최근 IT 기술이 급속도로 발달하면서 모바일, 빅데이터, 클라우드 등 새로운 단어가 꾸준히 등장하고 있는데요. 이러한 단어들은 관련 산업계에서 주로 쓰는 전문용어였지만, 점차 생활 속에서 누구나 접하는 용어로 확대되고 있습니다. ‘사물인터넷(IoT)’ 역시 마찬가지인데요. 전문가와 학자들만 사용하던 이 단어가 어느새 성큼 우리 생활 속에 스며들고 있죠. 그 예로 세탁기와 냉장고, 보일러와 가스 밸브 등도 네트워크를 통해 스마트폰과 연결되면서 나날이 편리한 기능을 선보이고 있습니다. 이제는 간단한 콘센트나 전등에서도 사물인터넷 기술이 활용되는 추세죠. 그럼, 점점 발전하는 사물인터넷 기술이 생활 속에서 어떻게 구현되고 있는지 함께 알아보도록 하겠습니다.
왜 지금 사물인터넷인가? - 기반 기술 향상이 원인
사물인터넷은 네트워크에 연결된 기기가 사람의 개입 없이 스마트하게 정보를 주고받아 처리하는 것을 뜻합니다. 즉, 사물이 인간에 의존하지 않고 통신을 주고받는 것인데요. 이는 ‘유비쿼터스’ 혹은 ‘M2M(Machine to Machine)’과도 비슷합니다. 다만 M2M이 단순히 기기 간의 통신 개념만을 중시하는 것에 비해, 이를 인터넷으로 확장해 모든 정보를 상호 작용하도록 만든 기술을 가리킵니다. 구체적으로 사물인터넷을 구현하기 위해서는 주위 환경에서 정보를 얻는 센서, 네트워크에 연결되도록 지원하는 통신 네트워크망, 서비스 분야와 형태에 맞게 정보를 가공하고 처리하는 서비스 인터페이스 기술이 필요합니다. 또한, 수집된 데이터 유출과 기기의 통제권을 지키는 보안 기술도 중요하죠.
예전부터 논의돼 온 사물인터넷이 지금에야 활성화된 이유는 간단합니다. 이러한 구성요소를 충족시킬 만한 성능이 개발됐고, 부품 단가가 저렴해졌기 때문인데요. 온도, 가속도, 거리 등을 측정해주는 각종 센서는 부담 없이 장착할 만큼 가격이 내려갔고 정밀도는 높아졌죠. 제어 관련 반도체 역시 그다지 비싸지 않으며, 스마트폰으로 인해 빠른 유무선망이 촘촘히 설치돼 사물인터넷은 이제 도전만 하면 완성될 수준이 됐습니다.
핵심이 되는 네트워크 표준은? - 로라 vs NB-IoT
사물인터넷을 본격적으로 보급하기 위해선 적합한 네트워크가 필요한데요. 일반적으로 가정에서 사용하는 와이파이망은 무선 네트워크로서 나쁘진 않습니다. 하지만 대역폭이 커 데이터 전송량이 많은 대신, 전력소모가 크고 신호 도달거리가 짧죠. 또 일반 LTE를 이용하는 규격으로 LTE-M은 스마트폰에 사용하는 규격으로 속도가 빠르고 데이터 전송량이 많지만, 요금이 많이 부과된다는 단점도 있는데요. IoT에서는 저전력, 저비용, 저용량으로 사용할 수 있는 전용 네트워크가 필요합니다.
이에 사물인터넷 기기에 최적화된 전용망을 따로 규정해 설치하는 움직임이 일어났습니다. IoT 전용 기술로는 면허대역에서 쓰는 LTE-M와 NB-IoT, 비면허대역에서 시그폭스(SIGFOX)와 로라(LoRa) 등이 있는데요. 이들은 각각 전파의 도달거리와 데이터 전송량 기지국 설치를 위한 추가 비용에서 차이가 납니다. 현재 로라는 SKT가 2016년 7월에 전국망을 구축하며 서비스를 시행하고 있습니다. NB-IoT는 2016년 6월에 표준화가 완료되어 KT와 LGU+에 의해 2017년 전국적으로 상반기에 상용화될 예정이며, 전국망도 상반기 안에 완료될 것으로 보입니다. 두 기술 모두 초당 수십 kbps 정도의 느린 속도와 비교적 저렴한 5달러가량의 대응 모듈 가격, 기기 배터리 수명이 10년 정도라는 공통점이 있죠. 업계에서는 약간의 예외는 있겠지만, 장기적으로 NB-IoT가 주력이 될 것으로 관측하고 있습니다.
