[사물인터넷] 글로벌 기술 표준화, 플랫폼 구축으로 미래 사물인터넷 시대 주도 1 - 국제 표준화 기구의 사물인터넷 기술 표준화

[사물인터넷] 글로벌 기술 표준화, 플랫폼 구축으로 미래 사물인터넷 시대 주도 2 - 산업체 주도 연합의 사물인터넷 기술 표준화

사물인터넷(IoT) 세상을 위해서는 각종 디바이스가 네트워크에 연결돼야 하며, 이를 위해서는 디바이스 연결성을 지원하는 플랫폼 구축이 우선되어야 한다. 이와 관련, ITU, JTC 1 등의 국제 표준화 기구는 물론이고 3GPP, IETF, IEEE 등의 사실 표준화 기구들은 저마다 사물인터넷 표준화를 추진 중에 있다. 여기서는 국내외 사물인터넷 기술 표준화 현황에 대해 살펴보고, 앞으로의 기술 표준화 전망을 조명해본다.

21세기 정보통신 기술의 수많은 화두 중 으뜸은 단연 사물인터넷이다. 이 기술은 주변의 모든 사물과 사물이 네트워크로 연결되어, 궁극적으로 인간의 삶을 보다 유익하고 편리하게 하는 디지털 인프라를 통칭하는 개념으로 이해되고 있다. 지난해 5월에 개최된 서울 디지털 포럼의 기조 발표는 아시아 인터넷의 아버지라고 불리는 전길남 교수가 맡았다.

모든 사물의 연결은 TCP/IP 기반의 인터넷이 대표할 것이라는 반증인 셈이다. 그리고 미국 와이어드 매거진의 캐빈 캘리 편집국장은 인터넷을 하나의 글로벌 머신으로 비유하기도 했다. 수년 전 우리나라를 강타했던 3D 영화, 아바타 속 줄거리가 어쩌면 가까운 미래에 현실이 될지도 모른다. 세상이 하나로 빠르게 연결되고 있는 것이다.

앞으로 등장할 사물인터넷 시장의 조기 선점을 목표로 다양한 이해관계자(Stakeholder)들이 약진하고 있으며, 오픈소스 기반의 사물인터넷 연결성을 지원하기 위한 SW 플랫폼도 활발히 개발되고 있다. 글로벌 표준화 단체는 사물인터넷의 연결성 및 상호운용성 지원을 위한 표준 개발을 목표로 합종연횡 중이다.

국제 표준화 기구의 사물인터넷 기술 표준화

1. ITU-T
ITU-T는 UN 산하 전기통신 표준화를 전담하는 대표적인 국제 표준화 기구이다. ITU-T 내의 다양한 그룹에서는 사물인터넷 표준화가 진행 중이며, 2011년에 만들어진 JCA-IoT(Joint Coordination Activity on Internet of Things, http://www.itu.int/en/ITU-T/jca/iot/Pages/default.aspx)가 대표적인 활동이다.
JCA-IoT는 ITU-T 내부뿐만 아니라 다른 표준개발 기구(SDO ; Standards Development Organization)를 아우르는 사물인터넷 표준화 활동의 총괄 조율, 조정 기능을 수행하는 그룹이다. 

JCA-IoT에서는 사물인터넷 표준화 로드맵을 작성하고 있으며, 이 로드맵에는 ITU뿐만 아니라 다른 SDO에서 개발 완료했거나, 개발 진행 중인 사물인터넷 관련 모든 표준 문서들을 총괄 정리하고 있다. 지난달 제12차 회의를 진행한 JCA-IoT에는 ITU-T 및 ITU-R의 관련 연구반 참여는 물론, ISO/IEC JTC 1 등 30여 개의 표준화 그룹 및 de-facto 표준화 기관이 참여하고 있다.

JCA-IoT 하부에는 ITU-T 내 사물인터넷 표준화를 담당하는 작업반 간 합동 회의 성격인 IoT-GSI(Global Standards Initiative, http://www.itu.int/en/ITU-T/gsi/iot/Pages/default.aspx)가 있으며, IoT-GSI 회의 결과는 반드시 JCA-IoT 회의에 보고하도록 되어 있다. 

