해 단가를 획기적으로 낮출 수 있어 관련 시장을 크게 형성할 수 있기 때문이다. 가장 큰 예로 PC와 인터넷이 생활에 없어서는 안 될 필수품으로 자리 잡을 수 있었던 배경에는 개방형 표준이었다는 점이 크게 작용하였다. 두 번째로 ICT서비스에 표준이 있다면 제품의 상호 운용성을 획기적으로 개선한다. 이동통신과 인터넷 표준이 가장 좋은 예이다. 3GPP라는 표준화단체에서 제정하는 LTE와 같은 통신기술과 IETF에서 제정하는 개방형 인터넷 표준이 결합됨으로서 미국 네바다 주로 향하는 사막도로 위에서도 네이버를 통해 손에 든 스마트폰에서 한국 주식 시세를 검색할 수 있게 된 것이다.


사물인터넷 기술의 원류는 2000년 초에 등장한 RFID(무선식별)과 WSN(무선 센서 네트워크)로 거슬러 올라간다. 2000년 초만 하더라도 휴대폰에서 인터넷을 사용하는 것은 개방형 플랫폼 부재와 통신 사업자에 의한 기술적 폐쇄성으로 인하여 극히 제한적이었던 시절이었다. 이때 시장과 서비스 관점에서 이슈는 바코드를 대신하여 무선 태그를 사용하여 제품을 인식함으로서 생산 공정, 유통에서 있어서 효율성을 높이는 것이었다. 2000년 후반 들어 애플 OS나 구글 안드로이드와 같이 모바일 환경에서 OS 플랫폼이 등장하면서 모바일 인터넷 시장이 폭발적으로 성장하게 된다. 모바일 환경에서 사용자를 위한 시장 지배적 De-facto(사실) 표준의 등장은 2000년 초에 등장한 스마트 가전, 2000년 중후반 나타나기 시작한 스마트 그리드, 스마트 카 등 사물인터넷을 접목하여 사람의 목소리나 동작 등 어떤 개입 없이도 기기들끼리 서로의 상태를 인식하고 알아서 효율적으로 작동하게 하는 사물인터넷 개념을 배출하는데 큰 역할을 하게 된다.


네트워크 관련된 기술과 표준이 성숙하면서 사물인터넷의 서비스와 시장이 성장할 일련의 제반 환경은 마련되었지만 기기 간 데이터 및 콘텐츠 호환을 위한 플랫폼 표준화는 이제 시작단계로 봐도 무방하다. 또한 어떤 산업 직군에도 상관없이 상호간에 데이터 및 콘텐트의 상호호환성을 추구하는 서비스 미들웨어 플랫폼표준을 개발하고 있는 oneM2M이라는 표준화 단체가 등장하면서 사물인터넷 분야에서도 규모의 경제를 이룰 수 있는 매개체가 될지 이슈가 되고 있다. 본고에서는 미들웨어 플랫폼 표준의 관점에서 각 산업 직군별로 추진되고 있는 단체들의 표준화동향과 더불어 산업간 공통 서비스 플랫폼 표준화를 지향하는 oneM2M 표준화동향과 전망을 분석한다.


2. 본론
1) 산업직군별 주요 표준화단체
(1) 스마트 홈 분야
스마트 홈 관련 표준화 단체로는 OIC(Open Interconnect Consortium)와 Thread Group이 있다. OIC는 인텔과 삼성전자가 아트멜, 브로드컴, 델, 윈드리버 등과 함께 14년 9월에 출번한 컨소시엄이다. 운영체제와 서비스 공급자가 달라도 기기 간의 정보 관리, 무선 공유가 가능하도록 하는 표준 개발을 목표로 하고 있다. 이 컨소시엄이 우선 개발하고자 하는 서비스는 ‘스마트 홈’과 ‘오피스 솔루션’ 분야인데 오피스 솔루션으로는 기업용 장비 원격 제어, 오피스 협업 환경 구현 등이며 PC, 태블릿PC, 스마트폰 등으로 타 전자 제품이나 기업용 장비를 원격 제어 가능한 기능 개발하고자 하며 ‘스마트 홈’ 분야로서는 비용과 에너지 절약을 위한 가정용 시스템을 원격에서 제어하는 소비자용 솔루션 개발을 목표로 하고 있다. 당분간 OIC는 타 표준화기구와 협력보다는 시장 지배적 표준을 위해 참여 업체 간 협력을 적극 추진할 것으로 예측된다.


