사물인터넷 시장 선점하기 위한 표준화 단체 설립해 세(勢) 불리기 한창
누가 사물인터넷 플랫폼 시장을 선점할 것인가, 플랫폼을 장악하기 위해 어떻게 사물인터넷 시장에서 표준이 되는가가 중요하다. 과거 ICT 산업에서의 표준 전쟁에서 볼 수 있듯이, 표준이 되지 않으면 어떠한 결과가 뒤따르는지 우리는 잘 알고 있다. 따라서 주요 사물인터넷 업체들은 다양한 사물인터넷 제품 및 서비스를 출시하면서 표준 전쟁에 합류하고 있다. 최근 제주도 대명리조트에서 개최된 사물인터넷포럼 2016년도 상반기 워크숍에서 한국전자통신연구원 홍용근 전문위원이 발표한 ‘IoT 국제 표준 기술 동향’을 토대로 IoT 표준 동향을 정리했다.
사물인터넷(IoT) 산업은 아직까지 IoT 네트워크, IoT 플랫폼, IoT 응용서비스 등 3가지 분야 모두에서 다양한 기술과 표준이 등장해서 서로 경쟁하고 있는 시장 초기 단계다. 선도 기업들은 기술 확산을 통한 사실상의 표준(de facto standard)지위 획득을 위해 △ 컨소시움을 통한 연합 전선 구성 △ 소스코드 공개를 통한 개방형 생태계 구축 등의 방법으로 시장 선점을 위해 노력 중이다(그림 1, 표 1).
▲ 그림 1. IoT 주요 표준화 기구 및 얼라이언스
▲ 표 1. 사물인터넷(IoT) 표준화 기구 현황
IoT 네트워크 분야는 전통적인 ICT 표준화 기구를 중심으로 커버리지(10m, 100m, 1km, 10km 등), 데이터 전송속도(100bps, 100Kbps, 1Mbps, 10Mbps 등)에 따라 IoT 응용을 위한 다양한 통신기술과 표준이 개발 활용 중이다. 근거리 통신기술로는 블루투스, WiFi, NFC, ZigBee, Z-Wave 등이 활용되고, 장거리 통신기술로는 LTE, LoRa, Sigfox, 802.11ah 등이 등장했다. 특히, IoT 전용망(Low-Power Wide-Area Network) 방식 관련, 기존 LTE 이동통신 진영과 LoRa, Sigfox 등의 독자기술 진영 간 주도권 확보 경쟁이 치열하게 전개되고 있다. 국내에서는 최근 SKT, KT의 경우, 각각 LoRa, LTE-M 방식의 IoT 전용망 연내 구축 계획을 발표했고, 통신모듈의 무료 배포, IoT 개발 플랫폼을 개방하고, 전용 요금제를 출시했다.
IoT 플랫폼/응용서비스 분야의 경우는 글로벌 IoT 선도기업들은 독자적으로 △ 하드웨어 개발 모듈(인텔 IoT 플랫폼, 삼성의 아틱 등) △ 경량 OS(구글의 브릴로, 삼성의 타이젠 등) △ 다양한 IoT 개발 도구(애플의 홈킷, 삼성의 스마트싱스 등) 등을 제공하고 있다. 반면, 다른 기업과의 표준화 컨소시움 구성을 통해 시장주도권 확보에 열을 올리고 있다. 기존 표준화 단체와는 달리, 이들 IoT 컨소시움은 표준 규격과 오픈 소스 개발을 동시에 진행한다는 점이 큰 특징이다. 우리나라는 미국, 유럽, 중국, 일본, 인도 등의 대표 민간 표준화단체가 2012년 7월 결성한 글로벌 IoT 표준화 기구인 oneM2M의 핵심 멤버로서 IoT 플랫폼 응용 서비스 분야 국제표준 형성에 주도적 역할을 수행하고 있다. 그리고, IoT 표준 역량 강화를 위한 사물인터넷포럼과 oneM2M 기반의 오픈소스 프로젝트를 운영 중이다.
공적표준화기구-ITU
ITU-T는 사물인터넷(IoT) 관련 기술의 국제표준화에 있어 가장 앞서 나가고 있다고 볼 수 있다. 이미 2005년도 ITU Internet Report 2005 –The Internet of Things를 통해 사물인터넷의 중요성을 강조했으며, 2011년부터 JCA-IoT 및 IoT-GSI를 구성해 사물인터넷 관련 표준화 활동의 조율 및 표준화를 추진해 오고 있다. 이를 통해 ITU-T는 2012년 국제표준화 기구 최초의 사물인터넷 관련 국제표준인 Y.2060을 제정한 바 있다.
