IoT 통합 플랫폼 기술개발 이슈 및 IoT 사업화방향

기사승인 2018.08.27  11:16:17

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- 박세환 한국산업기술진흥협회 ReSEAT프로그램 전문연구위원

[CCTV뉴스=박세환 전문연구위원] IoT 및 웨어러블 기기들이 빠르게 대중화되면서 하드웨어, 플랫폼, 솔루션을 확보해 국내 시스템 반도체 산업을 활성화시키고 있다. IoT 제품과 같은 다품종 소량생산 체제에 대응하기 위해서는 파운드리에 대한 IoT 및 웨어러블 전용 SoC를 개발하고 다양한 개발 아이디어를 구현할 수 있는 개발환경을 구축할 필요가 있다. 이에 IoT 하드웨어/플랫폼/솔루션을 통합한 플랫폼을 개발해 글로벌 기술 시장을 선점할 수 있는 특화된 전략이 필요하다.

IoT 서비스는 5G 이동통신 시장에 진입하고자 기업들에게 새로운 비즈니스 환경을 제공하고 있다. 이에 따라 IoT 시장에 진입하고자 하는 사업자는 차세대 통합 플랫폼 개발동향을 면밀히 모니터링해 비즈니스 모델을 구현하는 데 주력할 필요가 있다.

또한 IoT 서비스는 5G 이동통신 생태계를 구축하는 데 매우 중요한 역할을 수행할 것으로 예상된다. IoT 서비스를 효과적으로 제공하기 위해서는 콘텐츠의 지속적인 개발과 아울러 IoT 네트워크 접속 기술도 중요한 이슈이다. 특히 저전력, 긴 배터리 수명, 낮은 단가의 장비 및 단말기 보급, 구축비용의 최소화, 안정적인 커버리지 확보, 대규모의 접속환경 구현 등을 갖춘 접속기술이 필수적이다.

IoT 서비스 기술은 기존에는 모든 기술들(사물, 네트워크, 서버, 인증, 과금, 응용소프트웨어 등)을 개별적으로 개발하였다. 현재는 사물-IoT 응용소프트웨어 간을 연결할 수 있는 인터페이스만 개발하고 나머지 기능은 이를 토대로 한 개방형 IoT 통합 플랫폼을 통해 글로벌 oneM2M 표준모델 기반의 서비스 프레임워크를 개발하는 추세로 전환되고 있다.

개방형 ioT 통합 플랫폼 개념도(자료 : 전자부품연구원, 2015.11)

이로써 IoT 사업자는 관련 응용시스템(SW+HW)을 신속하고 저비용으로 개발할 수 있도록 하고, 응용소프트웨어 개발자는 IoT 개방형API 구조를 이용해 새로운 서비스들을 지속적으로 생산해 낼 수 있는 생태계가 구축되었다.

현재 개방형 IoT 통합 플랫폼 기술 구현 수준은 실용화 및 시제품의 신뢰성 평가단계 수준이다. 사물(Things)의 리소스 접근방법 및 IoT 리소스 검색서비스 제공방법에 대해 국내외적으로 표준특허 기술들이 개발된 상황이다.

국내 IoT산업 환경 분석

국내 각 기업(공공기관 포함)에서 IoT 기술을 도입하는 데 있어 가장 큰 이슈는 취약한 보안으로 인한 프라이버시 침해 문제, 생명과 안전에 대한 위협 문제 등이다. 최근 들어 IoT 도입과 관련해 보안을 위협하는 사례가 빈번하게 노출되고 있어 더욱 장애요인이 되고 있다. 이를 해소하기 위해서는 현재의 사이버 환경과 달리 그 보호대상 범위, 대상 특성, 보안담당 주체, 보호방법 등 IoT 환경을 고려한 새로운 보안이슈를 해결할 수 있는 다음과 같은 접근전략이 필요하다.

안전 위협과 프라이버시 침해 문제 해결이 미흡한 상태에서 IoT 도입은 관련 시장의 성장을 지연시키는 큰 장벽으로 대두될 가능성이 있다. 이에 IoT 도입 초기부터 보안문제 해결방안, 법·제도적인 측면에서의 선제적인 육성 및 대비책 등 종합적인 해결방안이 필요하다.

또한, IoT 도입단계에서 가장 이슈화되고 있는 과제인 보안 및 프라이버시 침해 문제를 해결할 수 있는 전략이 필요하다. 이와함께 효율적인 IoT 네트워크를 구축하기 위해서는 대량의 정보를 생성-수집-유통-관리-활용하는 Supply Chain을 취약한 보안위협 요인으로부터 보호할 수 있는 인프라 구축이 선행돼야 한다.

IoT 기술개발 이슈

IoT 통합 플랫폼을 통해 제품개발 전 단계에서 기기에 탑재되는 소프트웨어를 이용해 실시간으로 사물의 인식, 추적, 정보 확인 등 실시간 데이터 제어가 가능하다.

