LG경제연구원 ‘사물 인터넷 시대 앞두고 네트워크가 진화’
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게시글 작성 시각 2014-10-27 17:31:57
2014년 07월 02일 (수)
ⓒ 뉴스와이어, 리눅스 재단
사물 인터넷이 스마트폰을 이을 새로운 IT 산업의 성장 동력으로 주목받고 있는 가운데 사물 인터넷을 효과적으로 구현하기 위한 네트워크 인프라의 구축도 활발하게 진행되고 있다. 선진국 정부 및 학계를 중심으로 차세대 네트워크 인프라 기술 연구가 꾸준히 이어지고 있으며 제품 및 서비스 플랫폼으로서의 가치가 부각되면서 여러 통신 서비스 기업들도 차세대 네트워크 인프라의 경쟁력 확보에 적극적으로 나서고 있다.
사물 인터넷 시대의 네트워크 인프라는 ①소프트웨어를 통하여 자유롭게 네트워크를 구성할 수 있는 가상화, ②네트워크가 데이터 처리 및 활용을 위한 능동적인 역할을 담당하는 지능화, ③다양한 네트워크 간 끊김없는 데이터 전송을 가능하게 하는 융합화의 추세에 따라 발전하게 될 것으로 보인다. 네트워크 인프라의 고도화에 따라 통신 서비스 기업들은 새로운 기술을 통하여 투자와 운용 부담을 최소화하면서 클라우드 컴퓨팅, 빅 데이터 등 각종 IT 기술과 연계하여 네트워크 인프라 가치의 극대화를 추구할 전망이다. 또한 각 산업에서 자사의 역량 강화와 새로운 시장 창출을 위해 애쓰는 기업들에게도 네트워크 인프라의 효과적인 활용의 중요성이 매우 커질 것으로 보인다. 네트워크 인프라는 기초 과학과 응용 공학 등 다양한 학문의 발전을 견인하고 다양한 산업의 성장을 지원하여 국가 경쟁력을 강화하는 기반이 될 수 있기 때문에 차세대 네트워크 인프라 구축을 통한 경제적 파급 효과는 매우 크다. 네트워크 인프라 경쟁력 향상을 위해 국가차원의 중장기적인 전략 수립과 정책 추진에도 더욱 만전을 기해야 할 것이다
1. 사물 인터넷 시대의 네트워크 인프라
글로벌 커피 전문 기업 스타벅스(Starbucks)는 2008년 4월 커피 머신 회사인 클로버 (Clover)를 인수하였다. 클로버가 개발한 커피 머신은 IT 기술을 접목하여 커피 추출 시간과 음료의 온도 등을 제어할 수 있었는데, 스타벅스는 각 매장에 설치된 클로버 커피 머신을 특수목적으로 고안된 클로버넷(CloverNet)이라는 자사의 네트워크 인프라와 연결하였다. 스타벅스는 이 클로버넷을 통하여 매장을 방문하는 고객들의 취향을 추적하고 커피 머신의 성능과 상태를 원격에서 모니터링하여 커피 추출 시간과 온도를 실시간으로 통제할 수 있게 되었다. 또한 스타벅스는 한 발 더 나아가 매장의 냉장고도 네트워크 인프라와 연결하여 식재료나 우유의 이상 여부를 효과적으로 확인함으로써 차별화된 가치를 제공하기 위하여 노력하고 있다.
스타벅스의 사례와 같이 그간 생소하게 느껴졌던 사물 인터넷은 이미 다양한 산업에 걸쳐 빠르게 적용되고 있다. 기술 수준이 발전하고 제반 환경이 구축되면서 사물 인터넷이 제조업과 서비스업 등 거의 모든 분야에서 막대한 가치를 창출하게 될 것이라는 전망이 제기되고 있다. 시장조사기관 IDC는 사물 인터넷에 대한 수요 및 인프라 구축이 확대됨에 따라 2020년에는 관련 시장 규모가 8조 9천 억 달러에 이르게 될 것으로 전망하기도 하였다.
광범위한 지역에 걸쳐 사람과 각종 사물을 인터넷과 연결하고 필요한 정보를 주고 받는 사물 인터넷이 구현되기 위해서는 언제(Anytime) 어디에서나(Anywhere) 어떤 사물(Anything)과도 연결되어 데이터를 주고 받을 수 있는 초연결(Hyper connection)의 실현이 필수적이다. 따라서 이를 위해서는 다양한 종류의 유무선 네트워크 기술을 이용하여 효과적으로 데이터를 각지로 송수신하고 원활하게 처리할 수 있는 네트워크 인프라가 구축되어야 한다. 원래 네트워크 인프라는 데이터를 유무선으로 송수신하는 라우터(Router)와 게이트웨이(Gateway), 기지국(Base station) 등의 장비를 주로 지칭하였다. 그러나 기술의 융합 및 장비 간 역할의 경계가 흐려지면서 현재는 방송 제작 및 송수신을 위한 방송 장비 및 데이터의 수집과 처리 및 저장을 위한 데이터 센터까지 포괄하는 광의의 개념으로 확장되고 있으며 그 중요성 또한 한층 강조되고 있다.
스마트폰의 등장으로 단말 기기의 성능 고도화가 큰 이슈로 부각되어 온 반면 네트워크 인프라의 구조적 혁신에 대한 연구는 상대적으로 덜 주목을 받아 온 것이 사실이다. 그러나 수십 년이 넘도록 큰 변화가 없어 온 기존 네트워크 인프라 기술만으로는 인터넷의 폭발적인 성장과 더불어 보안 사고와 분산 서비스 거부 공격(DDos) 등 각종 위협에 효과적으로 대응하기 어렵다는 주장이 학계를 중심으로 꾸준하게 제기되어 왔다. 또한 사물 인터넷의 등장과 함께 속도와 용량 중심으로 발전해 온 이전의 패러다임에서 벗어나 각 산업의 IT 융합을 촉진하고 새로운 비즈니스의 성장을 견인하는 새로운 관점에서 네트워크 인프라 구축이 필요하다는 인식이 확산되고 있다. 따라서 현재 미국과 유럽, 일본 등 주요 선진국을 중심으로 차세대 네트워크 인프라에 대한 기술 연구 및 투자가 활발하게 이어지고 있는 상황이다.
