IEEE P2413의 목적은 증가된 시스템의 호환성 및 기능성을 통해 상호작용 도메인과 플랫폼 통합을 가능하게 함으로써 IoT 시장의 성장을 가속화하는 데 있다. 또한, 다양한 IoT 응용 도메인이 필요하다면 이를 커버할 수 있는 IoT 아키텍처 프레임워크를 정의하고, 시스템 벤치마킹, 안전 및 보안 평가를 지원하기 위해 시스템 아키텍처의 투명도를 증가시키자는 취지를 담고 있다. IEEE P2413 표준화 범위와 최근 활동에 대해 한양대학교 남해운 교수가 ‘스마트공장 표준 세미나’에서 발표한 강연 내용을 정리했다.
▲ 남해운 한양대학교 교수
IEEE P2413과 IoT
2014년에 구성된 IEEE P2413은 현재 26개사 회원 기관을 두고 있다. 미국 로크웰, 일본 르네사스, 프랑스 슈나이더, 독일 지멘스 등 공장 자동화 관련된 회사들과, 퀄컴과 같은 통신 회사, 그리고 전력 전기회사들도 있다. 또 시그팍스, 시스코, ST 등도 참여하고 있다. 특이한 것은 다른 IEC 표준화는 표결 권한이 개인에게 주어지지만, IEEE P2413은 기관에 있다는 점이다.
IEEE P2413은 스마트공장만을 위한 표준은 아니다. 스마트공장이 IoT 용용 분야 중의 하나이므로 스마트공장과 관련해서 표준화를 다루고 있지만, 엄밀히 말하면 IoT 표준이다. IoT가 너무 큰 개념이다 보니 정의에 대해서 사람마다 다 다른 말을 하고 있다.
예를 들어 컴퓨터 통신을 한다고 얘기하면 어떤 사람은 물리계층의 이더넷이나 와이파이 등을 얘기하는 사람이 있을 것이고, 어떤 사람은 물리계층 레벨이 아닌 IP 통신 등을 얘기하는 사람이 있을 것이다. 또 어떤 사람은 인터넷 익스플로러 HTTP 프로토콜로 서비스 계층을 얘기하는 사람도 있을 것이다. 같은 말을 하지만 전혀 다른 얘기를 하고 있는 것이다.
지그비나 와이파이 등 여러 가지 기술들도 나름 IoT로 들어가기 위해서 노력하고 있고, LTE도 점차 표준이 변화하고 있다. 최근 LTE M도 나오고 있고, 와이파이도 AH라는 표준으로 IoT에 들어가기 위해 노력하고 있다. 시그팍스와 시스코의 경우 LoRa라는 기술을 개발하여 표준화 중이다. 국내에서도 현재 SK텔레콤과 KT가 이미 이 기술을 가지고 시범 서비스를 하고 있다.
IEEE P2413이 하는 일
IEEE P2413에서 하는 일은 IoT를 위한 아키텍처 프레임워크를 만드는 것이다. 그것을 위해 먼저 해야 할 일은 IoT를 어디에 쓸 것이며, 어느 IoT 도메인에 사용할 것인지를 정의해야 한다.
도메인마다 특성이 다르고 역할이 다르므로 통일해야 한다. 통일해서 여러 IoT 도메인에 공통적으로 들어갈 수 있는 하나를 만드는 게 목적이다. 어느 IoT 도메인인지를 먼저 정하고 그 각각 도메인에 대해서 어떤 성질이 있는지, 공통점이 뭔지 파악해야만 그 전체를 아우를 수 있는 아키텍처 프레임워크가 나올 수 있다.
예를 들어, 집집마다 어떤 사람은 리눅스를, 어떤 사람은 매킨토시를 사용하는 것처럼 OS 환경이 각각 다르지만, HTTP 프로토콜이라는 표준화된 하나의 프로토콜로 인터넷 통신을 한다.
하드웨어가 뭐가 됐든 OS가 뭐가 됐든 윗단으로 올라가면 HTTP 프로토콜 하나로 통일된다. 이와 같이 공장이 됐든 IoT 도메인이 됐든 상관없이 윗단의 아키텍처 프레임워크에 대해 통일성을 갖추자는 게 P2413이 추구하는 방향이다. 궁극적으로는 레퍼런스 모델을 만들고 아키텍처 프레임워크를 만드는 것이 P2413의 범위가 되겠다.
목적도 마찬가지다. 증가된 시스템의 호환성이나 상호 교환성 및 기능성을 통해 상호작용 도메인과 플랫폼 통합을 가능하게 함으로써 IoT 시장의 성장을 가속화하는 데 그 목적이 있다.