ITU-T 내의 사물인터넷 관련 그룹 및 주요 역할은 그림 2에서 보는 바와 같다.
▲ 그림 2. ① IoT activities in ITU-T ② IoT Reference model ③ Technical overview of IoT
JCA-IoT는 ITU-T 내부 뿐만 아니라 다른 표준개발기구(SDO, Standards Development Organization)를 아우르는 사물인터넷 표준화 활동의 조율을 진행하고 있으며, 이를 위해 사물인터넷 표준화 로드맵을 작성하고 있다. 이 로드맵에는 각 표준화 기구에서 개발 완료했거나, 개발 중인 사물인터넷 관련 표준에 대한 정보들이 수록돼 있다.
IoT-GSI는 ITU-T 내부의 사물인터넷 관련 표준화 계획을 수립/관리하고 있으며, 이 표준화 계획에는 향후 개발이 필요한 사물인터넷 관련 표준화 항목에 대한 정보가 포함돼 있다. IoT-GSI에서는 이 표준화 계획에 따라 Q2/13 및 Q25/16 등 10개의 핵심 실무반(Questions)에서 사물인터넷 관련 표준의 개발을 진행하고 있다.
특히, 작년 6월 한국 주도로 사물인터넷 연구반(SG 20)이 설립됐으며, ETRI 표준연구센터장인 김형준 박사가 ‘사물인터넷 및 스마트 시티’연구반의 전체 부의장과 사물인터넷 총괄작업반 의장에 선임된 바 있다. 한국이 명실상부 ITU의 사물인터넷 기술 표준화 전체를 총괄하는 책임자의 역할을 맡게 된 것이다.
공적표준화기구-ISO
ISO/IEC JTC 1은 2012년 IoT의 본격적인 표준화를 시작하기 전 IoT에 대한 사전작업을 위한 특별작업반인 SWG 5를 설립했다(그림 3 참조).
▲ 그림 3-1. Mind Map
▲ 그림 3-2. IoT RA(IoT Reference Architecture)
SWG 5는 2년간의 활동을 통해 IoT의 정의 및 마인드 맵 개발, 시장 요구사항 분석, 표준화 갭 분석 및 IoT 참조 구조에 대한 연구 보고서를 개발을 완료하고 2014년 JTC 1 전체 회의에 IoT 표준화를 위한 신규 위원회의 설립을 제안했다.
연결(Connectivity) 표준화 단체-IETF
IETF는 인터넷 자체와 인터넷 관련 기술의 공학적인 측면과 기술적인 측면에서의 발전에 기여하는 사람들로 자생적으로 만들어진 그룹으로서, IETF의 기본 목표는 인터넷 관련 표준을 만드는 것이다(그림 4 참조). 6LoWPAN, roll, core 워킹그룹을 중심으로 IoT 관련 표준화 활동을 진행하다가 2013년 이후 6lo, 6tisch, dice, ace 등의 워킹그룹이 새로 신설돼 IETF에서 IoT 관련 표준화 활동이 본격적으로 시작됐다.
▲ 그림 4-1. IoT environments in IETF
▲ 그림 4-2. Adaptation Layer
▲ 그림 4-3. CoAP for Constrained IoT device
최근 IETF에서는 전통적인 TCP/IP 프로토콜 스택에서 벗어나 다양한 물리적인 제약 조건을 가진 디바이스들도 인터넷에 연결할 수 있는 기술 개발을 통해 사물인터넷을 구축하려는 시도를 하고 있다. 이를 위해 IETF에서는 6LoWPAN, 6lo, 6tisch, core, roll, lwig, dice, ace 등 여러 워킹그룹을 통해 관련 표준 기술을 개발 중에 있다. 지금도 IETF에서 IoT 관련 워킹그룹의 수는 많지만, 앞으로 그 수는 더 늘어날 것으로 전망되며 관련 표준기술 개발도 더 활발해질 것으로 예상되고 있다.