한편으로는 지속적인 네트워크 인프라 투자 비용이 가중되는 상황에서 음성 통화 등 기존 비즈니스의 정체와 스마트폰의 부상으로 IT 산업의 주도권을 위협받고 있는 통신 서비스 기업들은 새로운 수익 창출을 위한 기회를 마련하기 위하여 사물 인터넷에 주목하고 있다. 여러 글로벌 통신 서비스 기업들이 사물 인터넷을 미래 성장 전략의 중요 화두로 제시하고 있는 가운데, 이들 전략의 중심에는 바로 핵심 자산인 네트워크 인프라의 가치 창출 극대화가 자리잡고 있다. 수많은 사물이 만들어 내는 방대한 데이터의 흐름을 원활하게 처리하기 위해서는 네트워크 인프라의 고도화 및 핵심 기술의 확보가 필수적이라고 판단하고 있는 것이다. 그러므로 많은 통신 서비스 기업들은 자체적인 기술 연구는 물론이고 정부 주도의 R&D 프로그램과 글로벌 표준화 활동에 적극적으로 참여하고 있으며, 더불어 네트워크 인프라 시장을 주도하고 있는 시스코(Cisco)와 에릭슨(Ericsson), 화웨이(Huawei) 등 주요 장비 기업들과의 협력을 더욱 공고히 하고 있다.
2. 네트워크 인프라 경쟁의 배경
기존 네트워크 인프라의 한계 봉착
현재 구축된 네트워크 인프라만으로는 미래에 새롭게 등장하게 될 각종 단말과 서비스를 충분히 수용하기 어렵다는 주장은 사물 인터넷이 중요한 이슈로 떠오르기 이전부터 지속적으로 제기되어 왔다. 따라서 글로벌 IT 기업 및 여러 표준화 단체를 중심으로 새로운 네트워크 인프라에 대한 구상이 지속적으로 논의되었다. 그러나 최근 사물 인터넷이 글로벌 경제를 견인할 새로운 기술 패러다임으로 떠오르게 되면서, 차세대 네트워크 인프라 역시 사물 인터넷의 개념과 비전을 효과적으로 구현하기 위한 방향으로 발전하게 될 것이다.
데이터 트래픽의 급증에 따른 네트워크의 혼잡(Congestion)과 병목(Bottleneck) 현상의 방지는 네트워크 인프라 구축 및 운용을 위한 오랜 주제였다. 본격적으로 인터넷이 사용되기 시작한 1960년대부터 늘어나는 트래픽을 효과적으로 제어하여 네트워크의 단절(Blackout)에 대비하기 위한 기술 연구가 이루어졌지만, 지금까지 등장한 기술은 대부분 기존 인터넷 시스템 구조에서의 일시적인 처방이었을 뿐 근원적인 해결책은 아니었다. 또한 오늘날의 네트워크 인프라가 주로 사람과 사람의 통신을 목적으로 구현되었기 때문에 각종 사물이 실시간으로 쏟아내는 다양한 종류의 데이터 트래픽을 효과적으로 수용하기 어렵다는 지적도 이어지고 있다. 사람 간의 통신이 비교적 예측 가능한 트레픽 패턴으로 진행되는 반면, 사물 인터넷 시대의 데이터 트래픽은 한층 다양한 형태를 지니고 있기 때문에 현재의 네트워크 인프라 기술만으로는 이를 효과적으로 처리하기 어렵다는 것이다. 게다가 데이터가 언제 어디에서나 자유롭게 전송되고 각종 서비스에 활용되는 사물 인터넷의 이상적인 모습을 실현하기 위해서는 실시간 연결성과 보안성 강화 등 여러 부분에 걸쳐 더욱 수준 높은 네트워크 기술이 필요하다는 것이 대체적인 중론이다.
새로운 가치 창출을 위한 플랫폼의 역할
또한 사물 인터넷 시대의 네트워크 인프라는 단순히 데이터가 오고 가는 경로의 역할(Dumb pipe)에 머물던 것에서 벗어나 자체적으로 필요한 데이터를 분류하고 재생산하여 새로운 가치를 창출하는 적극적인 역할을 수행하게 될 것으로 예상된다. 각 기업 및 개인을 위하여 인프라가 다양한 기능과 형태를 갖춘 서비스로 제공되는 IaaS(Infrastructure as a Service)의 개념이 도입되면서 네트워크 인프라는 사용자의 수요와 편의에 맞게 다양하게 활용될 것으로 보인다. 따라서 이러한 추세에 따라 네트워크 인프라는 새로운 아이디어 및 비즈니스의 탄생을 견인하게 될 사물 인터넷 시대의 핵심 플랫폼으로 자리잡게 될 것으로 전망되고 있다. 이미 여러 분야에서 사물 간 통신(M2M Communication)을 위한 네트워크 인프라가 자리잡고 있기 때문에 사물 인터넷의 기본적인 기능 구현이 어려운 것은 아니다. 그러나 데이터의 전달이 주된 역할인 오늘날의 네트워크 인프라로는 사람과 사물간의 자유로운 연결 지원, 안전한 데이터 전송 및 활용과 서비스의 품질 (Quality of Service) 보장 등 사물 인터넷이 제시하고 있는 비전을 충분히 달성하기 쉽지 않을 것이라는 주장이 많다. 특히 각 산업에 걸쳐 사물 인터넷 의 활용이 한층 광범위하게 이루어진다면 각종 센서 및 사용자 단말 등 사물 자체의 고도화만으로는 한계가 있을 것이라는 예상이다.
따라서 미래 사물 인터넷의 다양한 서비스를 효과적으로 구현하기 위해서는 네트워크 인프라가 거대한 플랫폼으로서 데이터의 축적과 분석 및 각종 서비스 지원 등 여러 핵심적인 기능을 자체적으로 수행할 수 있게 될 것으로 보인다. 이러한 관점에서 현재 학계 및 기업을 중심으로 데이터의 종류 및 특징과 전송 환경 등을 고려하여 사용자간 데이터 송수신 및 활용을 지원할 수 있는 네트워크 인프라 기술이 집중적으로 연구되고 있다.
3. 주요 네트워크 인프라 기술
(1) 네트워크의 가상화
차세대 네트워크 인프라 구축을 위한 가장 중요한 기술로 논의되고 있는 것이 바로 물리적인 네트워크 인프라를 마치 여러 개의 네트워크처럼 자유롭게 활용할 수 있도록 구현하는 가상화(Virtualization) 기술이다. 가상화 기술은 사실 오래전부터 PC와 데이터 센터 등 여러 분야에서 연구되어 왔는데, 최근 네트워크 인프라에 대한 투자를 최소한으로 유지하면서 데이터 전송 용량과 컴퓨팅 능력 등 네트워크 인프라의 자원 활용을 극대화하는 것이 통신 서비스 기업의 화두로 떠오르게 되면서 네트워크 분야에서도 많은 주목을 받고 있다.