IoT-GSI는 ITU-T 내 사물인터넷 표준화를 담당하는 약 10개의 핵심 실무반(Questions)이 함께 모여 사물인터넷 관련 표준을 개발하고 있으며, IoT-GSI 회의 시작과 끝 부분에 개회 및 폐회 성격의 TSR(Technical Strategic Review) 회의를 통해 IoT-GSI 회의 결과를 정리하고 JCA-IoT 회의에 보고할 문서를 작성한다(그림 1 참조).

그림 1. ITU-T의 IoT 관련 그룹

한편, ITU-T 내에서 대표적으로 사물인터넷 표준화를 담당하고 있는 스터디 그룹으로는 SG11, SG13, SG16, SG17을 꼽을 수 있다. SG11은 통신 프로토콜 및 API, 상호운용성 표준 개발을 전담하는 그룹이고, SG13은 통신망 요구사항 및 기능 구조 표준화를 전담하고 있으며, SG16은 멀티미디어 응용 서비스 및 코덱 표준화를, SG17은 각종 보안 이슈 표준화를 전담하고 있다. 

이 중, SG13(Future Networks Including Cloud Computing, Mobile and Next-generation Network, http://www.itu.int/en/ITU-T/studygroups/ 2013-2016/13/Pages/default.aspx)은 통신망 관점에서의 IoT 표준 개발을 주요 표준화 영역으로 정하고, IoT 관련 최초의 국제 표준이라고 할 수 있는 Y.2060(ITU-T Y.2060, Overview of the Internet of Thngs)을 IoT-GSI 회의를 통해 개발한 후, ITU-T SG13 차원에서 국제 표준으로 제정, 발간했다(그림 2 참조)

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그림 2. ITU-T Y.2060의 IoT 기술 개요

ITU-T SG13은 기존 NGN(Next Generation Network) 표준화를 전담하는 Telco-driven 표준화 그룹으로, 지난 2013년부터는 미래 네트워크 기술 표준화와 SDN(Software Defined Networking) 표준화, 클라우드 컴퓨팅 표준화에 주력하고 있다. 

또한, ITU-T SG13에서의 사물인터넷 표준화는 크게 두 가지 방향, 즉 기존 NGN 기반에서 사물인터넷 수용을 위한 표준화와, 미래 네트워크 관점에서 사물인터넷 수용을 위한 기술 표준화로 나뉜다.

ITU-T SG 16(Multimedia, http://www.itu.int/en/ITU-T/studygroups/2013-2016/16/Pages/default.aspx)은 멀티미디어 시스템 및 코덱 표준화를 주요 표준화 영역으로 하며, 지난 2013년까지 RFID 및 USN 관련 표준 개발을 진행해 왔고, 최근에는 RFID 관련 표준 개정과 더불어 사물인터넷 응용 서비스 기술 표준화를 주도하고 있다. 특히 ITU-T SG16 하부의 Q25(IoT Applications and Services)를 중심으로 IoT 응용 및 서비스 관련 국제 표준 개발을 진행하고 있으며, 그 밖에 ITS 분야 및 e-health 분야의 표준화를 전담하는 별도의 그룹으로 구성돼 있다.

그리고 ITU-T SG17(Security, http://www.itu.int/en/ITU-T/studygroups/2013-2016/17/Pages/default.aspx)은 전형적인 보안 기술 표준화를 전담하는 그룹으로, 최근까지 USN 보안 관련 표준 개발을 완료했으며 작년부터 IoT 디바이스 식별을 위한 객체식별자 할당에 대한 신규 표준을 개발하고 있고, 최근에는 IoT를 위한 보안 프레임워크 표준 개발을 시작했다. 

사물인터넷 세상이 발전할수록 보안 및 프라이버시 이슈에 대한 표준화 수요가 급증할 것으로 예상된다. 이때 보안 기술 표준화는 ICT 기술 발전 과정에서 발생하는 동전의 양면과 같은 역할을 담당하게 될 것으로 보인다.
ITU-T SG 11(Protocols and Test Specifications, http://www.itu.int/en/ITU-T/studygroups/2013- 2016/11/Pages/default.aspx)은 전형적으로 통신 시그널링 및 상호 운용성을 확보하기 위한 기술 표준화를 전담하는 그룹으로, 2012년부터 FG-M2M(Focus Group on M2M service layer)을 구성하여 주로 e-health 분야에서 사물인터넷 적용을 위한 기술 문서를 개발하는 데 앞장서왔다. 그리고 2013년 12월에 FG on M2M 활동이 종료됨에 따라 총 5건의 기술 문서가 상위 그룹인 ITU-T SG11에 제출됐다.