연결(Connectivity) 표준화 단체-IEEE
IEEE는 사물인터넷이 다양한 산업에 제공해 줄 수 있는 가치와 사물인터넷을 통해 이루어질 다양한 혁신들이 인류의 삶에 긍정적인 영향을 제공해 줄 수 있다는 점을 고려해, IEEE 내 기술 표준을 담당하는 IEEE Standard Association (IEEE-SA)을 통해 다양한 사물인터넷 관련 표준과 프로젝트들을 진행하고 있다. IEEE-SA의 표준들은 다양한 영역에서의 사물인터넷 서비스들을 지원하기 위한 프로토콜, 기술, 아키텍처 구조 등을 아우르고 있다(그림 5 참조).
▲ 그림 5. IEEE 802.11ah use cases
IEEE는 근거리 통신망, 도시권 통신망 등 사물인터넷에 연결되는 기기들이 사용할 수 있는 여러 가지 네트워크 통신 기술들에 대한 많은 표준을 개발했다. 이외에도, 사물인터넷을 위한 통신 방법, 저장소 인터페이스, 스마트 그리드, 차량 통신 표준 등 특정 사물인터넷 서비스들을 위한 표준까지도 개발하고 있다.
특히, IEEE는 2013년 사물인터넷을 전담하는 전문 그룹인 IEEE IoT Community를 새롭게 만들면서, IEEE 내에서 IEEE-SA 및 다양한 전문 그룹 간의 밀접한 협력을 통하여 사물인터넷 관련 표준 개발에 박차를 가하고 있다. IEEE에서 개발하고 있는 사물인터넷 관련 표준은 이동 차량, 유비쿼터스, 홈 네트워크 등 다양한 분야에서 사용될 수 있는 기술들을 아우르고 있다.
연결(Connectivity) 표준화 단체-3GPP
세계 이동통신 표준화 기술협력기구인 3GPP(3rd Generation Partnership Project)는 GSM, WCDMA, GPRS, LTE등의 무선 통신 관련 국제 표준을 제정하기 위해 1998년 12월 창설된 이동통신 표준화 기술협력 기구다. 3세대 이동통신규격인 WCDMA, HSDPA 등의 규격을 제정한 바 있고, 현재 LTE-Advanced 표준을 개발 중이다. 최근 3개 저전력 장거리 통신 기술(LPWA, Low Power, Wide Area)을 릴리즈13(Release 13)의 허가 주파수에 표준화하기로 결정했다. 합의된 이 규격은 급성장하는 IoT 시장에 대응하는 것으로 일명 협대역 IoT(NB-IoT)와 기존의 진화 기술인 EC-GSM-IoT, LTE MTC Cat-M1을 포함하며 모든 LPWA 사용 사례를 포괄한다(표 2 참조).
▲ 표 2. 3GPP가 추진하고 있는 IoT 연결 표준
LPWA 네트워크는 2G/3G/4G 셀룰러 기술을 활용하는 기존의 광대역 네트워크를 보완, 확장하는 기술로 IoT의 고성장 분야로 부상하고 있다. 새로 제정된 표준은 사업자가 2G망을 EC-GSM-IoT로, LTE망을 LTE-MTC로 업그레이드함으로써 기존의 고품질 모바일 네트워크 인프라를 최적화할 수 있도록 해준다. 한편 NB-IoT는 2G와 4G 주파수를 모두 이용해 안전하고 안정적인 성능을 구현할 수 있도록 해준다.
3GPP에 따르면, NB-IoT는 향상된 실내 서비스 범위와 낮은 지연시간, 저렴한 기기 가격, 그리고 방대한 수의 연결 기기를 구현할 수 있도록 할 예정이다. 서비스 업체는 이를 기존 LTE 대역이나 GSM으로 사용되고 있는 주파수의 일부로 배치할 수 있다. 많은 통신업체가 GSM을 통해 IoT 서비스를 제공하고 있는데, 이들 채널을 소형 기기에 더 효율적인 LTE로 변환하고자 한다.
IoT 플랫폼 표준화 단체-oneM2M
oneM2M은 2014년 8월, 전 세계 사물인터넷(IoT/M2M) 서비스 플랫폼 표준을 개발하기 위해 출범됐다. 후보 릴리즈(Candidate Release) 1 규격이 승인 및 완료됐으며, 후보 릴리즈 1은 요구사항(Requirements), 아키텍처(Archi-tecture), 프로토콜(Protocols), 보안(Security) 및 장치관리(Device Management)와 관련된 9개의 기술 규격(TS:Technical Specification)을 패키지로 제공한다.