전통적인 네트워크 인프라는 자원 활용의 효율성 측면에서 많은 문제를 지니고 있었다. 네트워크 인프라를 구축하기 위해서는 각종 장비를 일일이 구매하여 물리적으로 연결하고 이를 지원하기 위한 소프트웨어를 개별적으로 설치해야만 하였다. 게다가 일단 구성이 이루어지면 추후 이를 증설하거나 다른 목적으로 전용하기 쉽지 않았기 떄문에 새로운 네트워크 인프라를 다시 설치해야만 하였다. 따라서 인터넷 기술 및 사용 환경의 변화에 따라 통신 서비스 기업들은 빠르게 증가하는 네트워크 인프라의 투자(CAPEX)와 유지 비용(OPEX)으로 어려움을 겪을 수밖에 없었다. 특히 향후 사물 인터넷 시대가 본격적으로 도래하면 제한된 네트워크 인프라 자원으로 급증하는 데이터 트래픽 및 다양한 종류의 네트워크 수요를 효과적으로 대응하기 어려울 것이라는 우려도 제기되고 있다. 따라서 통신 서비스 기업을 중심으로 네트워크 가상화 도입이 빠르게 진행되고 관련 시장도 향후 폭발적으로 성장하게 될 것으로 전망되고 있다.
네트워크의 가상화 구현을 위한 대표적인 기술이 바로 소프트웨어 정의 네트워크(SDN: Software Defined Network)이다. SDN이란 데이터의 전달과 제어 기능을 담당하고 있는 라우터 및 게이트웨이 등 네트워크 장비에서 제어 기능을 분리하여 중앙 센터로 이전함으로써 전체 네트워크 인프라를 중앙에서 관리하는 동시에 상황에 따라 네트워크의 구성 및 데이터의 흐름을 자유롭게 제어하는 기술을 말한다. SDN을 통하여 원활한 데이터 송수신 지원은 물론이고 각각의 목적에 맞는 가상 네트워크 구축을 지원함으로써 네트워크 자원의 활용률을 크게 끌어 올릴 수 있을 것으로 기대되고 있다.
SDN은 미국 스탠포드 대학의 주도로 시작된 오픈 플로우(Open Flow) 기술 연구에서 비롯되었다. 오픈 플로우는 수많은 네트워크 기반의 연구 프로젝트를 동시에 수행할 수 있도록 테스트베드(Testbed)을 구축하기 위한 시도에서 출발하였는데, 이를 통하여 다양한 SDN 기반의 네트워크 장비가 새롭게 개발될 수 있었다. 특히 2012년에 오픈 네트워킹 파운데이션(ONF: Open
Networking Foundation)이 설립된 이후 많은 통신 서비스 기업들이 SDN을 활용하여 네트워크 인프라를 새롭게 구축하려는 시도가 더욱 활발하게 이루어지고 있다. 특히 구글은 전세계에 흩어져 있는 광범위한 자사의 데이터 센터를 연결하고 있는 네트워크 인프라에 SDN을 도입하는 G-Scale 네트워크 프로젝트를 통하여 30~40%대에 머물던 네트워크 인프라 자원의 활용률을 100%에 가깝게 끌어 올렸다고 주장하기도 하였다.
한편으로 네트워크 기능 가상화(NFV: Network Functions Virtualization) 역시 최근 통신 서비스 기업을 중심으로 새로운 가상화 기술로 많은 관심을 받고 있다. NFV는 유럽전기통신표준협회(European Telecommunication Standards Institute)가 2012년 처음 소개된 이래 단시간에 큰 주목을 받게 되었는데, 각종 네트워크 장비에서 소프트웨어 기능을 분리하고 이를 범용적인 서버 시스템에 통합적으로 설치하여 중앙집중식으로 운영할 수 있도록 지원하는 기술이다. 따라서 NFV를 통하여 기존처럼 각 장비의 기능을 개별적으로 설치 및 유지하지 않고 한 곳에서 관리함으로써 인프라의 효율성을 증가시키고 유지 비용의 부담도 덜 수 있게 된다. NFV는 아직 개념이 도입된 지 얼마 지나지 않은 탓에 여전히 기술적 난제가 적지 않지만, SDN과 더불어 네트워크 가상화의 핵심으로 더욱 활발하게 연구될 것으로 예상된다.
(2) 네트워크의 지능화
네트워크 인프라 자체가 데이터 처리 및 활용을 능동적으로 담당하게 될 것이라는 주장은 사물 인터넷의 등장과 함께 더욱 강조되고 있다. 기존 네트워크 인프라가 데이터 센터와 단말 사이에서 데이터를 송수신하기 위한 경로로만 활용되었다면, 향후에는 다양한 사물들이 만들어 내는 데이터의 생산부터 활용까지 전 과정을 능동적으로 판단하고 데이터 센터의 서비스 지원 등 주요 기능까지 자체적으로 수행할 수 있게 된다는 것이다.
특히 지능화된 네트워크 인프라는 개인과 사물의 위치 및 특성과 같은 인지적 상황 정보(Contextual Information)를 적극적으로 활용하여 각종 사물 인터넷 서비스를 효과적으로 수행하는 데에 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 예상되고 있다.
사실 네트워크의 지능화라는 개념은 현실성이 떨어지고 이를 실현하기 위한 기술의 상용화 역시 쉽지 않을 것이라는 의견도 적지 않았다. 그러나 네트워크 인프라의 자율적인 상황 판단과 제어를 통하여 시스템 유지의 비용과 병목 현상을 낮출 수 있으며, 네트워크 인프라의 자원 활용률 제고 및 전력 소모 감소 등 새로운 장점이 부각되면서 여러 방면에 걸쳐 활발히 연구되고 있다. 현재 학계를 중심으로 데이터가 포함하는 정보를 활용하여 실시간으로 송수신 방법을 제어할 수 있는 정보 중심 네트워크(ICN: Information Centric Network) 기술이 꾸준히 연구되어 온 가운데, 필요에 따라 네트워크 구성과 자원 할당을 자율적으로 변화하여 효과적인 데이터 전송을 지원할 수 있는 자가 구성 네트워크(SON: Self Organizing Network)에 대한 기술 연구 및 표준화 작업도 이루어지고 있다. 그러므로 이런 흐름 아래 많은 기업들 역시 다양한 방식의 지능형 네트워크 기술 연구에 나서고 있다.
사물 인터넷을 넘어 만물 인터넷(Internet of Everything)을 표방하고 있는 시스코는 새로운 지능화 네트워크의 개념으로 포그 컴퓨팅(Fog computing)을 소개하고 있다. 포그 컴퓨팅이란 중앙의 데이터 센터에서 각종 애플리케이션 서비스를 지원하고 있는 현재의 클라우드 컴퓨팅 구조와 달리, 단말과 네트워크 장비의 위치 및 지리적 분포 등을 종합적으로 고려하여 단말과 근접한 가장 자리(Network edge)의 네트워크 장비에서 필요한 서비스를 제공한다는 개념이다. 따라서 시스코는 포그 컴퓨팅 기반의 첨단 네트워크 장비를 통하여 데이터 송수신 지연 시간을 줄이고 동시에 인터넷 서비스의 품질을 획기적으로 개선할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또한 IBM도 이와 유사하게 단말의 서비스를 지원하는 기능을 근접한 각 네트워크 장비가 자체적으로 수행할 수 있는 엣지 컴퓨팅(Edge computing)에 대한 연구를 수행하고 있으며, 이를 위하여 글로벌 CDN(Content Delivery Network) 기업 아카마이(Akamai)와 긴밀히 협력하고 있는 것으로 알려져 있다.
