클라우드 기반 무선 M2M 솔루션
상태바
클라우드 기반 무선 M2M 솔루션
  • 이수진
  • 승인 2012.05.07 00:00
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

㈜브로드웨이브 이태진 대표이사

1. 무선M2M 기술 개요

M2M은 우리 일상생활 속에서 기계들과의 통신을 통한 서비스이다. M2M 서비스를 위해서는 다음 그림과 같이 다양한 유무선 네트워크 망을 고려할 수 있다.
광, 이더넷, PLC 등과 같은 유선기반의 M2M망도 이용 될 수 있으며, 유선망과 Capillary(WLAN, WPAN등과 같은 무선 보조망 등)기반 네트워크도 이용 될 수 있다. 또한, 원격지 M2M 서비스를 위해서는 이동통신망이 많이 이용되며, Capillary 기반 네트워크와도 연동되어 사용 된다.


[그림 1] 다양한 M2M 네트워크 구성
M2M의 서비스는 다음 그림과 같이 우리 주변에서 다양한 형태로 이루어지고 있는 것을 볼 수 있다. 특히 이러한 서비스를 쉽고, 경제성있게 제공하기 위해서는 무선 M2M 기술이 필요하다.


[그림 2] M2M 서비스

무선 M2M은 다음 그림과 같이 유선망을 통한 M2M 네트워크 보다 빠른 ROI를 실현 할 수 있다. 즉, 유선망을 통한 M2M 네트워크는 설치, 연결, 유지보수 등 측면에서 시간이 소요됨에 따라 선형적으로 증가됨을 알 수 있다. 이때, 이동통신 기반의 M2M 네트워크를 이용하면 시간이 지남에 따라 비용요소가 감소되며, 특히 Capillary 네트워크 요소를 같이 사용하게 되면 빠른 ROI를 실현 할 수 있음을 나타내고 있다.


[그림 3] M2M 네트워크 비용적 요소

이러한 이유에서 무선 M2M 네트워크는 필수적으로 M2M 서비스에 이용되어야 하며, 이를 위한 무선 M2M 관련 기술개발이 요구 된다. 다음 그림은 무선 M2M 서비스가 요구하는 기술적 포지션으로 WiFi 및 LTE, Zigbee와 같은 기술과는 달리 저속의 속도이지만 원거리 연결을 하기 위한 기술적 포지션을 나타낸다. 이를 위해 최근 IEEE 802.11에서는 TV White Space(TV 유휴대역)을 이용한 WiFi 및 1GH이하 WiFi 등에 대한 표준화가 진행되고 있으며, 이는 기존 WiFi 보다 낮은 전송 속도를 제공하지만 UHF대역 등을 이용해 원거리 접속도 가능하도록 하는데 목적을 두고 있다.


[그림 4] 무선 M2M 기술 포지션 및 관련 기술

2. 클라우드 기반 무선 M2M 요소 기술

클라우드 기반이라는 것은 인터넷 기반의 컴퓨터 기술을 의미하는 것으로, 여기에서 구름(Cloud)은 컴퓨터 네트워크 상에 숨겨진 복잡한 인프라 구조, 인터넷을 뜻한다.
M2M에서도 클라우드 컴퓨팅은 사용자가 필요한 M2M 서비스를 인터넷 접속을 통해 언제든 사용할 수 있고 동시에 각종 정보통신 기기로 데이터를 손쉽게 공유할 수 있는 사용 환경이다.


[그림 5] 클라우드 기반 무선 M2M 서비스
무선 M2M은 인프라 중심으로 볼 때, 서비스를 받고자 하는 Machine과 서비스 제공을 위해 데이터 수집, 관리하는 Machine으로 구분 할 수 있다. 이때, 클라우드 기반의 무선M2M은 센서나 제어 대상이 되는 Machine에 대해 항상 인터넷에 연결성을 제공하며, 이를 통한 데이터가 클라우드 컴퓨팅 기술을 통해 정보가 수집, 관리되어 다양한 무선 환경(이동통신, WiFi 등)에 연결 되는 PC, 스마트폰, 스마트패드 등에 M2M 서비스를 제공 할 수 있도록 한다.


