Special Theme INTRO - 21세기 디지털 사회 인프라, 사물인터넷 세상
최근 이슈가 되는 과학기술 주제를 심도있게 다루는 섹션으로, 해당 기술의 개념과 특성, 국내외 동향과 정책, 향후전망 등을 전문가들이 집중분석합니다.
미국 제록스의 Mark Weiser에 의해 태동한 Ubiquitous Computing이라는 개념은 지난 1999년 MIT Auto-ID Center의 설립자인 Kevin Ashton에 의해 사물인터넷(IoT; Internet of Things)이라는 개념으로 발전한다.
이후 IoT에 대한 개념은 2005년 국제전기통신연합인 ITU가 사물인터넷(IoT) 보고서를 발간하면서 주목을 받는다.
당시 ITU의 Lara Srivastava는 “오늘날 기술은 10년 전 우리가 예상할 수 없을 정도로 보급되었다. 이와 마찬가지로 앞으로 10년간 사물은 이러한 방향으로 갈 것.”이라고 강조한다.
동시에, ITU 보고서는 사물인터넷의 잠재성을 최대한 활용하기 위해 해결해야 할 가장 중요한 도전은 표준화와 협력, 프라이버시 그리고 사회도덕적 이슈라고 강조한다.
여기에서는 21세기 미래 디지털사회 인프라로 부각되고 있는 사물인터넷의 개념과 정의 나아가 관련 표준화 현황을 살펴보고, 21세기 미래 사회생활상의 단면을 조명하고자 한다.
유비쿼터스 컴퓨팅(Ubiquitous Computing)의 등장
지금으로부터 약 20여년 전인 1980년대 말, 미국 제록스에 근무하던 마크 와이저(Mark Weiser)는 미래 정보통신 문명의 화두에 대해 오랜 시간 고민한다.
그는 지난날의 컴퓨팅 개념과는 근본적으로 다른 컴퓨팅 환경을 생각하였고, 그것은 “아침에 현관에서 신문을 집어들거나 출근시 구둣주걱으로 구두를 신을 때의 느낌처럼 사람과 사물간의 인터페이스에 어떤 거부감도 없이 자연스럽게 연결될 수 있게 하는 기술이 필요하지 않을까?”, “그렇게 되려면 인간과 컴퓨터 그리고 네트워크가 서로 조화되어 나타날 지극히 인간화된 기술이어야 하지 않을까?” 등에 대한 고민이었다.
오랜 시간 고민의 결과는 ‘Ubiquitous Computing’이라는 새로운 개념의 컴퓨팅 환경에 대한 제안으로 이어지게 된다.01, 02
(01 http://www.ubiq.com/weiser/)
(02 http://www.wikipedia.org)
유비쿼터스 컴퓨팅은 유비쿼터스 네트워킹 등과 같은 개념으로 사용되며, 이것은 사람의 눈에는 잘 띄지 않게 하면서 컴퓨팅 능력을 증가시키는 것을 의미한다.
그는 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 중요한 기술들이 대부분 우리가 일상생활에서 입는 옷 속으로 흡수되어 그것을 구분할 수 없게 할 것이라고 내다봤다.
마크 와이저에 의해 유비쿼터스 컴퓨팅의 개념이 제창된 이후 지속적인 정보통신 기술의 발달은 여기에 새로운 패러다임을 추가하게 되는데, 언제, 어디서나, 누구나에게 제공되는 컴퓨팅 및 통신 기술을 언제, 어디서나, 누구나를 포함한 모든 사물에까지 컴퓨팅 및 통신을 제공하게 하는 패러다임으로 변화하게 된다. 03
(03 ITU-T, “ITU report 2005: The Internet of Things”, http://www.itu.int/internetofthings/)
이것은 기존의 컴퓨터에 어떠한 기능을 추가하는 것이 아니라 자동차, 냉장고, 안경, 시계 등과 같이 어떤 기기나 사물에 컴퓨팅 및 통신장치를 설치하여 다른 기기, 사물이나 사람과 통신이 가능하도록 해주는 정보통신기술 환경 또는 정보기술 패러다임이라 할 수 있다.