(3) 네트워크의 융합화
사물 인터넷의 부상에 따라 한편으로는 사물 간 데이터 송수신을 위한 전용 네트워크 인프라를 구축하려는 움직임도 있다. 프랑스의 무선 통신 기업 시그폭스(SigFox)는 스마트폰에 비하여 데이터 전송량이 적은 매연 감지기와 경보기 등 실생활의 각종 단말 간 통신을 목적으로 프랑스와 네덜란드, 스페인 등에 전용 네트워크 인프라를 구축하고 있다. 이는 오늘날 사물 인터넷 기반 서비스가 LTE 등 현재의 네트워크 인프라를 효과적으로 활용하기 어렵다는 문제를 감안하여 별도의 인프라를 구축함으로써 기존 시스템과의 공존을 모색하려는 시도로 볼 수 있다.
그러나 사물과 사물간의 연결을 넘어 사람과 사물 등 모든 개체들간의 자유로운 연결 및 정보 공유라는 사물 인터넷의 궁극적인 지향점에 도달하기 위해서는 다양한 유선과 무선 네트워크 기술이 유기적으로 연동되어 데이터 송수신을 가능하게 하는 네트워크 인프라에 대한 필요성이 한층 증가하게 될 것으로 예상된다. 특히 1세대부터 4세대에 걸쳐 단일 기술로 발전해 온 이동 통신의 패러다임도 5세대를 기점으로 다양한 네트워크 기술들이 복합적으로 활용되는 형태로 새롭게 변화할 것으로 예상되면서 네트워크의 융합화라는 개념이 한층 강조될 것으로 보인다.
역사적으로 여러 네트워크 기술은 대부분 전송 속도와 지원 범위의 강화를 목적으로 독자적으로 발전하였기 때문에 다른 기술과의 유기적 연결에 대한 고려가 부족할 수 밖에 없었다. 따라서 서로 다른 네트워크 기술을 사용하는 단말들을 연결하고 단절 없이 데이터를 송수신하는 것은 쉽지 않다. 무엇보다도 데이터를 처리하기 위한 프로토콜(Protocol)이 네트워크 기술마다 서로 일치하지 않기 때문에 송수신 데이터의 실시간 제어와 관리가 쉽지 않다. 또한 새로운 종류의 단말과 서비스가 증가하게 되면서 각 네트워크 기술의 요구 수준에 맞는 사용자 인증 및 보안 등을 개별적으로 지원하는 것도 매우 복잡한 문제로 지적된다.
사실 다양한 네트워크 기술을 복합적으로 활용하여 원활한 데이터 송수신을 구현하기 위한 연구는 이전부터 줄곧 이어져 왔지만 지금까지는 큰 성과를 거두지 못하였다. 그간 유선 네트워크는 대부분 IP(Internet Protocol) 기반으로 통합되고 있으며 무선 네트워크에서는 CDMA와 LTE 등 이동 통신의 보급 확대와 더불어 최근 Wi-Fi가 주도적인 기술로 각광받게 되면서 다른 기술은 상대적으로 큰 주목을 받지 못하였다. 그러나 최근 사물 인터넷에서 다양한 대역폭의 활용과 저전력이 중요한 요인으로 부각되면서 블루투스(Bluetooth)와 지그비(Zigbee) 등의 무선 네트워크 기술을 활용하려는 움직임이 활발히 이루어지고 있으며, 이를 활용한 모바일 결제와 같은 새로운 비즈니스도 주목받고 있다. 따라서 사물 인터넷의 확산은 다양한 네트워크 기술을 효과적으로 활용하기 위하여 그간 가능성 수준에서 머물러 온 네트워크의 융합화 실현을 이룰 수 있는 계기가 될 것으로 보인다.
최근 많은 기업 및 연구 기관들을 중심으로 네트워크의 융합화를 위한 여러 방안들이 고려되고 있는데, 현재 활발하게 상용화되고 있는 HetNet(Heterogonous Network) 등이 이를 실현시킬 수 있는 유망한 기술로 예상되고 있다. 원래 HetNet은 사람들이 몰리는 곳이나 기지국의 전파가 약한 곳에 펨토셀(Femto cell)과 원격무선장비(Radio Remove Hend) 등 작은 기지국을 추가적으로 설치하여 통신 품질을 강화하기 위한 방안이다. 그러나 이러한 HetNet의 개념이 확장되면서 현재는 Wi-Fi 등 여러 네트워크 기술을 유기적으로 통합하고 상황에 따라 특정 기술의 네트워크 접속을 선택적으로 제공하는 방안 등이 논의되고 있다. 따라서 이와 같은 시도들이 한층 진전된다면 궁극적으로는 다양한 네트워크 기술을 유연하게 수용할 수 있는 새로운 개념의 네트워크 인프라가 구축될 수 있을 것으로 전망된다.
4. 시사점
네트워크 인프라의 고도화 및 가치 창출 경쟁이 치열하게 전개향후에도 효과적인 사물 인터넷 구현을 위한 차세대 네트워크 인프라의 중요성은 더욱 강조될 것으로 전망된다. 네트워크 인프라가 단순히 속도와 안정성 등 데이터 전송 품질의 향상을 넘어 다양한 기기들을 연결하고 새로운 서비스를 촉발하는 거대한 플랫폼으로 진화할 것으로 전망되면서, 통신 서비스 및 네트워크 장비 기업들의 차세대 네트워크 인프라 기술 확보 및 구축의 움직임이 꾸준하게 이어질 것이다.
단지 네트워크 인프라를 통하여 데이터의 이동만을 지원하는 것에 그쳤던 통신 서비스 기업의 비즈니스도 모바일 서비스의 확산과 뒤이어 등장한 사물 인터넷을 기점으로 많은 변화를 겪고 있다. 사물 인터넷 시대에는 네트워크 인프라에 대한 투자와 운용 비용을 최소화하는 동시에 클라우드 컴퓨팅과 빅 데이터 분석, 보안 등 새로운 기술과의 연계를 통하여 네트워크 인프라가 직간접적으로 창출할 수 있는 부가 가치를 극대화하는 것이 중요한 화두로 떠오르게 될 것이다. 싱가포르의 싱텔(Sing Tel)이 자사의 네트워크 인프라를 활용하여 비디오 영상의 실시간 데이터 분석 서비스를 제공하는 등 통신 서비스 기업들의 이러한 노력은 더욱 확대되고 있는 추세이다.