실시간 데이터 제어기능을 효과적으로 실행하기 위해서는 IoT 제품에 탑재되는 AP(Application Processor), 유·무선 통신, 센서 등의 모듈로 구성되는 하드웨어와 IoT 하드웨어에 장착된 모듈의 제어 및 관리기능을 지원할 수 있는 통신 및 센서 디바이스 지원 BSP(Board Support Package), 운영체제, 통신 프로토콜, 센서 처리 라이브러리 등, 그리고 IoT 응용소프트웨어의 소스코드 편집, 크로스 컴파일, 실행 및 디버깅을 지원할 수 있는 통합개발환경 등의 구성요소가 필수적이다.

IoT 보안기술

IoT 네트워크 보안문제는 기존의 사이버 환경과 달리 보호할 대상, 범위, 특성, 보안담당주체, 보호방법 등에 대해 새로운 시각으로 접근할 필요가 있다. 특히 IoT 네트워크 구축환경에는 기기의 연결방식, 네트워킹, 객체의 속성 등 다양한 환경조건들이 존재하기 때문에 각 액세스 포인트마다 더욱 주의가 필요하다.

공공 및 사설 네트워크, RFID 기반의 센서 네트워크, 이동통신 네트워크 등 다양한 네트워크, 단순 신호처리 기능을 가진 소전력, 저비용의 센서, 상용 OS가 탑재된 시스템 및 단말 등에 따라 특화된 보안전략이 필요하다. IoT 네트워크에 연결 가능한 디지털기기의 70%가 수집된 정보를 클라우드나 로컬 네트워크에 암호화되지 않은 상태로 전송하고, 60%는 보안에 취약한 웹 인터페이스를 활용하고 있는 것으로 나타났다.

소프트웨어 업데이트 시에도 60%가 암호화를 사용하지 않는 등 암호화나 사용자 접근 권한 등에 있어 취약점을 갖고 있는 것으로 나타났다.

IoT 보안 관련 설문조사 결과, 17.2%는 IoT가 보안에 취약해 거의 재앙 수준이 될 것으로 우려하고 있으며, 48.8%는 기존의 다른 어플리케이션 및 시스템과 같은 정도의 보안문제를 우려하고 있다. 그리고 약 70%가 민감한 개인정보의 노출에 대해 ‘매우 우려’ 혹은 ‘다소 우려’라고 응답하였다.

IoT 보안 리스크가 큰 기기로 스마트폰 41.3%, 태블릿PC 10.7%, 자동차 9.4%, 가전기기·가정자동화시스템 8.8%, 웨어러블 디바이스 8.3%, 의료기기 7.2% 순으로 나타나는 등 응답자의 ⅔가 보안에 대한 우려가 있다고 응답했다.

IoT 보안위협에 대응하기 위해서는 센서 및 기기, 통신 및 네트워크, 플랫폼, 응용서비스로 구분해 다음과 같이 각각의 보안시스템을 구축할 필요가 있다.

네트워크 및 데이터 암호화 프로토콜을 기반으로 보안이 강화된 통신 및 네트워크 보안시스템 구축전략을 해야 하고 다양한 CPU나 메모리의 성능에 따라 소프트웨어 업데이트 및 관리가 용이한 IoT기기의 보안시스템 구축전략 등을 세워야 한다.

IoT 네트워크를 통해 개인정보가 공유되기 때문에 다양한 분야에서의 해킹(개인의료기록, 스마트 그리드 네트워크, 교통신호등의 제어권한 등)으로 인한 프라이버시 침해문제가 발생할 수 있다. 이에 IoT 네트워크의 프라이버시를 보호문제를 효과적으로 구현하기 위해서는 정보의 센싱에서부터 가공, 처리, 저장, 활용 단계별로 각각의 보호기능을 제공할 필요가 있다.

또한 IoT 네트워크에서 보안취약점이나 악성코드가 발생했을 때 신속하게 이를 탐지하고 침입경로 등을 분석한 결과를 관련 업체 간에 공유해 협력 대응체제를 마련할 필요가 있다.

IoT 기술시장 분석

IoT 산업이 확산되면서 가전 및 자동차제조업체 및 스타트업 등의 시장진출이 빠르게 증가하고 있다. 특히 IoT 반도체 시장규모는 웨어러블 기기용 반도체와 함께 2020년까지 4배 이상 고성장이 예상되면서 IoT 생태계가 형성돼가고 있다.