Thread Group은 구글이 주도하고 네스트랩스, 실리콘 랩스, 프리스케일, ARM, BIG ASS FANS, 예일 시큐리티, 삼성전자가 참여하여 스마트 홈을 위한 새로운 IP기반 무선 통신망 프로토콜인 스레드 개발을 통해 상호호환이 가능한 사물인터넷을 구현하기 위해 설립된 표준화단체이다. 추진배경으로서 스레드를 개발한 네스트랩스를 14년 1월 구글이 인수함에 따라 시작되었다. Thread란 저 전력 802.15.4 메쉬 네트워크를 위해 설계된 IPv6 네트워킹 프로토콜을 의미하는데 저 전력 무선 프로토콜인 6LoWPAN (IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks) 사용을 통해 저 전력으로 가정용 디바이스 간 연결을 제공하고 있다.


(2) 스마트 의료 분야
스마트 의료분야 표준화 단체로는 CHA(Continua Health Alliance)와 SAMI(Samsung Architecture for Multimodal Interactions)가 있다. CHA는 인텔, 오라클, 시스코, 파나소닉, 필립스, 후지쯔, 퀄컴, 삼성전자, 샤프 등 14개 기업의 이사사와 약 220여개 기업이 회원사로 참여하여 있는 헬스케어 관련 효율적인 의료서비스를 제공하기 위해 설립된 표준화 단체이다. 현재 상호호환 가능한 개인 연계 보건 제품과 서비스를 발굴하기 위해 기존의 기준 결합, 적용 가이드라인 설정에 노력 중에 있다. CHA는 oneM2M의 Partner2 멤버로 활동하고 있어 oneM2M과의 협력도 중시하고 있으며 아울러 의료 분야에 특화된 SAMI와 협력할 것으로 예상된다.


SAMI는 삼성전자가 개발한 플랫폼을 중심으로 핏빗, 스마트워치 제조사 페블, 심장 모니터 장비 제조사 바이탈커넥트 등 50여개 회사가 협력하여 웨어러블 컴퓨팅 장비 제조 기업이나 자동차 제조사 등이 사물인터넷 서비스 제공을 위한 플랫폼 개발을 추진 중에 있다. 궁극적인 목적은 무선 통신으로 연결된 장비에서 데이터를 수집해 활용할 수 있도록 해주는 사물인터넷 플랫폼 개발하는데 있으며 의료 분야에 특화된 플랫폼을 개발하기 때문에 향후 u-Health 관련 표준화단체인 CHA와 협력할 것으로 예상된다.


(3) 스마트 카 분야
OAA (Open automotive Alliance)는 구글 주도 하에 아우디, 지엠, 혼다, 현대, 포드, 볼보 등 28개의 자동차 제조사 및 LG, 엔비디아, 파나소닉, 후지쯔, 델파이, 파이오니아 등 15개의 기술 파트너 등 43개 기업이 참여하여 2014년 1월에 출범하였다. 그 목적으로는 안드로이드 기반의 차량 공통 플랫폼 개발 및 개방형 생태계 구축을 통해 혁신적인 차량을 개발하여 운전자의 편의성을 제공하기 위한 표준 개발을 위해서이다. 개방형 플랫폼을 표방하고 있으며 향후 안드로이드 장치와 차량 간 통합을 위한 개발을 진행할 것이며, 14년 하반기에는 안드로이드 기반의 플랫폼이 탑재된 차량을 출시를 목표로 하고 있다.


(4) 근거리통신(Proximity) 분야
Allseen Alliance는 2013년 12월 리눅스 재단의 주도 하에 퀄컴, LG전자, 하이얼, 샤프, 마이크로소프트, 파나소닉, 티피링크, 테크니컬러, 실리콘 이미지 등 51개 기업이 참여하여 설립된 표준화단체이다. 주요 사항으로는 네트워크를 통한 기기 간 정보전달 및 제어를 위해 퀄컴이 개발한 오픈소스 기반 솔루션인 ‘올조인(AllJoyn)’을 채택하였고 윈도우즈 OS, 안드로이드 OS, iOS, OS X 등 각종 스마트 단말에서 사용되는 대부분의 운영체제 플랫폼을 모두 지원을 목표로 하고 있다. 다양한 단말기를 통합할 수 있을 뿐만 아니라 개발자들과 제조사들은 기존에 개발했던 단말의 수정 없이 ‘올조인’이 제공하는 핵심 기능 적용 가능하다는 장점이 있지만 단말기 간 통신기술을 활용함으로서 근접거리 사물인터넷에 국한하고 있다. 뒤에서 설명하겠지만 oneM2M은 2차 Release 표준개발 시 Allseen Alliance과의 상호 연동 표준을 추진하기로 결정함으로서 궁극적으로 크로스 서비스 미들웨어 플랫폼 표준인 oneM2M과 조화를 이룰 것으로 예측된다.