따라서 그간 네트워크 인프라를 폐쇄적으로 구축하였던 과거와 달리 향후에는 통신 서비스 기업들이 자사의 인프라를 기반으로 다양한 개인과 기업들이 소프트웨어 및 서비스를 개발하고 활용하도록 지원하는 개방적 전략을 추진하게 될 것으로 예상되고 있다. 네트워크의 가상화와 지능화, 융합화라는 새로운 기술 트렌드의 등장과 확산은 차세대 네트워크 인프라의 다양한 활용 가능성을 제시하고 있다. 따라서 자사의 네트워크 인프라가 사물 인터넷 시대의 주도적인 플랫폼으로 자리잡을 수 있도록 통신 서비스 기업들의 국경을 넘나드는 치열한 경쟁은 더욱 심화될 것으로 보인다. 현재 AT&T와 오렌지 텔레콤(Orange) 등 많은 통신 서비스 기업들이 여러 지역에 걸쳐 다양한 비즈니스 환경에 맞는 IT 서비스 관리 및 네트워크 품질 보장 등 효과적인 IT 융합을 위한 솔루션 제공을 적극적으로 추진하고 있듯이, 스마트폰에서 일어나고 있는 플랫폼 경쟁이 사물 인터넷 시대에는 각 기업들의 네트워크 인프라에서도 재현될 가능성이 높다.
사물 인터넷 비즈니스의 성공을 위한 핵심 요인으로 부각
한편으로 네트워크 인프라의 고도화는 사물 인터넷을 기반으로 주력 비즈니스를 강화하거나 혹은 기존에 없던 새로운 비즈니스를 시작하려는 기업에게도 중요한 이슈로 다가오게 될 것이다. 다양한 산업의 많은 기업들에게 사물 인터넷이 보편화될수록 가상화와 지능화 등 새로운 네트워크 인프라 기능을 효과적으로 활용하여 스마트 홈과 사이버 교육, 생산 및 공정 관리 등 각종 IT 융합 비즈니스를 구축하려는 움직임은 더욱 늘어날 것으로 예상된다. 이미 구글이 구글 파이버(Google Fiber) 서비스를 통하여 기존 통신 서비스 기업을 위협하는 동시에 광대역 네트워크 인프라를 통한 새로운 비즈니스 창출을 시도하고 있듯이, 향후 네트워크 인프라의 전략적 가치가 고조될수록 이러한 추세는 더욱 뚜렷하게 드러날 것으로 예상된다. 특히 헬스케어와 커넥티드 자동차 등 높은 수준의 연결성과 안정성을 필요로 하는 비즈니스일수록 실시간으로 데이터를 안전하게 송수신하고 각 특성에 맞는 기능을 효과적으로 지원할 수 있는 네트워크 인프라에 대한 수요는 더욱 클 것이다.
향후 인터넷의 고도화가 진전될수록 네트워크 인프라의 활용 수준과 비즈니스 경쟁력과의 상관 관계는 더욱 높아질 것으로 보인다. 따라서 각 산업에서 자사의 역량 강화 및 새로운 시장을 창출하기 위하여 네트워크 인프라를 효과적으로 활용하기 위한 기업의 대응 전략 역시 한층 강조될 것이다. 독일의 보험사 스파르카센(Sparkassen DirektVersicherung)과 이탈리아의 보험사 게네랄리 세구로(Generali Seguros)는 텔레포니카(Telefonica)와 협력하여 자동차에 감지 센서를 달아 운전자의 습관과 운행 정보를 집계하여 보험료를 책정하는 새로운 보험 상품을 선보이기도 하였으며, GE는 자사의 산업용 사물 인터넷 플랫폼 소프트웨어인 프리딕스(Predix)의 상용화를 위하여 버라이존(Verizon)과 밀접하게 협력하고 있다.
국가 차원의 네트워크 인프라 경쟁력 강화 노력 필요
또한 이러한 차세대 네트워크 인프라의 구축과 기술 발전은 개별 기업의 수익을 넘어 국가 차원으로도 중요한 의의를 가진다. 네트워크 인프라는 공공 서비스의 혁신과 산업 생산성 제고, 개인의 안전과 편리성 향상 등 각종 사회 현안을 효과적으로 해결하기 위한 가장 기본적인 근간이다. 또한 네트워크 인프라를 새로운 제품과 서비스 혁신의 테스트베드로 활용하고 있는 미국과 유럽 등 선진국의 사례에서 볼 때, 네트워크 인프라는 기초 과학과 응용 공학 등 다양한 학문의 발전을 견인하고 다양한 산업의 성장을 지원하여 국가 경쟁력을 강화하는 기반이 될 수 있다. 한적한 지방 도시였던 캔자스시티가 구글 파이버의 도입으로 수많은 벤처 기업들을 유치하는 등 지역 경제를 발전시킬 수 있었듯이 차세대 네트워크 인프라 구축을 통한 경제적 파급 효과는 매우 크다고 볼 수 있다.
무엇보다도 차세대 네트워크 인프라는 각종 IT 기술의 총체적인 융합이라는 점에서 스마트폰을 뒤이을 미래 IT 산업의 성장 동력 창출이 시급한 우리 나라도 간과해서는 안 될 분야이다. 그간 다양한 정책을 기반으로 광대역 네트워크 인프라를 빠르게 구축하였고 이를 통하여 스마트폰과 가전 등 주력 제품의 성공을 이룰 수 있었지만, 정작 이를 위한 대부분의 장비와 핵심 기술 및 소프트웨어는 외국에 의존하였기 때문에 IT 산업 전반의 고른 성장을 이루기 어려웠던 것이 사실이다. 그러나 IT 산업을 구성하는 각 분야가 서로 시너지 효과를 창출하고 IT를 넘어 거의 모든 산업의 핵심으로 떠오르고 있는 사물 인터넷을 더욱 발전시키기 위해서는 국가 차원의 네트워크 인프라 경쟁력 향상이 필수적이다.