ST Micro Electronics, NXP, Cypress, Nordic 등 글로벌 반도체 기업들은 IoT 시장을 겨냥한 다양한 SoC(System on Chip) 제품을 출시하고 있다. 아울러 IoT 툴 킷 개발에 집중적으로 투자하면서 전 방위적인 산업 확산에 주력하고 있다. 국내에서는 산업통상자원부를 중심으로 2016년 7월부터 IoT 및 웨어러블 기기용 툴킷 관련 핵심기술 개발을 진행하고 있다.

IoT 전후방 기술 관련 글로벌 시장규모 전망 (자료 : IoT 산업분석 자료종합(IDC/GSMA/Gartner/Machina) / 재구성)

IoT 전후방 기술 관련 국내 시장규모는 2013년 11조 3,900억 원에서 연평균 33% 성장을 지속해 2020년에는 약 17조 원의 대규모 시장을 형성할 것으로 전망하고 있다.

IoT 전후방 기술 관련 글로벌 시장규모는 IDC는 2013년 1조9,000억 달러에서 연평균 13.5% 성장을 지속해 2020년에는 7조 1,000억달러에 이를 것으로 전망하고 있다. 반면, Machina는 2020년8,000억 달러로 매우 낮게 전망하고 있다.

부문별 IoT기기 사용 전망(백만 대)자료 : IoT 산업분석 자료종합(IDC/GSMA/Gartner/Machina) / 재구성

IoT 통합 플랫폼 관련 글로벌 시장규모는 2015년 약 213조원 수준에서 2020년에는 약 752조원으로 3.5배 성장할 것으로 예상된다. 국내 시장규모는 2015년 약 2조 1,000억 원 수준에서 2020년에는 약 10조 8,000억 원으로 5배 성장할 것으로 예상된다.

IoT 수요부문별(소비자/비즈니스/자동차) IoT기기 사용 전망치를 보면 2020년 기준으로 소비자 부문이 가장 많은 131억 7,250만대로 전체의 79%를 차지할 것으로 보이며 2013~2020년까지 누적 총 201억3,400만 대의 사용이 예상된다.

IoT 사업화 방향

IoT 통합플랫폼을 지원하는 하드웨어적인 기술로 칩(chip), 모듈 및 단말이 있으며 소프트웨어적인 기술로 솔루션, 네트워크 및 서비스등이 있다. 하드웨어 및 소프트웨어별로 다양한 제품들이 개발되고 있으며, 국내 업체의 경우 주로 소프트웨어 기술 분야의 제품이 개발되고 있다. 플랫폼 및 솔루션 분야에서는 멜퍼/페타리/브레인넷/엔티모아/인사이드 M2M 등이, 네트워크 및 서비스 분야에서는 3대 이동통신기업(SKT/KT/LGU+)이 포진돼 있다.

이와 관련한 각 핵심기술 분야 메이저기업의 사업화 방향을 살펴보면 칩 개발분야에서는 영국의 ARM사가 스마트폰 및 태블릿PC 등 스마트 미디어기기의 프로세서를 기반으로 IoT 환경을 구축하고 사업 확장에 주력하고 있다. 아울러 M2M 관련 기술을 보유한 센시노드(Sensinode)사를 인수하면서 IoT시장 주도권 확보를 본격화하고 있다.

모듈 및 단말 개발분야의 경우 미국 IBM사가 IoT 연결을 위한 게이트웨이 MessageSight를 개발하면서 IoT 사업 확장에 주력하고 있다. MessageSight는 사물인터넷 환경에서 대용량의 센싱 데이터를 효율적이고 신속하게 관리할 수 있도록 설계된 하드웨어로 평가받고 있다. 또한, 플랫폼 및 솔루션 개발 분야에서는 미국 CISCO사가 미래 만물인터넷(IoE : Internet of Everything) 시대에 대비한 전방위적 사업전략을 전개하고 있다. 만물인터넷 시대가 도래할 경우, 엄청난 양의 데이터 발생으로 인해 기존의 저대역 네트워크 솔루션으로는 이를 감당할 수 없고 고대역 환경에 적합한 새로운 네트워크 솔루션이 필요하다.

네트워크 및 서비스 개발분야는 미국 AT&T 및 Verizon 등이 글로벌 유수기업을 비롯한 국내 이동통신3사(SKT, KT, LGU+)가 적극 참여하고 있다.