2) 공통 서비스 플랫폼 표준화 프로젝트 – oneM2M
(1) oneM2M 개요 및 배경
앞서 살펴본 표준화단체는 특정 산업직군에서의 주로 제품 간 상호호환성 제공을 위한 플랫폼 개발을 목적으로 한다. 일반적인 아키텍처나 요구사항 표준은 공식표준화 기구인 ITU-T나 ISO/IEC JTC1에서 진행되고 있으며 사물인터넷을 통신망에 적용할 때 최적화하기 위한 네트워크 관련 표준은 3GPP나 IEEE802그룹에서 진행되고 있다. 하지만 자동차, 의료, 홈 가전, 전력 등 응용분야에 관계없이 M2M 단말 및 제품 간의 호환성 증대를 위한 서비스 계층에서 공통된 플랫폼 표준화를 추진하는 곳은 oneM2M이 설립되기 전까지는 존재하지 않았다.


이에 따라, 서비스 계층의 공통된 플랫폼 표준의 부재는 M2M 규모의 경제 실현에 걸림돌이 된다는 것을 3GPP 참여 표준개발기구 중심으로 공동 인식하게 된다. 이런 공동 인식하에, 2011년 7월 TTA 주최로 각 국 표준개발 기관인 유럽(ETSI), 북미(ATIS, TIA), 중국(CCSA), 일본(ARIB, TTC)는 서울에서 모여 서비스 계층 M2M 공통 국제 표준화를 위해 표준화기구 설립 논의를 시작, 1년 이후인 2012년 7월 oneM2M을 공식 출범하게 된다. oneM2M이 추구하는 구조는 <그림1>과 같다. 즉, 산업직군별로 종속적이고 폐쇄적으로 운영되는 구조를 벋어나 서비스 응용에 대한 인프라(플랫폼) 환경을 통합하고 공유하는 구조로서 공통 인프라 환경 구축을 목적으로 한다.


oneM2M 공통 서비스 표준 플랫폼 추진 목적

<그림1> oneM2M 공통 서비스 표준 플랫폼 추진 목적

<그림2>는 oneM2M의 조직 구조를 설명하고 있다. 총 5개의 워킹그룹을 둔 TP(기술총회)는 관련된 기술규격을 만들며 운영위원회(SC)에서는 재정, 법률, 홍보, 절차 규정문제 등을 처리함으로서 조화를 이루게 된다.


oneM2M 공통 서비스 표준 플랫폼 추진 목적

<그림2> oneM2M 공통 서비스 표준 플랫폼 추진 목적


oneM2M의 표준을 확산하는 방법은 기존 이동통신 표준화단체인 3GPP의 성공모델을 추구하고 있다. 즉 미국, 유럽, 중국, 한국, 일본의 총 7개 표준화기구의 소속 회원사들이 함께 모여 표준초안 규격을 만든다. <그림3>과 같이 만들어진 표준초안 규격은 해당 표준화 기구에서 공통으로 표준으로 채택하게 되어 자연스럽게 세계적으로 통일된 표준이 되고 시장에서 큰 영향을 준다. 마지막으로 참여표준화기구들은 공동으로 공식 국제표준화 기구에 국제표준제안과 반영을 통해 개도국 등 oneM2M에 참여하지 않는 국가도 표준을 활용하도록 하여 세계적 확산을 노린다. 현재는 공식 국제표준화기구인 ITU와 표준화 절차 방안을 협의 중에 있다.


oneM2M 표준화 추진 체계도

<그림3> oneM2M 표준화 추진 체계도

<그림4>는 oneM2M 표준이 적용될 경우의 예시를 설명하고 있다. 종래의 M2M 서비스는 각 산업직군별로 자체 플랫폼에 의해서 수직적으로 시장을 형성하고 있지만 oneM2M 서비스플랫폼 표준이 적용된다면 홈 가전과 자동차 정보가 스마트 폰을 통해 상호 연동 될 수 있는 구조가 될 수 있다. 즉 집안에 전열기구, 가스 밸브, 에어컨 등에 대한 정보를 스마트 폰 게이트웨이를 통해 차량 내부 디스플레이에 표시되어지고 제어할 수 있게 된다.


oneM2M 표준적용 예시

<그림4> oneM2M 표준적용 예시

oneM2M은 2014년 8월 <표1>과 같이 서비스 패키지 표준을 발표하였다. TS-0001 oneM2M 아키텍처 규격으로서 Common Service Functions에 대한 정의와 함께 구현한 Resource Type 및 Information Flow를 기술하고 있다. TS-0002는 oneM2M에 대한 기능적 요구사항 142개 정의한 기술규격으로서 추가적으로 oneM2M Rel.1 시스템에 반영된 요구사항에 대한 명시화 작업 진행 중에 있다. TS-0003은 oneM2M 보안 솔루션 기술규격으로서 CSE간, CSE와 AE간 보안 기능 제공을 위한 프로시저, 인증기법, 리소스에 대한 접근제어 정책 방법을 정의하고 있다.