최종 릴리즈 1 규격은 2016년 1월 공개됐으며. 종래 사물인터넷 표준기술 및 서비스들은 그림에서 보듯이 스마트홈, 스마트카, 스마트그리드 및 헬스케어와 같이 각 산업분야에 특화된 표준기술이 수직적(Vertical)으로 개발되고 서비스가 제공됐다. 따라서 해당 표준기술을 다른 산업분야에 사용할 경우 시스템의 설치, 확장 및 유지보수와 관련해 추가적인 비용이 많이 발생하고 개발 시간이 오래 소모되는 문제점을 가지고 있었다. 이에 oneM2M에서는 사물인터넷 서비스와 관련된 다양한 산업분야에서 공통적으로 사용될 수 있는 수평적(Horizontal)인 서비스 플랫폼을 지향해 산업 분야에 특화된 서비스 뿐만 아니라 산업분야 간(예,스마트홈 & 스마트카) 융합 서비스를 제공할 수 있는 기술을 개발했다.
산업분야에 따라 수많은 사물인터넷 표준/비표준 기술이 난립하는 상황에서, 전 세계 표준 제정 기관들이 파트너십을 프로젝트로 결성해 개발된 oneM2M 규격은 국제 표준 기반 서비스 플랫폼으로써 큰 의미가 있다. 기술적으로는 계층적 사물인터넷 게이트웨이를 지원하고 자원 기반 구조설계로 시스템 확장이 용이하다.
또한, 다양한 서비스/애플리케이션의 데이터 공유/관리를 지원하며 전송계층에 독립적인 프로토콜 설계로 다양한 전송 프로토콜을 지원한다(그림 6 참조).
▲ 그림 6. oneM2M과 다른 표준과의 연동 기술(예시)
향후 릴리즈에서 서비스 사업자들 간의 플랫폼 연동, 시멘틱 기술 및 3GPP 네트워크 연동 기술이 추가적으로 개발되면 사물인터넷 시장에서 더욱 확고한 서비스 플랫폼으 로 자리매김을 할 수 있을 것이다.
IoT 플랫폼 표준화 단체-올신얼라이언스
가전 기기 간의 연동을 목표로 시작된 올신얼라이언스(AllSeen alliance)는 그동안 활발한 활동을 해 왔으며, 업체들은 2016년부터 본격적인 기기 상용화를 예고하기도 했다(그림 7 참조). 2014년 IFA에서는 많은 모든 가전 업체들이 올신얼라이언스 협력을 나타내는 로고를 사용하기도 했다.
▲ 그림 7. Allseen Alliance IoT Concept
하지만, 표준 기술이 아닌 퀄컴의 기술로 연합체를 구성한 점과 개방성을 갖지 못한 폐쇄성이 항상 문제점으로 지적돼 왔다. 여기에 시간이 흐르면서 변해나가는 요구사항을 제대로 반영하지 못한 점과 주도 기업 퀄컴이 어려움을 겪으면서 투자가 줄어든 점이 주요 이유가 된다. 전시회마다 퀄컴 주도로 스마트홈을 화려하게 시연했던 예전과는 달리, 최근 전시에서는 중소기업 위주의 전시가 주가되면서, 어려움이 예상되기도 했다.
기업의 연합체가 한 기업이 투자하지 않아서 무너지는 것은 개방성의 중요성을 다시 한 번 일깨워 준다. 현재 올신얼라이언스는 공식 발표를 통해서 계속 운영할 것이라고 발표했지만, 퀄컴의 OCF 합류로 사실상 어려움을 겪을 것으로 보인다.
IoT 플랫폼 표준화 단체-OCF
OIC는 올신얼라이언스에 비해서 상대적으로 후발 주자로 출발했다. 이를 고려해서 삼성과 인텔은 철저한 개방 정책과 업체 간 상호 협력을 강조하면서 연합체를 키워 나갔다. 기술적으로는 가전 기기 연동이라는 상대적으로 큰 기기를 고려했던 올신얼라이언스에 비해서, 사물인터넷 기기의 연동에서부터 초점을 맞추고 가전 기기로 확장했다(그림 8 참조).
▲ 그림 8. OCF IoT Architecture
초기에는 이미 커져 있는 올신얼라이언스에 비해서 후발 주자로 어려움이 예상되기도 했지만, 삼성 인텔의 개방정책과 업체 간의 협력, 오픈 소스 플랫폼 아이오티비티(Iotivity)의 발표를 통해서 꾸준히 세를 키워갔다. 동시에, 사물인터넷에서 클라우드의 중요성을 인지하고, 시스코를 합류시킨 점도 눈에 띈다.