특히 모바일 서비스와 빅 데이터 및 사물 인터넷 등 새로운 IT 트렌드가 어느 때보다 빠르게 등장하고 있는 지금은 네트워크 인프라의 역량을 강화하기 위한 중요한 시기라 볼 수 있다. 따라서 네트워크 인프라 경쟁력 강화를 핵심 기술을 선점하고 다양한 IT 융합 산업을 육성하기 위한 중장기적인 전략 수립과 정책 추진에 더욱 만전을 기해야 할 것이다.[LG경제연구원 전승우 선임연구원www.lgeri.com]
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사물 인터넷 시대의 네트워크 인프라는 ①소프트웨어를 통하여 자유롭게 네트워크를 구성할 수 있는 가상화, ②네트워크가 데이터 처리 및 활용을 위한 능동적인 역할을 담당하는 지능화, ③다양한 네트워크 간 끊김없는 데이터 전송을 가능하게 하는 융합화의 추세에 따라 발전하게 될 것으로 보인다. 네트워크 인프라의 고도화에 따라 통신 서비스 기업들은 새로운 기술을 통하여 투자와 운용 부담을 최소화하면서 클라우드 컴퓨팅, 빅 데이터 등 각종 IT 기술과 연계하여 네트워크 인프라 가치의 극대화를 추구할 전망이다. 또한 각 산업에서 자사의 역량 강화와 새로운 시장 창출을 위해 애쓰는 기업들에게도 네트워크 인프라의 효과적인 활용의 중요성이 매우 커질 것으로 보인다. 네트워크 인프라는 기초 과학과 응용 공학 등 다양한 학문의 발전을 견인하고 다양한 산업의 성장을 지원하여 국가 경쟁력을 강화하는 기반이 될 수 있기 때문에 차세대 네트워크 인프라 구축을 통한 경제적 파급 효과는 매우 크다. 네트워크 인프라 경쟁력 향상을 위해 국가차원의 중장기적인 전략 수립과 정책 추진에도 더욱 만전을 기해야 할 것이다
1. 사물 인터넷 시대의 네트워크 인프라
글로벌 커피 전문 기업 스타벅스(Starbucks)는 2008년 4월 커피 머신 회사인 클로버 (Clover)를 인수하였다. 클로버가 개발한 커피 머신은 IT 기술을 접목하여 커피 추출 시간과 음료의 온도 등을 제어할 수 있었는데, 스타벅스는 각 매장에 설치된 클로버 커피 머신을 특수목적으로 고안된 클로버넷(CloverNet)이라는 자사의 네트워크 인프라와 연결하였다. 스타벅스는 이 클로버넷을 통하여 매장을 방문하는 고객들의 취향을 추적하고 커피 머신의 성능과 상태를 원격에서 모니터링하여 커피 추출 시간과 온도를 실시간으로 통제할 수 있게 되었다. 또한 스타벅스는 한 발 더 나아가 매장의 냉장고도 네트워크 인프라와 연결하여 식재료나 우유의 이상 여부를 효과적으로 확인함으로써 차별화된 가치를 제공하기 위하여 노력하고 있다.
스타벅스의 사례와 같이 그간 생소하게 느껴졌던 사물 인터넷은 이미 다양한 산업에 걸쳐 빠르게 적용되고 있다. 기술 수준이 발전하고 제반 환경이 구축되면서 사물 인터넷이 제조업과 서비스업 등 거의 모든 분야에서 막대한 가치를 창출하게 될 것이라는 전망이 제기되고 있다. 시장조사기관 IDC는 사물 인터넷에 대한 수요 및 인프라 구축이 확대됨에 따라 2020년에는 관련 시장 규모가 8조 9천 억 달러에 이르게 될 것으로 전망하기도 하였다.
광범위한 지역에 걸쳐 사람과 각종 사물을 인터넷과 연결하고 필요한 정보를 주고 받는 사물 인터넷이 구현되기 위해서는 언제(Anytime) 어디에서나(Anywhere) 어떤 사물(Anything)과도 연결되어 데이터를 주고 받을 수 있는 초연결(Hyper connection)의 실현이 필수적이다. 따라서 이를 위해서는 다양한 종류의 유무선 네트워크 기술을 이용하여 효과적으로 데이터를 각지로 송수신하고 원활하게 처리할 수 있는 네트워크 인프라가 구축되어야 한다. 원래 네트워크 인프라는 데이터를 유무선으로 송수신하는 라우터(Router)와 게이트웨이(Gateway), 기지국(Base station) 등의 장비를 주로 지칭하였다. 그러나 기술의 융합 및 장비 간 역할의 경계가 흐려지면서 현재는 방송 제작 및 송수신을 위한 방송 장비 및 데이터의 수집과 처리 및 저장을 위한 데이터 센터까지 포괄하는 광의의 개념으로 확장되고 있으며 그 중요성 또한 한층 강조되고 있다.
스마트폰의 등장으로 단말 기기의 성능 고도화가 큰 이슈로 부각되어 온 반면 네트워크 인프라의 구조적 혁신에 대한 연구는 상대적으로 덜 주목을 받아 온 것이 사실이다. 그러나 수십 년이 넘도록 큰 변화가 없어 온 기존 네트워크 인프라 기술만으로는 인터넷의 폭발적인 성장과 더불어 보안 사고와 분산 서비스 거부 공격(DDos) 등 각종 위협에 효과적으로 대응하기 어렵다는 주장이 학계를 중심으로 꾸준하게 제기되어 왔다. 또한 사물 인터넷의 등장과 함께 속도와 용량 중심으로 발전해 온 이전의 패러다임에서 벗어나 각 산업의 IT 융합을 촉진하고 새로운 비즈니스의 성장을 견인하는 새로운 관점에서 네트워크 인프라 구축이 필요하다는 인식이 확산되고 있다. 따라서 현재 미국과 유럽, 일본 등 주요 선진국을 중심으로 차세대 네트워크 인프라에 대한 기술 연구 및 투자가 활발하게 이어지고 있는 상황이다.
한편으로는 지속적인 네트워크 인프라 투자 비용이 가중되는 상황에서 음성 통화 등 기존 비즈니스의 정체와 스마트폰의 부상으로 IT 산업의 주도권을 위협받고 있는 통신 서비스 기업들은 새로운 수익 창출을 위한 기회를 마련하기 위하여 사물 인터넷에 주목하고 있다. 여러 글로벌 통신 서비스 기업들이 사물 인터넷을 미래 성장 전략의 중요 화두로 제시하고 있는 가운데, 이들 전략의 중심에는 바로 핵심 자산인 네트워크 인프라의 가치 창출 극대화가 자리잡고 있다. 수많은 사물이 만들어 내는 방대한 데이터의 흐름을 원활하게 처리하기 위해서는 네트워크 인프라의 고도화 및 핵심 기술의 확보가 필수적이라고 판단하고 있는 것이다. 그러므로 많은 통신 서비스 기업들은 자체적인 기술 연구는 물론이고 정부 주도의 R&D 프로그램과 글로벌 표준화 활동에 적극적으로 참여하고 있으며, 더불어 네트워크 인프라 시장을 주도하고 있는 시스코(Cisco)와 에릭슨(Ericsson), 화웨이(Huawei) 등 주요 장비 기업들과의 협력을 더욱 공고히 하고 있다.
2. 네트워크 인프라 경쟁의 배경
기존 네트워크 인프라의 한계 봉착
현재 구축된 네트워크 인프라만으로는 미래에 새롭게 등장하게 될 각종 단말과 서비스를 충분히 수용하기 어렵다는 주장은 사물 인터넷이 중요한 이슈로 떠오르기 이전부터 지속적으로 제기되어 왔다. 따라서 글로벌 IT 기업 및 여러 표준화 단체를 중심으로 새로운 네트워크 인프라에 대한 구상이 지속적으로 논의되었다. 그러나 최근 사물 인터넷이 글로벌 경제를 견인할 새로운 기술 패러다임으로 떠오르게 되면서, 차세대 네트워크 인프라 역시 사물 인터넷의 개념과 비전을 효과적으로 구현하기 위한 방향으로 발전하게 될 것이다.