특화된 마케팅 전략 세워야

2020년 약 800억 개까지 증가할 것으로 예상되는 사물을 인터넷으로 연결하는 IoT 네트워크는 특정 사물이 주변의 환경정보를 수집하는 센싱 칩셋으로 구현되고 있다. 이에 관련 사업자들은 향후 IoT 기술시장의 주도권을 확보하기 위해 핵심기술인 센싱 칩셋 및 네트워킹 기술개발에 주력하고 있다. 이에 다음과 같은 IoT 통합 플랫폼 기술력을 접목한 마케팅전략을 세워야 한다. 제품의 고부가 가치화를 통해 비 고객, 가망고객을 흡수할 수 있는 마케팅 전략이 필요하다. 아울러 Nike의 ‘plus’, Google의 ‘말하는 신발’ Philips의 ‘HUE’, IoT 화분 등 기존의 제품에 IoT 기술력을 적용한 고품질의 고객서비스 전략이 필요하다. IoT 기술력을 적용한 기저귀, 초인종, 체중계, 애견목걸이, 슬리퍼 및 자물쇠 등 단순한 핵심 기능만을 실행하던 제품에 IoT 기술을 적용해 새로운 가치를 부여한 마케팅 전략도 방법이다. 그리고 헬스 케어 밴드 및 클립 타입의 웨어러블 기기, 스마트 카 및 홈 어플라이언스 제품, 생체신호 감지 센서를 이용한 영아의 기저귀 갈 타이밍 제공 및 애견의 건강상태 알림 등 IoT기기를 웨어러블 기기와 융합해 5G 네트워크와 연동할 수 있는 제품차별화도 중요하다. 서비스의 확장을 위해서는 IoT 기술력을 적용해 Amazone의 ‘Dash’, 펩시콜라의 ‘소셜 벤딩 등과 같은 서비스범위를 확장하는 관점에서의 마케팅 전략도 필요하다.

IoT 통합플랫폼, 산·학·연·관·민 공동노력 필요

IoT 통합 플랫폼 기술은 LBS 기술과 결합되면서 생활공간을 지능공간으로 변화시킬 수 있는 고도의 생활편의 서비스로 발전하고 있다. 이를 통해 사용자 맞춤형 서비스로 부상하면서 삶의 질을 향상시키는 데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다. IoT 기술을 통해 새로운 비즈니스 모델을 개발해 글로벌 시장에 진입하는 벤더들이 지속적으로 늘어나고 있다.

이에 IoT 통합 플랫폼의 조기개발을 통해 글로벌 기술시장을 주도하고 선도형 R&BD를 추진할 수 있도록 산·학·연·관·민의 공동 노력이 필요하다.

G20 국가 대상, IoT 산업 준비지수를 보면 한국은 미국에 이어 2위에 랭크돼 있다. 유럽에서는 향후 당면 과제 해결에 중추적인 역할을 담당할 것으로 예상되는 IoT 기술과 관련된 정책을 수립하고 있다. 이를 통해 정책결정자 및 관련 기업들이 IoT의 잠재력과 파급효과를 올바르게 이해해 산업발전을 도모하는 데 촉매제로 활용하려는 것이다.

나아가 인터넷 거버넌스를 IoT 기술에 접목해 이해하기 쉬운 데이터베이스를 구축하고 자국의 디지털 산업 환경에 맞는 실용화(사업화) 정책을 개발하는 데 주력하고 있다. IoT 산업을 활성화시키기 위해서는 하드웨어/솔루션/디바이스/네트워크 등에 대한 관리기능을 통합한 개방형 통합 플랫폼을 개발해 사용자인증 및 접근제어, 키 관리, 식별자 관리, 신뢰도 및 평판관리, 프라이버시 보호 등 다양한 보안기술을 강화할 필요가 있다. 아울러 IoT 환경에서의 빅데이터 처리 및 분석기법 등에 대한 심층연구가 필요하다.

IoT 및 웨어러블 제품의 다품종 소량생산 체제에 대응하기 위해서는 국내 파운드리에 대한 IoT 통합 플랫폼에 특화된 SoC 개발에 주력할 필요가 있다. 아울러 많은 개발자들의 창의적인 아이디어를 구현하기 쉬운 툴 킷 개발에 대해 정책적 뒷받침이 필요하다. 아울러 개방형 IoT 공통 플랫폼(HW/SW) 및 가상 개발 플랫폼 개발을 통해 IoT 시장 확산을 위한 중장기적인 기술개발 및 생태계 구축이 필요하다.

이는 IoT 산업뿐만 아니라 웨어러블 기기 관련 산업 활성화에도 기여할 수 있을 것이다. 차세대 IoT 통합 플랫폼 기술을 조기에 구현하기 위해서는 IoT 센서 및 칩 제조사, 소프트웨어 개발사, 기기 및 제품 개발사, 콘텐츠 및 서비스 개발사 등 다양한 개발주체가 참여하는 생태계를 조기에 구축할 필요가 있다.

아울러 IoT 보안 위협에 효과적으로 대응할 수 있는 국가차원의 법적·제도적 장치가 필요하다. IoT 통합 플랫폼의 마켓 플레이스 운영은 임베디드 제품 양산경험이 풍부한 업체가 참여해 제품시험 및 인증, 제품개발 교육 및 컨설팅 등을 통해 지속적으로 수익을 창출할 수 있는 기반을 마련할 필요가 있다

박세환 전문연구위원 desk@cctvnews.co.kr

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