1. 머리말
사물인터넷은 현실세계와 가상세계에 존재하는 사물기기(센서, 액츄에이터)들을 네트워크로 상호 연결해 사람과 사물, 사물과 사물간에 언제 어디서나 서로 소통할 수 있는 미래 인터넷 기술이다.
시장조사업체 가트너의 조사 결과에 따르면, 2020년까지 사물인터넷 시장은 3,000억 달러의 매출 규모로 성장하고 인터넷에 연결되는 사물기기들의 수가 250억~2000억 개를 넘어설 것으로 예상하고 있다. 이러한 기술 흐름을 보여주듯 전미가전협회(CEA) 주최로 개최되는 CES 2015 행사에서는 ‘사물인터넷’, ‘Connectivity’, ‘초연결사회’와 같은 단어들이 주요 화두로 하여 스마트홈, 웨어러블 기기, 스마트카, 드론 비행체 등의 분야에서 사물기기들의 상호연결(Connectivity)을 바탕으로 신규 제품 및 서비스들이 선보여졌다.
이처럼 현재 우리는 주변의 사물들이 인터넷에 연결되고 사물들이 서로 연동돼 지능적인 서비스를 제공하는 미래 인터넷의 세상으로 변화하는 길목에 서 있다고 할 수 있다.
이와 관련해 사물인터넷 시장의 주도권을 획득하기 위한 다양한 시도들이 나타나고 있으며, 대표적으로 올신 연합(AllSeen Alliance), OIC(Open Internet Consortium), IPSO(IP for Smart Objects) Alliance와 같은 산업체 컨소시엄을 중심으로 그리고 한편 oneM2M 과 같은 국제 표준개발단체를 중심으로 관련 표준 플랫폼 기술 개발이 활발하게 진행되고 있다.
이러한 단체들은 과거의 파편화된 수직적 플랫폼 개발을 지양하고, 수평적 공통 사물인터넷 플랫폼 개발을 통한 저비용/규모의 경제 달성을 꾀하고 있다.
그리고 각 단체들은 사물인터넷 기술의 디바이스 간, 플랫폼 간의 상호 연동 기반 기술의 중요성을 인지하고 상호호환성을 주요 목표로 표준 기술개발이 이뤄지고 있는 상황이다. 또 현재 산업체 컨소시엄 및 국제표준단체에서 개발된 플랫폼을 기반으로 시장 주도권을 확보하기 위한 경쟁이 진행 중이며, 아직 어느 플랫폼도 시장의 주도권을 장악하지 못하는 상황에서 각 표준단체들은 서로의 플랫폼과 디바이스의 상호호환성을 지원하기 위한 상호연동(Interworking) 솔루션 개발을 고려하고 있다.
이와 관련해 oneM2M은 2015년 1월 릴리즈 1.1 표준규격을 공개했고, 가장 앞서 AllJoyn 플랫폼 그리고 LWM2M 디바이스 기술과의 상호연동 솔루션 개발 워크아이템(Work Item)을 발의하고 해당 기술 개발을 진행 중에 있다. 본 고에서는 oneM2M을 중심으로 한 사물인터넷 플랫폼 표준개발 동향 및 oneM2M의 상호연동 워크아이템 개발 동향에 대해서 살펴본다.
<사물인터넷 플랫폼 표준 동향>
2. 본론
1) 산업표준플랫폼 동향
올신 연합(AllSeen Alliance)은 2013년 12월 퀄컴, LG전자, 하이얼, 샤프, 마이크로소프트, 파나소닉 등 51개 기업이 참여해 결성된 산업체 컨소시엄이다.
올신 연합의 오픈소스 사물인터넷 플랫폼인 AllJoyn 프레임워크는 퀄컴에서 개발해 2011년 Mobile World Congress에 공개한 것으로, 2013년 12월 리눅스 재단에 소스를 이관해 현재 오픈소스 프로젝트로 개발되고 있다.
AllJoyn은 로컬 네트워크 환경에서 AllJoyn이 탑재된 디바이스들 간 근접기반(Proximity-based)의 서비스 광고(Advertisement) 및 검색(Discovery) 그리고 피어투피어(Peer-to-Peer) 데이터 전달 기능을 지원하고 있으며, AllJoyn 프레임워크의 구조는 데이터 전송을 담당하는 Core 프레임워크와 연결, 구성, 통지 등의 서비스 기능을 제공하는 Service 프레임워크로 구성되고, Publish/Subscribe 스타일 API를 기반으로 AllJoyn기반의 애플리케이션 개발 편의성을 제공하고 있다.