2. JTC 1
JTC 1 또한 ITU와 더불어 대표적인 국제 표준화 기구 중 하나로 분류되는 조직이다. JTC 1에서 사물인터넷 표준화를 담당하는 그룹은 크게 JTC 1 내의 WG7과 WG10, 그리고 JTC 1 내의 SC31로 나뉜다.

JTC 1/WG10은 지난 2년 동안의 JTC 1 내 IoT 표준화 전략 수립을 위한 SWG 5(Special Working Group on Internet of Things) 활동 결과를 토대로, 지난 2014년 말에 새로 신설된 사물인터넷 표준화 전담 그룹이다. JTC 1/WG7에서 개발하기 시작한 사물인터넷 참조 구조 표준 작업 이관을 통해 사물인터넷 아키텍처 표준화와 용어 표준화에 우선 집중할 것으로 전망된다. 또한 신설 그룹인 만큼 다른 관련 그룹과의 협력 관계 확립에 집중할 것으로 예측된다.

그동안 JTC 1에서는 성공적으로 활동을 마친 SWG5에서 사물인터넷 분야 시장 요구사항 분석, 사물인터넷 분야 표준 갭 분석, 사물인터넷 참조 구조 분석 업무를 수행해 왔다. 이제 이 결과 문서를 바탕으로 JTC 1에서는 WG10을 중심으로 사물인터넷 표준화를 추진할 것으로 예상된다.

한편, JTC 1/WG 7은 센서 네트워크 기술 표준화를 위해 2009년 JTC 1 총회를 통해 설립된 표준화 그룹이며, 지금까지 센서 네트워크 분야에서 참조 구조, 정보처리 협업, 스마트 그리드를 위한 센서 네트워크 인터페이스, 수중 음파 센서 네트워크 등과 관련된 국제 표준 개발을 주도해왔다.

또한, JTC 1/WG7의 ISO/IEC 30141은 작년 말 JTC 1 총회의 결정에 따라 사물인터넷 표준화 전담 그룹인 WG10으로 작업이 이관됐다. WG7의 현행 표준화 작업 범위에 사물인터넷 기술 표준화가 기술되어 있어, 향후 WG7과 WG10 간의 역할 구분에 대한 추가적인 논의가 진행될 것으로 판단된다.

JTC 1/SC 31은 바코드 및 RFID와 관련된 기술 표준화를 진행하는 그룹으로, 사물인터넷 표준화와 연관이 많은 그룹이라고 할 수 있다. 주로 물류, 유통을 위한 바코드(1차원 바코드 및 2차원 바코드) 시스템과 RFID 시스템 표준화를 수행했으며, ISO TC122와 함께 컨테이너 RFID 기술 적용을 위한 표준화 협력을 진행 중이다.

또한 지난 2008년, 휴대폰을 이용한 900MHz 모바일 RFID 기술에 대한 표준화를 수행하는 WG 6가 SC 31 내에 신설됐으며, 우리나라는 WG 6에 한국의 모바일 RFID 기술을 바탕으로 8건의 신규 표준 개발을 제안하고, 2008년부터 2012년까지 주도적으로 표준 개발 작업을 전개해왔다.

사실 표준화 기구의 사물인터넷 기술 표준화

1. IETF
IETF는 원래 TCP/IP 프로토콜 스택을 가진 디바이스가 인터넷에 연결되는 것을 기본으로 전제하고, 해당 기술 표준화를 주도해가는 명실상부 대표적인 사실 표준화 기구이다. 이러한 기본 가정에서 2010년 77차, 78차, 79차 IETF 회의 때 사물인터넷 분야 BoF(Birds of Feather) 회의가 열렸지만, 사물인터넷에 대한 이해와 공통적인 정의 마련이 미흡해 후속 작업으로 연결되지 못했다.