SKT는 하이브리드 전략, KT와 LGU+는 협대역 LTE
(이미지 출처 : SK텔레콤 Partner Hub 사이트)
SKT는 LTE-M과 로라를 혼용해서 사용하는 하이브리드 전략을 취하고 있습니다. LTE-M은 기존 LTE 대역을 쓰는 네트워크죠. 여기에 추가되는 로라는 주파수가 비면허대역이기 때문에 출력이 법에 의해 제한됩니다. 따라서 서비스 품질이나 커버리지 영역이 면허대역에 비해 떨어지는데요. 대신 로라는 대응되는 모듈이 기존 가격의 1/5 정도이고, 기지국에 별도 큰 설치 없이 추가할 수 있으며, 이용 요금을 저렴하게 책정해 작은 데이터를 가끔 송신하는 경우에 경쟁력이 있습니다.
KT와 LGU+는 NB-IoT를 선택했고, 서로 협력해서 규모의 경제를 통해 수익성을 끌어올리고 있습니다. LTE망을 활용하는 NB-IoT(NarrowBand-Internet of Things)는 LTE-M에 비해 좁은 대역을 사용해 ‘협대역 LTE’라고도 불리는데요. LTE-M이 감시카메라가 찍은 영상 같은 고용량 데이터를 보낼 때 쓸 수 있다면, NB-IoT는 작은 데이터를 안정적으로 보내기 위해 사용됩니다. 로라보다는 출력이 강해서 도달거리가 길고 전송능력도 약간 더 좋죠.
산업 분야에도 활용? - 원격검침과 건설현장 관리에 도움
사물인터넷의 초기 단계에서 우리 생활에 적용될 수 있는 분야는 ‘검침’입니다. 이전까지 가스나 수도계량기 검침을 위해서는, 검침원이 매월 일정한 날짜에 가정을 방문하거나 일일이 건물의 계량기함을 열어봐야 했는데요. 이제는 사물인터넷 모듈이 설치된 계량기에 사물인터넷망을 통해 신호를 보내면 계량기값을 전송해줘 번거롭지 않아졌습니다.
KT ‘소물인터넷(LTE-M)’
KT는 강원도 원주지역에서 소물인터넷(LTE-M)을 활용한 도시가스 원격검침 시범사업을 펼치고 있는데요. 지난 11월 14일부터 참빛원주도시가스는 KT의 소물인터넷을 활용해 원격지에서 실시간으로 가스 사용량을 검침하고 있습니다. 검침원이 각 세대를 방문하거나 소비자가 직접 하던 것을 IoT 플랫폼이 대신하게 된 것이죠. 이에 따라 사생활 침해를 막고 검침 숫자의 정확성을 높일 수 있게 되었습니다. 이는 KT가 구축한 소물인터넷 전국망 서비스와 IoT 플랫폼인 ‘IoT Makers’를 활용하는데요. 본래 원격검침 서비스는 2000년대 중반 시범사업을 통해 보급됐으나, 통신 장애와 기기 고장이 많아 검침값 오류가 잦으면서 보급이 늦어졌습니다. 하지만 소물인터넷(LTE-M)은 신호 도달 영역이 넓고 주파수 간섭이 적으며 보안성도 높아 보급이 쉬워졌습니다.
LGU+ ‘공공 IoT 서비스’
LGU+는 공공 IoT 서비스로 고양 스마트시티에 관련 기술을 공급했는데요. 시와 협의해 도로 경계에 지자기센서를 설치해 불법주차 문제를 IoT로 해결할 수 있도록 했고, 호수공원에 수질관리센서와 스마트 보안등을 설치해 안전을 높였습니다. 여기에 쓰레기 모니터링 솔루션을 도입해 쓰레기통 적재량을 실시간 모니터링하고, 쓰레기 수거 차량이 최적의 동선으로 이동할 수 있는 분석 솔루션을 제공합니다. 스마트 교통 솔루션은 주차 위반, 과속 위반 등을 감지해 사고를 예방하고, 보행자 안전을 위한 솔루션도 제공합니다. 이런 스마트시티는 기존 사회 인프라를 사물인터넷을 통해 혁신적으로 변화시키고 있습니다.