사물인터넷의 개념과 진화
1999년 MIT Auto-ID Center의 설립자인 Kevin Ashton과 David L. Brock에 의해 사물인터넷의 개념이 등장한다.
여기서 “Auto-ID” 용어는 자동화와 오류 감소, 효율 증대를 위해 업계에서 사용한 광의의 식별기술을 일컬으며, 여기에는 바코드와 스마트카드, 센서, 음성인식, 생체인식이 포함된다.
이후 2000년대 중반에 접어들면서 Auto-ID의 주 기술 분야로 RFID가 자리매김하게 되면서 오늘날 RFID 기술은 물류 유통시장은 물론 다양한 분야의 모바일 RFID 서비스에 이르기까지 폭넓게 사용되고 있다.
사물인터넷의 개념은 2005년 ITU의 사물인터넷 정책보고서가 발간되면서 주목을 받게 된다.
ITU 보고서는 사물인터넷이 식별자(부착하는 사물)와 센서 및 무선센서 네트워크(감지하는 사물), 임베디드 시스템(생각하는 사물), 나노공학(수축하는 사물) 분야의 기술발전을 통하여 감각뿐 아니라 지능적 형태로 전 세계의 모든 사물 및 객체가 상호 연결될 것이라 주장하며, 이에 대한 준비와 대비가 필요하다고 언급한 바 있다.
여기에서는 ICT와 나노기술을 함께 언급하면서 “인간의 활동과 사회적 성과, 국가의 생산성, 삶의 질에서 거대한 개선”을 달성하기 위한 “융합기술”의 개념을 강조한다.
2000년대에 접어들면서 RFID 기술이 우리의 보편적 생활에 깊숙이 자리하게 되었고 나아가 스마트폰의 등장과 더불어 우리가 사용하는 인터넷은 1세대 유선인터넷, 2세대 모바일 인터넷 시대를 거쳐 3세대 사물인터넷(IoT; Internet of Things) 시대로의 진화를 거듭해 가고 있다.
즉, 1970년대 군사적·학술적 목적으로 탄생한 인터넷은 지난 1990년대에는 월드와이드웹(World Wide Web; WWW)을 통하여 일반인도 쉽게 사용할 수 있는 대중적인 기술이 되었고, 2000년대에는 모바일 인터넷을 통하여 언제 어디서나 사용할 수 있는 우리 생활의 일부분이 되었다면, 2010년대는 사물간의 통신인 M2M(Machine-to-Machine)과 모든 사물이 네트워크에 연결되는 사물인터넷으로 대변되는 21세기 미래 디지털 세상이 될 것으로 전망되고 있다.
그림 1 사물인터넷의 진화 단계
IoT, 미래 디지털사회 인프라로
중요역할 할 것
2010년 벨연구소의 자료에 따르면 인터넷산업의 지속적 성장으로 2020년에 인터넷 인구 50억명으로 증가하고 1,000억대의 인터넷기기가 접속할 것으로 전망하고 있다. 이에 따라 모든 사물이 인터넷으로 연결되어 다양한 지능적 서비스를 제공하는 초연결사회(Hyper-Connection Society)를 위한 준비가 요구되고 있다.
최근들어서 이러한 사물인터넷 기술은 우리나라를 포함한 각국에서 적극적으로 추진하게 된 배경으로는 인터넷 기술의 발전과 보편화로 인하여 인터넷의 영향력은 기존 ICT 영역뿐만 아니라 정치, 경제, 문화 등 모든 분야로 확대되었고, 이제 인터넷산업은 글로벌 경제 및 기업 성장의 핵심 축으로 자리잡았다.
이미 해외에서는 선도기업들이 클라우드·빅데이터·사물인터넷을 기반으로 새로운 부가가치를 창출하고 있는 실정이다.