2011년 80차 IETF 회의에서는 IETF 상위 기관인 IAB(Internet Architecture Board)와 IETF가 공동으로 ‘Interconnecting Smart Objects with the Internet Workshop’과 컨퍼런스를 열어 어느 정도 공통적인 이해를 마련했으며, 이후 6LoWPAN, roll, core 워킹그룹 등을 중심으로 사물인터넷 관련 표준화 활동이 전개됐다. 2013년 이후에는 6lo, 6tisch, dice, ace 등의 신규 워킹그룹이 신설되면서 IETF에서 사물인터넷 표준화 활동이 본격적으로 시작됐다.
IETF의 사물인터넷을 위한 인터넷 기술 요구사항은 크게 다음과 여섯 가지로 정리할 수 있으며, 각각의 요구사항에 부합하기 위한 기술 표준화에 총력을 기울이고 있다.

첫째, 저전력 무선 네크워크(IEEE 802.15.4 Low-Rate WPAN, IEEE 802.15.1 Bluethooth, NFC, Z-wave 등)에 인터넷 프로토콜(IPv4, IPv6)을 어떻게 전송할 것인가(관련 워킹그룹 : 6LoWPNA, 6lo, 6tisch).
둘째, 물리적으로 제약이 많은 IoT 디바이스에서 어떻게 기존의 TCP/IP 프로토콜 스택을 간단하게 하여 동작하도록 할 것인가(관련 워킹그룹 : lwig).
셋째, 물리적으로 제약이 많은 IoT 디바이스 사이에서 패킷 전달을 위한 라우팅 경로를 어떻게 최적화할 것인가(관련 워킹그룹 : roll).
넷째, 물리적으로 제약이 많은 IoT 디바이스 서비스를 위해 응용 계층 프로토콜을 어떻게 지원할 것인가(관련 워킹그룹 : core).
다섯째, 한 서브 네트워크 범위를 벗어난 인터넷 디바이스 서비스를 어떻게 탐지(Discovery)할 것인가(관련 워킹그룹 : dnssd).
여섯째, 물리적으로 제약이 많은 IoT 디바이스에 어떻게 보안 기능을 제공할 것인가(관련 워킹그룹 : dice, ace).

2. 3GPP
3GPP는 이동통신 시스템 기술 표준화를 주도하는 사실 표준화 기구로, 이동통신 기술 범주에서 M2M/MTC(Machine-type Communication) 서비스 제공을 위한 표준 개발을 목표로 한다. 즉, 현행 시장에서 운영 중인 이동통신 시스템에 부하를 주지 않는 범위의 MTC 기술 표준 개발로 그 범위를 제한하고 있으며, 그러다 보니 사물인터넷 응용 서비스 관점에서는 표준화 대응을 다소 소극적으로 하고 있는 단체라고도 할 수 있다. 현재 M2M/MTC에 관련된 새로운 요구사항이나 기능 개발은 완료됐으며, 지금까지 도출된 요구사항과 기능을 3GPP 시스템에 적용하는 작업이 진행되고 있다.

현편, Rel-8부터 MTC로 관련 3GPP 망 확장 관련 규격을 제정 중이며, 3GPP에서는 이동통신기술 기반의 M2M 기술 위주로 표준이 개발되므로 이동통신 기술 이외의 부분에 미치는 영향은 적다고 볼 수 있다.
작년 초에 Study on Architecture Enhancements to Support Proximity-based Services(ProSe)(TS 23.703) R12를 배포했으며, 현재는 사물인터넷 관련 기술 표준화 작업이 마무리 단계이다.

3. oneM2M
oneM2M은 2012년 7월에 설립된 사실 표준화 기구이며 스마트 그리드, 스마트 홈, 헬스 케어, ITS 등과 같은 대표적인 사물인터넷 서비스 간 상호 연동성 지원을 위한 공통 레이어 표준 규격을 개발하기 위해 탄생했다. 즉, 글로벌 사물인터넷 서비스 플랫폼 표준 모델 개발을 통해 버티컬 시장별 M2M 솔루션 개발을 목적으로 한다. 특히 기술 표준 개발을 담당하고 있는 기술총회는 사물인터넷 요구사항, 구조, 프로토콜, 보안 및 관리 표준화를 추진하고 있으며, 각각 대응하는 5개의 실무 작업반(WG : Working Group)을 통해 사물인터넷 관련 표준화를 주도하고 있다.

