키워드 : 사물인터넷, 센싱, 네트워킹, 정보처리, 지능형 네트워킹, M2M(Machine-to-Machine), 인터페이스 플랫폼, 데이터 분석, 지능통신, IoT 준비지수, 빅 데이터(Big data)

서언
사물인터넷(IoT : Internet of Things)은 인간, 사물 및 서비스 등 분산된 환경요소에 대해 상호 협력적으로 센싱, 네트워킹, 정보처리 등 지능적인 관계를 형성하는 사물 공간 연결망을 의미한다.

즉, 주변 사물들이 유무선 네트워크로 연결돼 유기적으로 정보를 공유하면서 상호작용하는 지능형 네트워킹 기술 및 환경을 의미한다. IoT 기술력은 현실 세계의 사물들과 가상 세계를 인터넷망에 M2M(Machine-to-Machine) 통신서비스를 접목시켜 사물은 물론 현실과 가상세계의 모든 정보와 상호작용하는 개념으로 발전하고 있다.

궁극적으로는 M2M의 개념이 IoT에 흡수돼 차세대 지능통신으로 발전하게 될 것으로 예상된다.

사물인터넷의 기본 개념과 발전과정을 [그림1]에 나타낸다.

IoT의 핵심기술
센싱 및 네트워킹 기술 = 센싱 기술은 온도, 습도, 열, 가스, 조도 및 초음파 등 다양한 센서를 이용해 원격감지, SAR(Synthetic Aperture Radar: 합성개구레이더 - 공중에서 지상 및 해양을 향해 레이더 파(wave)를 순차적으로 발사한 이후 레이더파가 굴곡면에 반사돼 돌아오는 미세한 시간차를 선착순으로 합성, 지상지형도를 만들어내는 레이더 시스템을 의미함. 1960년대부터 주로 군용 정찰장비로 개발되기 시작했으며 1980년대에 들어와서 단순한 지형패턴만이 아닌 이동목표 추적(MTI : Moving Target Indicator) 능력을 갖게 됨), 위치 및 모션 추적 등을 통해 사물과 주위 환경으로부터 정보를 획득하는 기능이다.

IoT를 구현하기 위해 고도의 기능을 내장한 센서 기술력이 표준화된 인터페이스 플랫폼과 정보처리 모듈을 내장한 스마트 센서로 발전하고 있으며 검출한 데이터로부터 특정 정보를 추출하는 가상 센싱(Virtual sensing) 기능을 통해 IoT 서비스 플랫폼에 적용되고 있다.

또한 기존의 개별적인 센서보다 한 차원 높은 다중 센싱기술을 사용해 보다 더 지능적이고 고차원적인 정보를 추출하고 있다.

네트워킹 기술은 인간, 사물 및 서비스 등 분산된 IoT 환경요소들을 서로 연결시킬 수 있는 유무선 네트워킹 기능이다. 유무선 통신 및 네트워크로는 WPAN(Wireless Personal Area Networks), 와이파이(WiFi: Wirelwss Fidelity), 3·4GLTE(Long Term Evolution), 블루투스, 이더넷, BcN(Broadband convergence Networks), 위성통신, 마이크로웨어, 시리얼 통신(디지털 통신장비에 컴퓨팅기기를 접속하는 방법으로서 접속선(Connection line)의 수를 최소화해 원거리까지 신호를 전송할 수 있는 통신방식을 의미함) 및 PLC(Programmable Logic Controller - 입력데이터를 내장된 프로그램에 의해 순차적으로 논리 처리하고 그 출력 결과를 외부 장치에 연결함으로써 외부장치를 제어하는 기능으로서 순차제어(Sequential control) 기기의 대표적인 기능임) 등 상용화된 거의 모든 네트워크들을 이용할 수 있다.

플랫폼 기술 = IoT 서비스 플랫폼 기술은 IoT의 주요 구성요소(인간·사물·서비스)를 통해 특정 기능을 수행하는 응용서비스와 연동하는 기능이다. 즉, 네트워크 인터페이스의 개념이 아니라 IoT망을 통해 저장, 처리 및 변환 등 다양한 서비스를 제공할 수 있는 인터페이스 역할을 실행할 수 있어야 한다.