TS-0004는 프로토콜을 위한 데이터 포맷 기술규격으로서 현재는 Common Data Type, Resource Specific Data Type에 대한 XSD 및 JSON 추가, 수정, 업데이트를 진행 중에 있다. TS-0005/6는 oneM2M Management Enablement(OMA, BBF) 기술규격으로서 mgmtbj 리소스 타입과 OMA DM 및 LWM2M의 Management Object 간의 Mapping 진행하고 있다. TS-0007/8은 CoAP, HTTP와의 바인딩 프로토콜 규격이며 TS-0009는 용어 정의 기술규격이다.


oneM2M Release 1.0 표준

<표1> oneM2M Release 1.0 표준


3. 향후 계획 및 전망
oneM2M은 <표1>의 릴리즈 1.0표준의 안정화 작업을 통하여 2015년 1월 릴리지 1.1표준을 만들고 최종 발간을 할 예정이다. 표준을 최종 발간하기 전에 각 계층별 또는 산업 직군별 데이터의 상호 연동이 잘되는지를 확인하기 위한 oneM2M 사물인터넷 시연행사(Showcase)를 2014년 12월 9일 소피아안티폴리스에서 갖기로 하였다. 댁내 센서관리, 스마트홈과 스마트카 연동, 이기종 플랫폼을 이용한 스마트 시티, 스마트 홈과 스마트 카 연동 등이 시연될 예정이며 현재까지 나온 프로그램초안은 <표2>와 같다.

oneM2M Showcase 참여 회사 및 프로그램 초안

<표2> oneM2M Showcase 참여 회사 및 프로그램 초안


또한 oneM2M은 2014년 9월 회의에서 향후 2차 릴리즈 규격을 위한 표준화과제를 결정하였다. 그 주요사항으로 Home Domain에서의 새로운 유스케이스 발굴을 위한 Home Domain Enablement, oneM2M Rel-1의 Smart Home IoT 도메인에 최적화 및 추가적인 기능 도출과 함께 AllSeen Interworking이라는 표준화과제를 통해 AllSeen에서 사용되어지는 기술 및 데이터 모델들과의 호환성을 제공하기 위한 표준화 과제를 진행할 예정이다. 또한 시험 인증의 중요성을 감안하여 Conformance 및 Interoperability 관련 표준 개발을 시작할 예정이다. 즉 표준이 제정된다 할지라도 이기종 산업간 연동을 위해서는 시험인증이 필수적인 상황이다. 그러므로 oneM2M은 oneM2M 시험/인증 관련 규격 개발 및 활동 대응을 위한 애드혹 그룹을 신설하여 로드맵과 작업범위를 결정한 이후 2015년부터 워킹그룹이 신설되어 본격적으로 활동할 전망이다.


상기 기술한 산업직군별 주요 표준화 단체의 활동현황과 oneM2M의 표준화 활동에 의하면 향후 시장 전망은 두 가지로 전개될 것으로 예측된다. 첫째, 산업직군별로 시장은 파편화되어 진행될 수 있다. 시장은 누구에 의해 마음대로 움직여지지 않는다. 기술의 우수성보다는 시장의 지배력을 선점하기 위한 이기종 산업간 주도권 다툼도 보이지 않은 영역이다. 이 경우에는 규모의 경제를 이루기 위해서는 상당한 시간을 필요로 하게 된다. 일종의 카르텔이 명분을 앞서는 경우이다. 두 번째는 시장 지배적인 공통 서비스 플랫폼 표준에 의한 규모의 경제 실현의 경우이다. 만약 시장이 이렇게 흘러간다면 단일 플랫폼에 의해 타 산업 간에 중복 표준개발이 방지되고 지역·시장·통신망 간 서비스 및 데이터 호환성이 증대 될 것이며 타 산업간 교차 서비스 개발이 가능해지고 끊임없는 서비스 제공을 통한 사용자 편의성이 증대될 것이다. 아울러 M2M 모듈과 제품의 개발비용이 감소되고 M2M 시장 규모 및 매력도가 증대되며 최적의 시간에 시장 공급이 가능해질 것이다.


그러므로 사물인터넷 관련된 정책 부서, 연구개발 기관 및 업체 등 모든 이해관계인들은 oneM2M의 표준화에 대해서 더욱 주시할 필요가 있다.


(주)인포씨지

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