SKT ‘스마트건설 솔루션’
SKT는 IoT 기술을 사용해 건설 현장 사고를 방지하는 스마트건설 솔루션을 대우건설과 함께 위례신도시 우남역 푸르지오 건설 현장에 구축했습니다. 이전까지 건설 현장에 도입된 안전솔루션은 CCTV나 무전기 등을 사용한 아날로그 방식이었으나, IoT 네트워크, IoT 플랫폼인 씽플러그를 기반으로 새롭게 바뀐 것입니다. 건설 현장의 구조물에 지능형 CCTV, 가스센서, 진동센서, 화재감지센서 등을 설치해 사고 발생 시 즉각 대응할 수 있습니다.
현장 근로자에게 스마트태그를 착용하도록 해 공사 구역별 근로자 위치 확인, 비승인자의 위험지역 출입 여부, 비상시 대피자 확인 등 위치기반 안전을 실시간으로 관리합니다. 또 태그에 부착된 버튼으로 위급 상황을 상황실에 알릴 수 있어 위험에 대비할 수 있습니다. 지하 공간에 설치된 가스센서는 산소 농도를 확인해 유해가스가 기준치를 넘으면 비상대피 알람을 보내고, 지능형 영상분석 시스템인 ‘T뷰’는 침입자를 바로 감지하고 경보를 통해 도난을 예방합니다. 현장 기둥이나 가설 지지대에는 무선 진동센서를 설치하고, 진동이 한도를 넘으면 자동으로 위험 신호를 보냅니다. 대우건설은 이런 스마트 건설 솔루션을 적용해 관리비용을 절감하고 안전도를 높일 것으로 기대하고 있습니다.
스마트홈 구현? - 집안 내 가전을 제어하는 홈시스템
LGU+는 대우건설이 짓는 연희 파크푸르지오 아파트 모델하우스에 유무선 통합형 홈 IoT 시스템과 홈 IoT 애플리케이션 시연존을 설치했는데요. 건설 단계부터 사물인터넷 시스템을 포함해 입주하자마자 곧바로 사용할 수 있도록 빌트인 형식으로 제공하게 됩니다. 입주민들은 푸르지오 홈 IoT 애플리케이션이 설치된 태블릿PC로 에어컨, 선풍기, 공기청정기, 로봇 청소기 등 집안 내 가전을 제어하고 상태를 확인할 수 있습니다. 또 조명, 난방, 가스 등의 기존 홈넷시스템은 물론 개별적으로 구매하는 LG전자, 삼성전자의 IoT 생활가전도 스마트폰을 통해 푸르지오 IoT@home 하나의 앱에서 모두 제어가 가능하죠.
푸르지오 IoT@home 앱은 연동 제품 빅데이터를 분석해서 출퇴근, 주말, 여행 시 적합한 모드를 추천해 줍니다. 또, 앱에서 가스락을 끄면 아파트 주방의 가스락이 ‘열림’에서 ‘잠김’으로 바뀌고, 외출 시 올려놓은 냄비가 적당히 끓을 때 불을 끌 수도 있는데요. 위치기반 홈 IoT 솔루션을 활용하면 귀가모드 설정 시 거주자 차량이 아파트 인근에 접근하면 ‘실내 모드로 전환됩니다’라는 알림과 함께 난방을 미리 켜두는 등 실내 환경을 자동으로 조정합니다. ‘청소 모드’를 실행하면 커튼이 열리고 공기청정기, 로봇 청소기가 작동합니다.
이처럼 사물인터넷의 개념은 이제 우리 생활 속에 성큼 다가왔습니다. 한편 언제나 그렇듯 신기술은 사람들에게 경계심을 품게 하기도 하는데요. 하지만 원리부터 하나씩 IoT를 이해하며 적응한다면, 두려움 없이 더욱 편리한 생활을 만들어갈 수 있을 것입니다. 사물인터넷의 세상에서 또 하나의 새로움을 만나보세요~
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