또한, 다양한 IoT 응용 도메인이 필요하다면 이를 커버할 수 있는 IoT 아키텍처 프레임워크를 정의하고, 시스템 벤치마킹, 안전 및 보안 평가를 지원하기 위해 시스템 아키텍처의 투명도를 증가시키자는 취지도 담겨 있다. 마지막으로 HTTP 프로토콜과 같이 통일되는 하나의 표준을 만듦으로써 산업 분열을 가능한 한 줄이자는 것이다.
그래서 먼저 해야 할 일은, IoT를 어디에 쓸 것이냐 하는 IoT 응용 도메인을 정하는 것이다. 기본적인 예로 홈/빌딩, 헬스케어, 미디어, 물류/유통, 모빌리티, 매뉴팩처링, 에너지 등이 있다.
참고로 IoT에서 ‘띵(Thing)’을 정의할 때, 표준화에서 가장 많이 얘기하는 게 뷰포인트를 어디로 보느냐이다. IEEE P2413은 유저 관점에서 볼 때 관심 대상을 모두 띵(Thing)이라고 보고, 그 안의 펑션/메소드, 속성, 정보 교환 방법 등을 띵(Thing)이라고 정의했다.
IEEE P2413 추상적 개념 레벨
IEEE P2413의 추상적 개념 레벨에서 보여주고자 하는 것은 맨 밑단의 물리 계층 실재에 있는 여러 가지 디바이스들이 뭐가 됐든 상관이 없다는 것이다. 추상적 개념 레벨에서 하고자 하는 것은 그 윗단이다.
레퍼런스 모델과 레퍼런스 아키텍처를 정하자는 게 IEEE P2413 표준에서 하는 일이다. 어느 디바이스이며 어느 브랜드가 만들었고, 뭘 할 수 있는지 등등, 통일성을 가지기 위해서는 보편적인 띵(Thing) 설명이 필요하다.
따라서 애브스트랙션스(Abstractions)를 가져가는 게 이 표준화의 목적이다. IEEE P2413은 4개 서브 워킹그룹을 운영하고 있다. 네트워킹 SWG에서는 네트워킹과 통신 기술의 개발은 P2413 범위 밖의 일이지만, 아키텍처 프레임 워크에 이 기술의 통합 방법과 요구사항을 이해하는 것이 목표이다.
컴플라이언스 SWG에서는 신뢰성 있는 법 규제와 정책 가이드로 인간과 환경 안전, 시스템 간 상호 운용성을 보장해야 한다는 내용이 들어 있다. 쿼드러플 트러스트 SWG에서는 보호, 보안, 개인 정보 보호, 안전, 4개를 동시에 고려해야 한다는 관점에서 운영하고 있다. 마지막으로 레퍼런스 모델을 어떻게 만들 것이냐를 워킹그룹에서 하고 있다.
여기서 네트워킹 SWG에서 나온 커뮤니케이션 모델을 잠깐 살펴보겠다. 정보 계층이라는 것은 어느 한 디비이스나 IoT 도메인으로부터 다른 쪽으로 옮겨갈 때 이것을 계층별로 나눈 것이다.
구조를 보면, 맨 아랫단에는 데이터(Data)가 있고 이것을 통신문제로 생각해보면 테크니컬 문제이다. 데이터라는 것은 어떤 데이터든 전송하는 데 있어 물리계층이 필요하다. 그리고 물리계층의 방침은 데이터라는 것은 에러 없이 가야한다는 것이다. 스마트공장의 경우 동작의 중단 없이 실시간성으로 일어나는 요구사항을 책임지는 게 이 단계이다.
IEEE P2413에서 조금 더 관심 있게 보는 단계는 그 윗단인데, 바로 인포메이션(Information)이다. 인포메이션 개념은 시멘틱의 문제이다. 시멘틱은 어떤 정보에 의미를 부여하는 것이다. 프로토콜은 누군가가 정해 주어야 한다. 프로토콜 이름을 무엇으로 하든지 그것은 시멘틱의 문제가 된다.
그리고 그 윗단의 놀리지(Knowledge)는 이펙티브니스 문제(Effectiveness Problem)이다. 즉, 어떤 데이터를 받았다면 뭔가를 구현해야 하는데, 그 구현이 얼마나 효과적으로 실현됐는지를 책임지는 게 이 단계이다.
결론적으로 IEEE P2413에서 하고자 하는 목적은 물리계층이 아니라 시메틱부터 윗단까지 전체를 아우를 수 있어야 하고 그러기 위해서는 IoT 도메인 특성에 따라 효과적으로 문법을 정하고 언어를 잘 만들어내는 것이다.
정리 : 임근난 기자 (fa@hellot.net)