지난 2014년 중반, 총 9종의 oneM2M 규격 1.0 표준(코드명 : Aubergine)을 개발 완료했으며, oneM2M 표준 규격을 바탕으로 하는 쇼케이스를 거쳐, 업그레이드 버전의 표준 규격을 발표할 것으로 예상되고 있다.
oneM2M 표준화 작업의 경우 Allseen Alliance, OIC(Open Interconnect Consortium) 등과 같은 인더스트리 주도 연합체 개방형 플랫폼과의 상호운용성 지원 표준 개발에도 힘쓰고 있으며, 또한 oneM2M 표준 규격을 국제 표준으로 유도하기 위해 노력하고 있다.

4. IEEE
IEEE는 무선 기술 표준화를 전담하는 사실 표준화 기구로, M2M 서비스 지원을 위한 IEEE 802.x 계열의 무선 기술 확장 표준 개발을 목표로 하고 있다.
IEEE에서 진행 중인 대표적인 사물인터넷 분야 표준화 활동으로는, 스마트 미터링 서비스를 목표로 WLAN 기능 향상(IEEE 802.11ah), 무선랜 디바이스의 쉽고 빠른 연결 지원(IEEE 802.11aq), WPAN 디바이스 간 직접 통신(IEEE 802.15.8) 등이 있다.

또한 옥내 저전력 근거리 통신기술, 옥외 중장거리 통신에 적합한 PHY 기술, 대량의 노드가 접속할 수 있는 옥외 저전력 중장거리 통신 기술, TV 유휴 대역을 이용한 옥외 장거리 통신 기술 표준화 등도 진행하고 있다(IEEE 802.15).
IEEE는 지난해 중반, 사물인터넷 참조 구조 표준화를 전담하기 위한 별도의 프로젝트로 P2413을 신설했다. 

이곳에서 하는 활동은 앞에서 언급한 JTC 1/WG 10, ITU-T SG13, oneM2M 등에서 개발 완료 또는 개발 진행 중에 있는 사물인터넷 참조 구조 표준과 중복될 가능성이 농후하며, 따라서 주요 표준화 기구 간 표준화 중복에 대한 조정 및 조율 노력이 그 어느 때보다 중요하게 부각되고 있는 상황이다.

5. W3C
1989년, CERN의 팀 버너스 리에 의해 만들어진 월드 와이드 웹 기술은 HTML(HyperText Markup Language), URL(Unified Resource Locator), HTTP(HyperText Transfer Protocol)라는 세 가지 기술을 기초로 간단한 문서와 자원들을 공유하기 위해 출발했다.

웹 기술은 단순히 정적인 문서 형태로 정보를 공유하는 형식(Web of Document)에서 서로 다른 서비스를 연결하는 기술(Web of Services)과 서로 다른 원격 데이터베이스를 연결하는 기술(Web of Data)로 진화했다. 이제는 여기서 한 발 더 나아가 단말의 하드웨어를 제어하고 연결하는 단계(Web of Devices)를 넘어 클라우드를 통해 정보를 공유 및 제공할 수 있으며, 모든 사물을 연결하는 사물 웹(Web of Things) 단계로까지 진화하고 있다. 즉, W3C에서는 최근 사물인터넷 시대에 사람과 사물을 연결하고 사물과 사물을 연결할 수 있으며 호환성이 높고 개발하기도 용이한 대표 기술로 웹 기술이 재조명되면서 사물 웹 기술 표준화에 대한 논의가 시작됐다.

사물 웹 기술은 웹 기술을 기반으로 하여 사물들을 연결하고 제어 및 관리하며 다양한 응용들을 제공하기 위한 기술들을 통칭하며, WoT 기술·표준은 접근 관점에 따라 다음과 같이 크게 네 가지로 분류할 수 있다.
① 단순화된 연결 기술로 RESTful 구조와 HTTP를 활용하는 관점
② API와 HTML 등을 이용하면서 기존의 다양한 웹 자원과 서비스들을 결합시키는 응용 및 사용자 인터페이스 관점
③ 의미적인 연결과 데이터 통합을 위한 시맨틱 웹을 활용하는 관점
④ 사물을 웹 공간으로 연결하고 관리하는 핵심 기술로 웹 기술을 활용하는 관점
W3C는 지난 2013년, WoT CG(Web of Things Community Group)를 발족했으며, 작년에 표준화 이슈와 요구사항, 핵심 표준화 항목 등을 도출했다. 이후 W3C는 사물 웹 IG를 구성했으며 이를 통해 올해부터 사물 웹에 대해 공식적으로 표준 개발을 추진하고 있다.

김형준 센터장 _ ETRI 표준연구센터