IoT의 다양한 서비스 기능을 구현하기 위해서는 ▲정보의 검출, 가공, 정형화,추출, 처리 및 저장 기능 등 검출정보 기반 기술 ▲위치판단 및 위치확인 기능, 상황인식 및 인지기능 등 위치정보 기반 기술 ▲정보보안 및 프라이버시 보호기능, 인증 및 인가 기능 등 보안 기능 ▲온톨로지(Ontology- 인간이 보고 듣고 느끼고 생각하는 것에 대해 토론을 통해 합의를 이룬 바를 개념적이고 컴퓨터에서 처리할 수 있는 형태로 표현한 모델로서 개념의 형식이나 사용상의 제약조건들을 명시적으로 정의한 기술임. 온톨로지는 일단 합의된 지식을 나타내므로 어느 개인에게 국한되는 것이 아니라 그룹 구성원이 모두 동의하는 개념이며 프로그램이 이해할 수 있어야 하므로 여러 가지 정형화가 존재할 수 있음) 기반의 시맨틱 웹(Semantic web - 현재의 인터넷과 같은 분산처리 환경에서 웹 문서, 각종 파일 및 서비스 등 리소스에 대한 정보와 자원 사이의 관계(Semanteme)를 컴퓨터가 처리할 수 있는 온톨로지 형태로 표현하고 처리하도록 하는 프레임워크를 의미함) 기능 ▲오픈 센서 기반의 API(Application Programming Interface - 응용프로그램에서 사용할 수 있도록 운영 체제나 프로그래밍 언어가 제공하는 기능을 제어할 수 있게 만든 인터페이스를 의미하며 주로 파일 제어, 창 제어, 화상처리 및 문자 제어 등을 위한 인터페이스를 제공함) 기능 ▲가상화(virtualization) 기능 ▲프로세스 관리 및 오픈 플랫폼·미들웨어·데이터 마이닝(Data mining)·웹 서비스 기술 ▲SNS(Social Network Ssevices) 등의 매우 다양한 고도의 기술력이 필요하다.

IoT 기술시장 동향
시장환경 변화 = 그동안 IoT 기술시장은 작은 시장 규모에 비해 높은 단말기 가격 등으로 인해 텔레매틱스 및 원격 검침 등 주로 기업용 시장에 집중돼 이용돼 왔다. 주요 통신사업자들은 직접 M2M 서비스 사업을 운영하는 대신 전문업체의 네트워크를 임대하는 방식으로 운영하고 있는 실정이다.

최근 들어 NFC(Near Field Communication), RFID(Radio Frequency IDentification) 및 지그비(ZigBee) 등 다양하고 저렴한 무선통신 서비스와 인터넷 접속이 가능한 커넥티드(connected) 단말의 확산으로 인해 저비용으로 통신시장의 새로운 부가가치를 창출하고 있다.

특히 음성(voice) 서비스 매출 감소와 포화상태인 이동전화 시장에 따라 통신 사업자들은 새로운 수익원을 확보하기 위해 홈 어플라이언스, 스마트 자동판매기, e-북 등 IoT 소비자 시장의 가능성을 진단하고 있다.

2013년 M2M 단말기 글로벌 출하량은 전년 대비 40%의 높은 성장률을 기록하며 4억2000만 대를 기록했다. 지역별로는 중국을 중심으로 한 아·태 지역이 2016년 가입회선 기준 전체시장의 37%를 차지하며 세계 최대 시장이 형성되고 있다.

IoT 시장을 성장시키기 위해서는 데이터 분석 및 통합 관리를 위한 역량을 확보하고 개인정보보호 문제 등에 주력할 필요가 있다.

IoT 기술시장 성장 추이 = IoT 기술 관련 전후방 글로벌 시장규모는 급속한 사물간 인터넷 연결 확산에 힘입어 2020년 약 8조9000억달러의 대규모 시장을 형성할 것으로 예상하고 있다.(시장조사기관 IDC의 2013년 10월 분석자료)
또 인터넷에 연결 가능한 다종다양한 사물(things)은 2010년 약 40억개, 2012년 약 150억개에서 2020년에는 800억개까지 증가해 사물인터넷 인프라의 급격한 확대를 예고하고 있다.( 통신·미디어 전문 시장조사기관 IDATE의 2013년 9월 분석자료)

더불어 현재와 같은 추세가 지속된다면 2020년 헬스 케어, 유통 및 교통 등을 포함한 다양한 산업 분야에서 사물인터넷 산업을 통한 경제적 부가가치는 1조9000억달러에 달할 것으로 예상되고 있다. 현재 전세계에 분포한 각종 물리적 사물 중 99.4%가 아직 인터넷에 연결돼 있지 않아 향후 사물인터넷의 성장 가능성은 매우 긍정적으로 볼 수 있다.(시스코의 2013년 6월 분석자료)

이처럼 사물인터넷 인프라 확대와 기업 및 소비자의 수요 증가에 힘입어 관련 시장규모는 연평균 7.9%에 이르는 지속적인 성장세를 유지할 것으로 예상하고 있다. 2010~2020년까지 IoT에 연결 가능한 사물의 증가추이를 [표1]에 나타낸다.

IoT 관련 업체동향 = 2020년 약 800억개까지 증가할 것으로 예상되는 사물 즉, 물리적 객체를 인터넷으로 연결해 사물인터넷을 구현하기 위해서는 센싱(sensing) 기술 및 네트워크 기술이 필수적이다.