데이터 트래픽의 급증에 따른 네트워크의 혼잡(Congestion)과 병목(Bottleneck) 현상의 방지는 네트워크 인프라 구축 및 운용을 위한 오랜 주제였다. 본격적으로 인터넷이 사용되기 시작한 1960년대부터 늘어나는 트래픽을 효과적으로 제어하여 네트워크의 단절(Blackout)에 대비하기 위한 기술 연구가 이루어졌지만, 지금까지 등장한 기술은 대부분 기존 인터넷 시스템 구조에서의 일시적인 처방이었을 뿐 근원적인 해결책은 아니었다. 또한 오늘날의 네트워크 인프라가 주로 사람과 사람의 통신을 목적으로 구현되었기 때문에 각종 사물이 실시간으로 쏟아내는 다양한 종류의 데이터 트래픽을 효과적으로 수용하기 어렵다는 지적도 이어지고 있다. 사람 간의 통신이 비교적 예측 가능한 트레픽 패턴으로 진행되는 반면, 사물 인터넷 시대의 데이터 트래픽은 한층 다양한 형태를 지니고 있기 때문에 현재의 네트워크 인프라 기술만으로는 이를 효과적으로 처리하기 어렵다는 것이다. 게다가 데이터가 언제 어디에서나 자유롭게 전송되고 각종 서비스에 활용되는 사물 인터넷의 이상적인 모습을 실현하기 위해서는 실시간 연결성과 보안성 강화 등 여러 부분에 걸쳐 더욱 수준 높은 네트워크 기술이 필요하다는 것이 대체적인 중론이다.
새로운 가치 창출을 위한 플랫폼의 역할
또한 사물 인터넷 시대의 네트워크 인프라는 단순히 데이터가 오고 가는 경로의 역할(Dumb pipe)에 머물던 것에서 벗어나 자체적으로 필요한 데이터를 분류하고 재생산하여 새로운 가치를 창출하는 적극적인 역할을 수행하게 될 것으로 예상된다. 각 기업 및 개인을 위하여 인프라가 다양한 기능과 형태를 갖춘 서비스로 제공되는 IaaS(Infrastructure as a Service)의 개념이 도입되면서 네트워크 인프라는 사용자의 수요와 편의에 맞게 다양하게 활용될 것으로 보인다. 따라서 이러한 추세에 따라 네트워크 인프라는 새로운 아이디어 및 비즈니스의 탄생을 견인하게 될 사물 인터넷 시대의 핵심 플랫폼으로 자리잡게 될 것으로 전망되고 있다. 이미 여러 분야에서 사물 간 통신(M2M Communication)을 위한 네트워크 인프라가 자리잡고 있기 때문에 사물 인터넷의 기본적인 기능 구현이 어려운 것은 아니다. 그러나 데이터의 전달이 주된 역할인 오늘날의 네트워크 인프라로는 사람과 사물간의 자유로운 연결 지원, 안전한 데이터 전송 및 활용과 서비스의 품질 (Quality of Service) 보장 등 사물 인터넷이 제시하고 있는 비전을 충분히 달성하기 쉽지 않을 것이라는 주장이 많다. 특히 각 산업에 걸쳐 사물 인터넷 의 활용이 한층 광범위하게 이루어진다면 각종 센서 및 사용자 단말 등 사물 자체의 고도화만으로는 한계가 있을 것이라는 예상이다.
따라서 미래 사물 인터넷의 다양한 서비스를 효과적으로 구현하기 위해서는 네트워크 인프라가 거대한 플랫폼으로서 데이터의 축적과 분석 및 각종 서비스 지원 등 여러 핵심적인 기능을 자체적으로 수행할 수 있게 될 것으로 보인다. 이러한 관점에서 현재 학계 및 기업을 중심으로 데이터의 종류 및 특징과 전송 환경 등을 고려하여 사용자간 데이터 송수신 및 활용을 지원할 수 있는 네트워크 인프라 기술이 집중적으로 연구되고 있다.
3. 주요 네트워크 인프라 기술
(1) 네트워크의 가상화
차세대 네트워크 인프라 구축을 위한 가장 중요한 기술로 논의되고 있는 것이 바로 물리적인 네트워크 인프라를 마치 여러 개의 네트워크처럼 자유롭게 활용할 수 있도록 구현하는 가상화(Virtualization) 기술이다. 가상화 기술은 사실 오래전부터 PC와 데이터 센터 등 여러 분야에서 연구되어 왔는데, 최근 네트워크 인프라에 대한 투자를 최소한으로 유지하면서 데이터 전송 용량과 컴퓨팅 능력 등 네트워크 인프라의 자원 활용을 극대화하는 것이 통신 서비스 기업의 화두로 떠오르게 되면서 네트워크 분야에서도 많은 주목을 받고 있다.
전통적인 네트워크 인프라는 자원 활용의 효율성 측면에서 많은 문제를 지니고 있었다. 네트워크 인프라를 구축하기 위해서는 각종 장비를 일일이 구매하여 물리적으로 연결하고 이를 지원하기 위한 소프트웨어를 개별적으로 설치해야만 하였다. 게다가 일단 구성이 이루어지면 추후 이를 증설하거나 다른 목적으로 전용하기 쉽지 않았기 떄문에 새로운 네트워크 인프라를 다시 설치해야만 하였다. 따라서 인터넷 기술 및 사용 환경의 변화에 따라 통신 서비스 기업들은 빠르게 증가하는 네트워크 인프라의 투자(CAPEX)와 유지 비용(OPEX)으로 어려움을 겪을 수밖에 없었다. 특히 향후 사물 인터넷 시대가 본격적으로 도래하면 제한된 네트워크 인프라 자원으로 급증하는 데이터 트래픽 및 다양한 종류의 네트워크 수요를 효과적으로 대응하기 어려울 것이라는 우려도 제기되고 있다. 따라서 통신 서비스 기업을 중심으로 네트워크 가상화 도입이 빠르게 진행되고 관련 시장도 향후 폭발적으로 성장하게 될 것으로 전망되고 있다.
네트워크의 가상화 구현을 위한 대표적인 기술이 바로 소프트웨어 정의 네트워크(SDN: Software Defined Network)이다. SDN이란 데이터의 전달과 제어 기능을 담당하고 있는 라우터 및 게이트웨이 등 네트워크 장비에서 제어 기능을 분리하여 중앙 센터로 이전함으로써 전체 네트워크 인프라를 중앙에서 관리하는 동시에 상황에 따라 네트워크의 구성 및 데이터의 흐름을 자유롭게 제어하는 기술을 말한다. SDN을 통하여 원활한 데이터 송수신 지원은 물론이고 각각의 목적에 맞는 가상 네트워크 구축을 지원함으로써 네트워크 자원의 활용률을 크게 끌어 올릴 수 있을 것으로 기대되고 있다.