AllJoyn을 통해서 올신 연합은 제조사, 네트워크, 오퍼레이팅 시스템에 상관없이 동작할 수 있는 호환성을 지원하며 이를 바탕으로 AllJoyn 기반의 상호 연결 가능한 기기들과 애플리케이션들을 확산시키기 위한 방향으로 플랫폼을 발전시키고 있다.
Open Interconnect Consortium(OIC)는 인텔, 삼성전자, Atmel, 윈드리버 등을 주축으로 하여 2014년 7월 발족된 산업체 컨소시엄으로서, 현재 사물인터넷 디바이스들을 연결하기 위한 요구사항 및 상호 운용성을 보장하기 위한 플랫폼 개발을 진행 중에 있다.
OIC는 플랫폼의 주요 기능은 디바이스 검색, 데이터 전달, 디바이스 관리, 데이터 관리, 보안 기능이고 이를 통해 디바이스에 대한 상호 운용, 서비스 레벨 상호 운용성이 가능하도록 하고 있다. 그리고 OIC는 2014년 12월, 리눅스 재단(Linux Foundation)이 주관하는 오픈소스 프로젝트로서 OIC 표준이 구현된 소프트웨어인 IoTivity 를 공개했다.
IoTivity는 OIC 표준규격의 참조 구현(Reference Implementation)을 지원하는 것으로서 RESTful API 및 리눅스, 윈도우, iOS, 타이젠의 다양한 운영체제를 지원하고 있다. 향후 OIC 표준 완성 규격과 해당 참조 구현인 IoTivity 1.0은 2015년 말 내에 공개 예정으로 AllJoyn에 비해 후발주자로 출발한 것에 대한 만회를 위해 IoTivity 참조 구현, 인증프로세스 등을 통해 OIC 표준 플랫폼을 시장에 빠르게 확산시키기 위한 전략을 취하고 있다.
IPSO (IP for Smart Object) Alliance는 IETF를 통해서 개발된 IPv6 프로토콜 기반의 디바이스와 디바이스간의 End-to-End 연결성 제공 기술에 대해 스마트 에너지, 스마트 시티, 헬스케어, 홈 자동화 등 다양한 애플리케이션 서비스 도메인에서 해당 기술의 활용을 증진시키기 위해 2008년 결성된 산업체 컨소시엄이다. 이를 위해 다양한 서비스 산업군에서 적용하기 쉽도록 기술백서 및 해설서 작업과 더불어 상호호환성 테스트 이벤트 등을 개최해왔다. 2011년 IPSO Alliance내에 Smart Object Committee를 구성해 사물인터넷에 존재할 수 있는 센서, 액츄에이터와 같은 스마트 오브젝트들에 대한 타입, 리소스에 대한 모델을 정의한 Smart Objects Starter Pack을 2014년 발간했고, 이를 통해 스마트 오브젝트 간의 연결을 바탕으로 상호 간에 데이터를 해석할 수 있는 가이드라인을 제공하고 있다.
2) oneM2M 상호연동 표준화 동향
(1) oneM2M 표준 개요
oneM2M은 사물인터넷 공통플랫폼 개발을 목적으로 한국(TTA), 유럽(ETSI), 북미(ATIS, TIA), 중국(CCSA), 일본(ARIB, TTC)의 세계 7개 표준개발기구들이 모여 글로벌 파트너쉽 프로젝트로서, 2012년 9월에 첫 미팅을 시작한 뒤에 아키텍쳐, 프로토콜, 보안, 장치관리 기능이 포함된 사물인터넷 시스템의 후보 규격인 release 1.0을 2014년 8월에 발표했다.
이에 대한 안정화 작업을 거처 지난 2015년 1월에 oneM2M release 1.1 표준을 발간했다. 현재 oneM2M은 크게 6개의 실무반을 구성하여 표준을 개발하고 있으며, 각 실무반별로 WG1-요구사항, WG2-아키텍처, WG3-프로토콜, WG4-보안, WG5-디바이스 관리 및 시맨틱, WG6-테스팅 개발을 담당하고 있다.
oneM2M에서 개발한 공통 플랫폼 기술은 12개의 공통 기능을 제공하고 있으며, 등록, 검색, 보안, 그룹관리, 데이터 관리, 구독&통지, 디바이스 관리, 애플리케이션 관리, 데이터 전달 관리, 네트워크 서비스 활용, 위치 정보 관리, 서비스계층 과금의 기능으로 구성된다. oneM2M 공통 플랫폼은 ROA(Resource Oriented Architecture) 구조를 갖고 따라서 웹과 같이 REST API를 통해서 oneM2M 공통플랫폼에 접근할 수 있다. 아래 도표는 2015년 1월 출판된 표준규격서 목록을 포함한다.