[그림 6] 클라우드 M2M 플랫폼 요소

이러한 클라우드 기반 M2M 서비스 제공을 위해서는 다음 그림과 같이, 클라우드 M2M 플랫폼에서는 M2M 서비스를 위한 인증, 사용자 관리, M2M 구성정보, 소프트웨어 갱신, 웹서비스, 그룹 갱신, 게이트웨이 프레임워크, 스토리지 등의 통합 서비스를 제공한다. 또한 클라우드 M2M 플랫폼에서는 다양한 응용프로그램 개발을 위한 API 등 제공으로 사용자가 쉽고 빠르게 응용 서비스 개발이 가능 하도록 오픈 플랫폼을 제공한다.


[그림 7] 클라우드 M2M과 게이트웨이 연동
 

클라우드 M2M 플랫폼과 게이트웨이(센서 등의 데이터를 클라우드 M2M 플랫폼과 연결해 주는 라우팅 장비)와는 다양한 게이트웨이를 수용 할 수 있도록 표준화된 개발 플랫폼을 제공 해야 한다. 다음 그림과 같이 개발 된 게이트웨이의 사용 OS가 Window CE이든 Linux이든 표준 된 통신프로토콜로 연동 되어야 한다.

이러한 M2M 표준요소의 이슈로 유럽 ETSI에서는 다음과 같은 M2M 아키텍쳐 기반의 표준화를 진행하고 있다.


[그림 8] ETSI에서 M2M 아키텍쳐
 

즉, mIa는 네트워크와 응용 서비스 인터페이스를 위한 규격을 나타내며, dIa는 Machine에 연결되는 M2M 기기와 게이트웨이 인터페이스를 나타낸다. mId의 경우는 M2M에 수집되 데이터를 네트워크 경로를 거쳐 어떻게 응용 서비스 도메인과 연동 할 것인지를 나타낸다.

3. 클라우드 기반 무선M2M 응용 사례

클라우드 기반 M2M 솔루션은 인터넷의 ANYthing을 쉽게 제공 할 수 있는 것을 목적으로 하고 있다. 즉, ANYapp을 개발 및 제공 할 수 있도록 개발자에게 서비스 및 Tool을 제공하고, ANYthing 서비스 연결을 위한 Tools 및 제품 제공하며, ANYwhere에서나 클라우드 기반 M2M 서버에 접속 할 수 있는 연결성 지원을 목적으로 한다.

이때, 솔루션 공급자는 다음을 고려해야 한다.
● 시장에 적합한 애플리케이션
● 새로운 업무통합
● 인프라 관리
● 시스템 확장
● 사용자 데이터 보호


[그림 9] 클라우드 기반 M2M 서비스 필요 요소

가. ANYapp 요소
클라우드 M2M 플랫폼을 이용하여 M2M 응용프로그램을 개발 하고자 하는 개발자들에게는 Global Community 기반의 개발 환경이 제공 되어야 한다. 이에 대한 사례로 DiGi(www. digi.com)사의 iDiGi M2M 클라우드 플랫폼은 다음과 같은 세 가지 요소의 개발자 환경을 제공하고 있다.

▶ iDigi Developer Cloud
iDigi Device Cloud는 다양한 M2M 서비스 환경을 수용하도록 PaaS (platform-as-a-service)기반으로 개발 되었다. 또한 대규모의 M2M 기기 수용이 가능하며, 사용자 요구에 다른 스케일링, 동적 모니터링, 높은 신뢰성 제공을 위한 보안성 등이 제공 된다.