사물인터넷은 정보통신 기술을 기반으로 주위의 모든 사물을 연결하여 사람과 사물, 사물과 사물간에 정보를 교류하고 상호 소통하는 지능형 인프라라 정의할 수 있다. 사물인터넷은 이전의 센서 네트워크(RFID/USN)와 사물지능통신(M2M)을 거쳐 사람 중심은 물론 가상세계의 모든 정보와 상호 작용하는 사물인터넷으로 진화하고 있다.
이렇게 사람과 사물, 가상 세계의 다양한 정보를 통하여 공유된 정보는 서비스의 형태로 변환된 후 우리 주변의 모든 일상생활에 적용되어 지금보다 더 편리하고 안전한 삶을 가능하게 할 것으로 생각한다.
사물인터넷을 통하여 우리의 실생활이 바뀔 수 있는 한 예로, 스마트 그리드 시대의 전력사용량 최소화를 위한 가정내 소비가전(세탁기, 식기세척기, 청소기 등)간의 자율통신을 한 예로 들 수 있겠다.
즉, 모두가 출근하고 아무도 없는 가정내의 소비가전들끼리 상호통신을 통해 전기사용량을 최소화할 수 있는 시간을 정하고 그 정해진 시간대에 각자의 가전장비들이 동작하도록 할 수 있다.
사물인터넷의 주요 서비스로는 스마트홈, 스마트카, 헬스케어, 스마트 그리드 등이 있다. 스마트폰, 스마트카, 스마트 시계 등 지능화된 단말기 보급과 맞물려 새로운 개념의 사물인터넷 서비스가 개발되고 있는 것이다.
또한 미국의 IBM, 영국의 Pachube을 중심으로 다양한 산업에 사물인터넷을 접목하는 시도도 진행되고 있다.
최근에 들어서 이러한 사물인터넷을 우리나라를 포함한 각국에서 적극적으로 추진하게 된 배경으로는 휴대폰 포화, 탈 통신, 솔루션시장 성장 등의 통신사업 환경변화와 “Korea Smart Grid 2030”같은 Green ICT 정책 추진과 사회안전망 수요증대를 들 수 있다.
이러한 사물인터넷이 전 세계 시장에서 성공적으로 활성화되기 위하여 ITU-T, ISO와 같은 국제표준화기구뿐만 아니라 3GPP, ETSI, IEEE, oneM2M, IETF 등 다양한 사실표준화기구에서 사물인터넷을 위한 표준화 노력을 진행하고 있다.
국내에서는 TTA 사물지능통신 특별기술위원회(STC 1)에서 산업체 중심의 단체표준 개발을 주도하고 있으며, 나아가 기존 M2M/IoT포럼 및 RFID/USN융합포럼을 하나로 통합한 사물인터넷포럼 발족을 목전에 두고 있다.
앞으로 다가올 미래사회를 한마디로 예상하기는 어렵지만, 21세기 미래 디지털사회 인프라로 사물인터넷이 중요한 역할을 할 것이라는 점은 자명하다.
그림 2 IoT 기술 개념도
최근 관련표준화 활동동향
한편, 표준화된 기술은 신규 사업자에 대한 시장의 진입 장벽을 낮추고 사용자를 위한 서비스 운용 비용을 낮추는 등 사물인터넷 활성화에 매우 중요한 요소가 아닐 수 없다.
또한, 표준화는 상호 운용성을 위해 반드시 필요한 부분이고 ‘규모의 경제’라는 측면에서도 기업에게 전 세계를 대상으로 하는 경쟁에서 보다 좋은 환경을 제공함으로써 사물인터넷 서비스 활성화에 이바지할 것으로 기대된다.
그러나 사물인터넷을 위한 기술표준들은 몇몇 요소기술을 제외하면 대부분 현재 표준화가 진행 중이거나 아직 진행되지 않은 상태에 있다.
앞서 설명하였듯이 표준화는 대규모의 구현과 기술의 확산에 근본적으로 필요한 부분이며 성공적으로 상용화된 거의 모든 기술들은 시장의 확산을 위해 표준화가 진행되었다는 사실을 볼 때 사물인터넷 기술은 반드시 표준화의 필요성을 가지고 있다고 할 수 있다.