<표1> oneM2M 표준규격
| 표준 규격 | 표준 번호 | WGs |
| Functional Architecture | TS-0001 | WG2 |
| Requirements | TS-0002 | WG1 |
| Security Solutions | TS-0003 | WG4 |
| Protocol Specifications | TS-0004 | WG3 |
| Management Enablement (OMA) | TS-0005 | WG5 |
| Management Enablement (BBF) | TS-0006 | WG5 |
| CoAP Protocol Binding | TS-0008 | WG3 |
| HTTP Protocol Binding | TS-0009 | WG3 |
| MQTT Protocol Binding | TS-0010 | WG3 |
| Common Terminology | TS-0011 | WG1 |
3) non-oneM2M 솔루션과의 상호연동 표준 개요
(1) oneM2M 과 AllJoyn Interworking
2014년 9월 AllSeen Alliance의 오픈소스 기반 사물인터넷 플랫폼인 AllJoyn과 oneM2M 플랫폼간의 상호연동 솔루션 개발을 위한 신규 WI(Work Item)가 발의됐다.
아래 그림과 같이 AllJoyn 프레임워크는 근접기반 Advertisement/Discovery를 통해서 디바이스 상호 간의 서비스를 발견해 연결하고 데이터를 전달하는 기능을 제공하는 로컬영역에서 동작하는 플랫폼이고, oneM2M 동작영역이 광역네트워크까지 포함할 수 있는 플랫폼으로 이 둘 간의 상호 연동을 통해서 플랫폼 간 시너지 효과를 가져올 수 있다는 전제로 출발했다. 그리고 현재 해당 WI을 통해서 oneM2M과 AllJoyn 시스템 간의 기술적 비교, 상호 연동을 제공하기 위한 시나리오 및 요구사항 도출, 최종적으로 oneM2M 리소스와 AllJoyn 시스템 간의 매핑구조 정의에 대한 개발을 진행 중에 있다.
<oneM2M과 AllJoyn 시스템 비교>
| AllJoyn | oneM2M | |
| Network Architecture | Peer-to-Peer in LAN | Server-to-Client in WAN |
| API Style | RPC(RMI) API | Resource-based API |
| Discovery Style | Proactive Discovery | Passive Discovery |
기술적으로 AllJoyn의 서비스는 인터페이스를 통해서 표현되며 해당 인터페이스는 멤버로서 메소드, 시그널, 속성을 갖는다.
따라서 AllJoyn 서비스의 인터페이스를 oneM2M의 리소스로 어떻게 맵핑할 것인가가 주요 상호연동 개발의 이슈로 다루어졌다.
현재 AllJoyn 인터페이스의 oneM2M 리소스로의 맵핑을 <container>, <contentInstance>를 활용하는 방안1과 AllJoyn을 위한 신규 리소스를 oneM2M에 정의하는 방안2에 대해서 논의되고 있다. 아래 그림과 같이 방안1의 <contentInstance>로서 AllJoyn의 메소드, 시그널, 속성을 맵핑하게 되면 <contentInstance>리소스가 accessControlPolicy 속성을 지정할 수 없는 리소스이기 때문에 AllJoyn 인터페이스의 메소드, 시그널, 속성별로 oneM2M의 accessControlPolicy 적용이 어렵다.
또한, 방안2와 같이 신규 리소스를 정의하게 되면서 생기는 오버헤드가 없다는 특징이 있지만 방안2와 같이 oneM2M 신규 리소스를 정의한다면 accessControlPolicy 적용이 메소스, 시그널, 속성 레벨까지 가능한 반면, AllJoyn 서비스를 위한 신규 리소스를 정의해야 하는 오버헤드가 있다. 현재 이에 대한 스터디가 진행 중이다.
<AllJoyn 과 oneM2M 리소스 맵핑>
(2) LWM2M Interworking
2015년 1월 oneM2M 릴리즈 2를 위한 신규 개발 기능 리스트 중에서 non-oneM2M 시스템과 oneM2M 시스템과의 상호연동 이슈가 부각됐고, 이를 위한 LWM2M Interworking 신규 WI(Work Item)이 발의됐다.