OIC는 최근 UPnP를 인수하고, ULE 얼라이언스, 인오션 얼라이언스 등과 호환되는 등 확장을 계속하고 있다. CES 2016에서는 기기간 호환 시험을 마친 기기를 대대적으로 전시해서 2016년 관련 기기 상용화와 시장 확장을 예고하기도 했다. 이번 퀄컴, 마이크로소프트의 합류로 거대 연합체가 결성되면서 사물인터넷 시장의 성장을 앞당길 것으로 보인다.
이번 OCF의 출범은 삼성과 인텔의 오픈 소스 성공 사례로도 큰 의미를 갖는다. 오픈 커넥티비티 재단(The Open Connectivity Foundation ,OCF)는 향후 세계 시장에서 IoT의 기회를 확대하고 산업계의 혁신을 가속화하는 한편, 개발자들과 기업들이 이용할 수 있는 하나의 오픈 IoT 표준을 제정할 계획이다. OCF는 서로 다른 제조사에서 만드는 수십억개의 가전기기나 휴대폰, 컴퓨터, 산업 장비 등이 서로 연결할 수 있도록 호환성을 제공하겠다는 원대한 계획을 밝혔다. OCF를 구성하기는 기업들은 반도체와 소프트웨어(SW), 플랫폼, 제조사 등에서 쟁쟁한 기업들을 모두 호함하고 있다. 구체적으로 MS, 시스코, 일렉트로룩스, GE, 인텔, 퀄컴, 삼성전자, 아리스, 케이블랩스 등 9개 기업 및 기관이 창립멤버다.
IoT 플랫폼 표준화 단체-스레드(Thread)
구글은 스마트홈을 위한 새로운 IP기반 무선 통신망 프로토콜, 스레드(Thread) 개발을 통해 상호 호환이 가능한 사물인터넷 구현을 위해 Thread Group을 설립했다. 구글이 주도하고 네스트랩스, 실리콘랩스, 프리스케일, ARM, BIG ASS FANS, 예일시큐리티, 삼성전자가 참여하고 있다. 가정용 디바이스간 통신을 위한 프로토콜로 네스트랩스에서 개발한 ‘스레드(Thread)’를 채택했다(그림 9 참조).
▲ 그림 9. Thread Group이 개발한 프로토콜 ‘Thread’
IoT 플랫폼 표준화 단체-Open Automotive Alliance
안드로이드 기반의 차량 공통 플랫폼 개발 및 개방형 생태계 구축을 목적으로 설립된 Open Automotive Alliance은 구글 주도 하에 28개의 자동차 제조사 파트너(아우디, 지엠, 혼다, 현대, 포드, 볼보 등) 및 15개의 기술 파트너(LG, 엔비디아, 파나소닉, 후지쯔, 델파이, 파이오니아 등) 등 43개 기업이 참여하고 있다. 안드로이드 기반 차량용 플랫폼으로 누구나 자유롭게 참여 가능한 개방형 플랫폼을 지향하고 있다.
IoT Things 플랫폼
구글이 개발한 IoT 디바이스를 위한 경량 OS인 ‘Brillo’는 개발자와 제조업체가 안드로이드 운영체제를 기반으로 모든 기기를 연결할 수 있도록 한 플랫폼으로 인텔, 퀄컴, Marvell, NXP, Imagination Technologies 등이 추진 주체로 참여하고 있다. 인텔 에디슨, 퀄컴 드래곤보드 등 IoT 하드웨어 모듈과 호환 가능하다.
구글이 개발한 통신 레이어 플랫폼인 ‘Weave는 경량OS인 Brillo와 달리 상이한 기기간 통신을 지원하는 통신플랫폼으로, 사물에 브릴로 플랫폼을 부착하고 기계가 이해하는 공통언어인 위브로 통신하는 방식이다. 구글의 Thread 외에 BLE, Zigbee, Z-wave 등도 호환할 예정이다.
Homekit은 애플 iOS 9버전부터 탑재된 스마트홈 프레임워크다. 아이폰의 앱세서리 역할을 하는 스마트홈 기기를 애플 시리(Siri)와 연동시켜 통합 제어한다.
김진희 기자 (eled@hellot.net)