사물인터넷 표준화를 위한 많은 표준화단체의 노력을 제한된 분량으로 서술하기에는 한계가 있고, 따라서 여기에서는 사물인터넷 서비스 플랫폼 개발을 위한 de Facto(사실상의) 표준화단체로 새로이 부각되고 있는 oneM2M 표준화기구의 최근 활동동향에 대해 간략히 정리하는 것으로 갈음하고자 한다.
oneM2M은 우리나라의 한국정보통신기술협회(TTA)를 비롯한 세계지역별 7개의 표준화 기관(TTA(한), ETSI(유), ARIB/TTC(일) CCSA(중), ATIS/TIA(미)) 등이 공동으로 설립한 산업체 중심의 표준화단체이다.
지난 2011년부터 글로벌한 M2M 서비스 표준모델 개발을 목표로 표준화단체간 컨센서스가 만들어진 이후 지난 2012년 7월 미국 시애틀에서 개최된 제1차 oneM2M 운영위원회에서 7개 기관 대표간 공식적인 MOU 체결식을 거행함으로써 oneM2M이 공식출범한 바 있다.
여기에는 AT&T, 스프린트, 에릭슨, 시스코, 화웨이, 퀄컴, 알카텔-루슨트, 인텔, 텔레콤이탈리아 등 200여개의 주요 해외기업이 참여하고 있으며, 국내에서도 ETRI, KCA, KETI, KWISA, 삼성전자, LG전자, SKT, KT, LGU+, 삼성SDS, 모다정보통신, 웹싱크, 엔텔스 등이 참여하고 있다.
또한 자동차, 원격검침, 홈/가전 및 의료분야의 OMA, IEEE 등의 표준화단체가 oneM2M 표준을 해당산업에 적용하기 위해 파트너로 참여 중이다.
oneM2M은 현재 기술위원회 산하에 WG1(요구사항), WG2(구조), WG3(프로토콜), WG4(보안) 및 WG5(관리, 추상화 및 시멘틱)로 총 5개의 작업반으로 구성되어 있다.
WG1은 자동차, 원격검침, 홈/가전 및 의료 등 다양한 분야에서 유스케이스와 요구사항 표준을 개발하고 있으며, 최근 oneM2M 요구사항(TS-0002)과 유스케이스(TR-0001) 문서가 2013년 10월 회의에서 승인(Approval)되었다.
WG2는 WG1을 통해 개발된 요구사항에 따라 oneM2M 구조 표준 개발을 목표로 하고 있으며, 사물인터넷 관련분석 기술보고서 2건(TR-0002, TR-0003)이 2013년 8월 회의에서 승인되었다.
현재 oneM2M 구조는 RoA(Resource of Architecture) 방식으로 개발되고 있으며, 이에 SoA(Service of Architecture)를 접목하는 형태로 진행된다. 2014년 7월 제12차 기술총회에서 ‘Release 1’이 발표될 예정이다.
2013년 8월에 처음 회의가 개최된 WG3는 oneM2M 구조에 따른 프로토콜 개발을 목표로 하고 있으며, 현재 각 인터페이스별로 프로토콜의 필요성과 관련 프로토콜 분석을 진행하고 있다.
프로토콜 분석 기술보고서는 2014년 4월까지, 프로토콜 솔루션 규격은 2014년 7월까지 승인을 목표로 각각 개발되고 있다.
WG4는 사물인터넷 관련 보안규격과 기술보고서 개발을 목표로 하고 있으며, 최근 보안대응책(Countermeasure), 토큰기반 확인(Authorization), 데이터 보호수준, 접근제어, PKI 등에 대한 논의를 본격화하고 있다.
보안분석 기술보고서는 2014년 4월까지, 보안솔루션 규격은 2014년 6월까지 승인을 목표로 각각 개발되고 있다.