LWM2M 기술은 OMA(Open Mobile Alliance)에서 제정한 리소스 제약적인 소형 디바이스를 위한 디바이스 관리 목적으로 개발된 프로토콜 표준으로서 LWM2M 기반 디바이스는 LWM2M 클라이언트와 LWM2M 서버로 구분된다.
기술적으로 oneM2M에서는 LWM2M과 같은 non-oneM2M 시스템과의 상호연동을 위해서 IPEs(Interworking Proxy Application Entities)를 정의하고 있는데 이를 통해서 LWM2M 상호연동 WI(Work Item)에서도 IPEs를 활용해 LWM2M 기기들과의 연동을 위한 표준개발을 진행 중이다.
LWM2M과 oneM2M의 상호연동을 위해서 LWM2M 기기들은 oneM2M의 AE(Application Entity) 로서 등록되고, LWM2M 기기들의 데이터는 AE의 <container> 리소스에 담길 수 있는 구조를 취한다.
<LWM2M과 oneM2M 상호연동 참조구조>
또한 아래 그림과 같이 LWM2M과 oneM2M의 상호연동 모델을 위해서 현재 non-oneM2M 기기의 데이터를 oneM2M의 AE 하부의 container 리소스에 인코딩해서 저장하는 방식과 (옵션1) non-oneM2M 기기의 데이터에 대해 시맨틱 온톨로지 정보를 활용해 해당 데이터에 대한 해석이 가능한 방식 (옵션2)에 대해서 상호연동 모델로서 고려하고 있으며, 옵션1의 방식은 oneM2M의 어플리케이션에서 상호연동 리소스를 발견했을 때, 데이터에 대한 non-oneM2M 방식의 데이터 해석이 가능해야 한다는 것과 옵션2 방식은 시맨틱 온톨로지를 통해서 범용의 해석이 가능하다는 부분에서 기술적 차이점을 갖는다.
<LWM2M과 oneM2M 상호연동 데이터 모델>
3. 향후 전망
사물인터넷에서 사용되는 다양한 기기들을 인터넷에 연결하고 이들간의 상호 작용을 제공하기 위해서는 글로벌 표준에 따른 개발이 필수적이며, oneM2M은 2012년 9월부터 표준작업을 시작해 국제적으로 인정받을 수 있는 사물인터넷 공통 서비스 플랫폼 표준기술을 공개했다.
그리고 현재 Release2를 목표로 다양한 신규 WI(Work Item)을 발의하고 관련 표준 개발이 진행 중에 있다.
신규 WI은 아래 표와 같이 홈 도메인, 산업 도메인과 같은 다양한 응용도메인에서 oneM2M 공통 플랫폼을 위한 신규 기능정의를 진행 중에 있으며, 다양한 산업체 표준(AllJoyn, LWM2M, OIC 등) 및 네트워크(KNX, ZigBee 등)와의 상호연동, 시맨틱스, 보안 기술 개발 및, oneM2M 표준기술의 상호운용성 및 적합성 규격 개발, 시험인증 방안에 대한 논의가 진행 중에 있다.
현재 어떤 사물인터넷 플랫폼도 시장에서 독보적인 주도권을 장악하지 못한 상황에서 향후 oneM2M과 같은 글로벌 표준 플래폼과 AllSeen 및 OIC와 같은 산업체 컨소시엄들이 서로 협력하는 국제표준 상생 협력 모델로서 관련 사물인터넷 플랫폼 개발이 이뤄질 것으로 전망된다.
| WI(Work Item) | 설명 |
| oneM2M and AllJoyn Interworking | 근접 장치 간 연결 기술인 AllJoyn과 광역 연결을 보장하는 oneM2M 간 상호연동 기술 |
| LWM2M Interworking | LWM2M 장치 관리 기술 상호연동 기술 |
| Generic Interworking | Area Network (ZigBee, BT 등) 상호연동 기술 |
| Home Domain Enablement | 스마트홈 서비스 지원을 위해 필요한 신규 요구사항 및 기능 검토, 가전기기를 위한 메시지 프로파일 정의 |
| Industrial Domain Enablement | 산업용 IoT 응용(공장자동화 등)에 필요한 기술 검토 |
| Testing Framework | 상호운용성/적합성 테스트 규격을 위한 프레임워크 개발 |
| Interoperability Testing | HTTP/CoAP/MQTT 프로토콜 바인딩 기반 상호운용성 테스트 규격 개발 |
| Service Layer Local API | 로컬 어플리케이션 개발에 필요한 API 정의 |
| End-to-End Security and Group Authentication | E2E 보안기술 및 그룹 Authentication 개발 |