[그림 10] iDiGi Developer Cloud 구성

▶ iDigi Manager Pro
iDigi Manager Pro는 인터넷 웹기반에서 사용자의 클라우드 M2M 서비스 관리를 위한 응용서비스로 다음과 같은 서비스를 제공 한다.
- 중앙 집중 기반의 네트워크 기기의 접속 및 제어
- 서비스의 복잡성 최소화
- 높은 보안성 유지 관리
- 새로운 장치의 감지
- 장치의 해지
- 네트워크 새로운 기능 추가


[그림 11] iDigi Manager Pro 주요 기능

▶ iDigi Application Development Service
사용자에게 원격지에서 실시간 모니터링을 위해 사용자 중심 M2M 애플리케이션 개발을 지원한다. 즉, iDigi Application Development Service를 통해 클라우드 기반의 쉽고 빠른 M2M 응용프로그램을 사용자는 제공 받을 수 있다.


[그림 12] iDigi Application Development Service 사례

나. ANYthing 요소
어떠한 Machine 이든 간에 클라우드 M2M 플랫폼 접속을 위해서는 다음과 같은 요소가 필요 하다.
● Embedded Module
● Gateway and Router
● Development Kits
● Spectrum Solution Service
● iDigi Cloud Connector

이러한 사례로 DiGi사는 다음과 같은
 

[그림 13] 클라우드 M2M 플랫폼에 접속 가능한 M2M 기기

[그림 14] iDigi Connector를 통한 클라우드 M2M 플랫폼

다양한 클라우드 M2M 플랫폼에 접속 가능한 M2M 디바이스 및 게이트웨이 솔루션을 제공하고 있다.
또한 클라우드 M2M 플랫폼에 3rd Party M2M기기 접속을 위해서 iDigi Connector라는 오픈 소스기반의 소프트웨어를 제공하여, 다른 M2M 장치와 클라우드 서버와 연결성을 제공하여, 통합관리를 가능하도록 하고 있다. 위의 그림은 다양한 버티컬 M2M서비스와 3rd Party 장치 벤더와 클라우드 M2M 플랫폼에 통합된 사례를 나타낸다.

다. ANYwhere 요소
클라우드 M2M 플랫폼에서는 어떠한 응용프로그램도 어느 장소나 연결이 가능해 어느 M2M 기기에 접속이 가능하도록 제공하고 있다. 이를위해 다음과 같은 요소가 고려된다.
● Anytime 사용 가능
● High Performance
● 모든 정보의 보호
● 어느 애플리케이션이든 지원
● Anywhere, 다양한 네트워크 지원


[그림 15] 클라우드 M2M 플랫폼 신뢰성
 

클라우드 M2M 플랫폼을 통한 M2M 서비스의 신뢰성 제공을 위해서 DiGi 사에서는 클라우드 서버의 현재 상태를 인터넷 상으로 공개하고 있다. 성능에 대한 주요 파라미터(지연율, 갱신 성공률 등)을 제공하고 각 서비스에 대한 히스토리 정보를 제공해 클라우드 M2M 서비스 사용자에 신뢰성을 제공 하고 있다.

3. 결 언
M2M 기술은 기존의 다양한 기술이 결합되어 사물을 대상으로 네트워크를 제공하여 언제, 어디서든 원하는 서비스를 사용자가 제공받는데 목적을 두고 있다.
이를 위한, 다양한 접근 방식 중 최근 클라우드 기반 M2M 서비스가 북미를 중심으로 넓게 확산되고 있다. 이는 기존의 M2M 서비스가 버티컬 사업별로 개발, 운영되어 비효율성이 증가됨에 따라 M2M 서비스의 경제성 및 효율성 측면에 당연시 요구되는 방향이라고 할 수 있다.
국내의 경우도, 현재 통신사업자 별로 개방형 M2M 서비스 개발이 한참 진행되고 있으며 다양한 솔루션 검토 및 국제 표준화인 oneM2M 표준화 개발에 많은 관심을 가지고 있다.
M2M 서비스는 시간이 지날수록 사용자 중심의 쉽고 빠르게 접근하는 통합 솔루션이 요구 될 것이며, 이를 위해 클라우드 기반 M2M 서비스는 이를 수용 할 수 있는 강력한 솔루션 중 하나 일 것이다.

 



댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
0 / 400
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.