WG5는 디바이스 관리와 시멘틱 표준개발을 목표로 하고 있다. 최근 OMA, BBF 표준을 수용할 수 있게 하는 일반화된 디바이스 관리구조 모델, 추상화와 시멘틱 관련 표준화동향을 기술한 기술보고서 개발을 진행하고 있다.
OMA와 BBF 표준을 수용하는 관리규격은 2014년 7월까지, 관리 기술분석서는 2013년 12월까지, 추상화와 시멘틱 관련 기술분석서는 2014년 7월까지 각각 승인을 목표로 하고 있다.
지금까지 21세기 디지털사회 인프라로 부각되고 있는 사물인터넷의 개념과 정의, 관련표준화 현황에 대해 간략히 살펴보았다.
사물인터넷은 나노공학과 생명공학, 정보기술, 인지과학을 통합한 과학을 포섭 및 능가하는 비전이다.
다가올 10년에서 15년간 사물인터넷은 급속하게 발전하여 새로운 ‘정보화 사회’와 ‘지식경제’를 구현할 가능성이 크지만, 관련된 법·제도와 프라이버시, 사회도덕적 이슈와 맞물려 균형·발전되도록 유도해야 할 것이다.
그림 3 oneM2M의 조직 구성도
2020년, Rosa의 어느 하루
2020년 스페인에 사는 23살 대학생 Rosa의 하루를 상상해 보자.
Rosa는 남자친구와 다툰 후 혼자 생각을 정리할 시간이 필요했다. Rosa는 프랑스 알프스의 스키 리조트로 그녀의 차를 타고 혼자 여행을 떠나기로 하지만 차에 장착된 RFID 센서 시스템이 타이어의 이상을 경고하여 먼저 정비소에 들러야 했다.
정비소에 들어서자 센서와 무선통신 장치가 장착된 검사기구가 특정 정비구역으로 그녀의 차를 안내했다. 정비구역에서 완전 자동화된 로봇이 타이어 교환작업을 진행하는 동안 Rosa는 커피를 마시러 갔다.
음료자판기는 Rosa가 좋아하는 음료를 미리 알고 이를 자동으로 따라준다. Rosa는 인터넷 시계를 음료자판기 앞에 가져다 대는 것으로 안전하게 요금을 지불하고 차로 돌아간다.
차로 돌아왔을 때에는 공기압과 온도, 손상을 감지하는 새로운 타이어가 장착되어 있다. 안내시스템은 Rosa에게 새로운 타이어와 관련된 프라이버시 옵션을 선택하라고 물어본다.
자동차 제어시스템에 저장된 정보는 유지보수를 위한 용도이지만 자동차가 이동하는 곳곳에 설치된 RFID 리더에 의해 해당정보가 읽혀질 수 있다.
그러나 Rosa는 그녀의 행선지에 대한 정보가 타인에게 노출되는 것을 원하지 않기 때문에 위치추적을 방지하기 위한 프라이버시 보호옵션을 선택했다.
Rosa는 출발에 앞서 몇가지 쇼핑을 하기 위해 가까운 상점에 들러 미디어 플레이어가 장착된 온도제어 기능을 가진 새 스노보드 재킷을 샀다. Rosa가 가고 있는 리조트는 눈사태를 감지하는 무선센서 네트워크가 구축되어 있다.
프랑스와 스페인 국경에서도 Rosa의 차는 그녀의 운전면허 정보와 여권정보를 가지고 있어 이 정보들이 국경검문소에 자동으로 송신되어 차를 세울 필요가 없이 국경을 통과하였다.
남자친구로부터 갑자기 걸려온 비디오 전화를 착용하고 있는 선글라스로 받기 위해 차를 세우고 전화통화를 한 Rosa는 마음이 풀려 내비게이션에게 프라이버시 보호옵션을 해제하라고 명령을 내린다.
그러자 남자친구의 차가 Rosa의 위치를 알 수 있게 되어 남자친구는 Rosa를 향해 출발한다.
(번역: IoT Executive Report, 2005)