SDN은 미국 스탠포드 대학의 주도로 시작된 오픈 플로우(Open Flow) 기술 연구에서 비롯되었다. 오픈 플로우는 수많은 네트워크 기반의 연구 프로젝트를 동시에 수행할 수 있도록 테스트베드(Testbed)을 구축하기 위한 시도에서 출발하였는데, 이를 통하여 다양한 SDN 기반의 네트워크 장비가 새롭게 개발될 수 있었다. 특히 2012년에 오픈 네트워킹 파운데이션(ONF: Open
Networking Foundation)이 설립된 이후 많은 통신 서비스 기업들이 SDN을 활용하여 네트워크 인프라를 새롭게 구축하려는 시도가 더욱 활발하게 이루어지고 있다. 특히 구글은 전세계에 흩어져 있는 광범위한 자사의 데이터 센터를 연결하고 있는 네트워크 인프라에 SDN을 도입하는 G-Scale 네트워크 프로젝트를 통하여 30~40%대에 머물던 네트워크 인프라 자원의 활용률을 100%에 가깝게 끌어 올렸다고 주장하기도 하였다.
한편으로 네트워크 기능 가상화(NFV: Network Functions Virtualization) 역시 최근 통신 서비스 기업을 중심으로 새로운 가상화 기술로 많은 관심을 받고 있다. NFV는 유럽전기통신표준협회(European Telecommunication Standards Institute)가 2012년 처음 소개된 이래 단시간에 큰 주목을 받게 되었는데, 각종 네트워크 장비에서 소프트웨어 기능을 분리하고 이를 범용적인 서버 시스템에 통합적으로 설치하여 중앙집중식으로 운영할 수 있도록 지원하는 기술이다. 따라서 NFV를 통하여 기존처럼 각 장비의 기능을 개별적으로 설치 및 유지하지 않고 한 곳에서 관리함으로써 인프라의 효율성을 증가시키고 유지 비용의 부담도 덜 수 있게 된다. NFV는 아직 개념이 도입된 지 얼마 지나지 않은 탓에 여전히 기술적 난제가 적지 않지만, SDN과 더불어 네트워크 가상화의 핵심으로 더욱 활발하게 연구될 것으로 예상된다.
(2) 네트워크의 지능화
네트워크 인프라 자체가 데이터 처리 및 활용을 능동적으로 담당하게 될 것이라는 주장은 사물 인터넷의 등장과 함께 더욱 강조되고 있다. 기존 네트워크 인프라가 데이터 센터와 단말 사이에서 데이터를 송수신하기 위한 경로로만 활용되었다면, 향후에는 다양한 사물들이 만들어 내는 데이터의 생산부터 활용까지 전 과정을 능동적으로 판단하고 데이터 센터의 서비스 지원 등 주요 기능까지 자체적으로 수행할 수 있게 된다는 것이다.
특히 지능화된 네트워크 인프라는 개인과 사물의 위치 및 특성과 같은 인지적 상황 정보(Contextual Information)를 적극적으로 활용하여 각종 사물 인터넷 서비스를 효과적으로 수행하는 데에 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 예상되고 있다.
사실 네트워크의 지능화라는 개념은 현실성이 떨어지고 이를 실현하기 위한 기술의 상용화 역시 쉽지 않을 것이라는 의견도 적지 않았다. 그러나 네트워크 인프라의 자율적인 상황 판단과 제어를 통하여 시스템 유지의 비용과 병목 현상을 낮출 수 있으며, 네트워크 인프라의 자원 활용률 제고 및 전력 소모 감소 등 새로운 장점이 부각되면서 여러 방면에 걸쳐 활발히 연구되고 있다. 현재 학계를 중심으로 데이터가 포함하는 정보를 활용하여 실시간으로 송수신 방법을 제어할 수 있는 정보 중심 네트워크(ICN: Information Centric Network) 기술이 꾸준히 연구되어 온 가운데, 필요에 따라 네트워크 구성과 자원 할당을 자율적으로 변화하여 효과적인 데이터 전송을 지원할 수 있는 자가 구성 네트워크(SON: Self Organizing Network)에 대한 기술 연구 및 표준화 작업도 이루어지고 있다. 그러므로 이런 흐름 아래 많은 기업들 역시 다양한 방식의 지능형 네트워크 기술 연구에 나서고 있다.
사물 인터넷을 넘어 만물 인터넷(Internet of Everything)을 표방하고 있는 시스코는 새로운 지능화 네트워크의 개념으로 포그 컴퓨팅(Fog computing)을 소개하고 있다. 포그 컴퓨팅이란 중앙의 데이터 센터에서 각종 애플리케이션 서비스를 지원하고 있는 현재의 클라우드 컴퓨팅 구조와 달리, 단말과 네트워크 장비의 위치 및 지리적 분포 등을 종합적으로 고려하여 단말과 근접한 가장 자리(Network edge)의 네트워크 장비에서 필요한 서비스를 제공한다는 개념이다. 따라서 시스코는 포그 컴퓨팅 기반의 첨단 네트워크 장비를 통하여 데이터 송수신 지연 시간을 줄이고 동시에 인터넷 서비스의 품질을 획기적으로 개선할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또한 IBM도 이와 유사하게 단말의 서비스를 지원하는 기능을 근접한 각 네트워크 장비가 자체적으로 수행할 수 있는 엣지 컴퓨팅(Edge computing)에 대한 연구를 수행하고 있으며, 이를 위하여 글로벌 CDN(Content Delivery Network) 기업 아카마이(Akamai)와 긴밀히 협력하고 있는 것으로 알려져 있다.
(3) 네트워크의 융합화
사물 인터넷의 부상에 따라 한편으로는 사물 간 데이터 송수신을 위한 전용 네트워크 인프라를 구축하려는 움직임도 있다. 프랑스의 무선 통신 기업 시그폭스(SigFox)는 스마트폰에 비하여 데이터 전송량이 적은 매연 감지기와 경보기 등 실생활의 각종 단말 간 통신을 목적으로 프랑스와 네덜란드, 스페인 등에 전용 네트워크 인프라를 구축하고 있다. 이는 오늘날 사물 인터넷 기반 서비스가 LTE 등 현재의 네트워크 인프라를 효과적으로 활용하기 어렵다는 문제를 감안하여 별도의 인프라를 구축함으로써 기존 시스템과의 공존을 모색하려는 시도로 볼 수 있다.
그러나 사물과 사물간의 연결을 넘어 사람과 사물 등 모든 개체들간의 자유로운 연결 및 정보 공유라는 사물 인터넷의 궁극적인 지향점에 도달하기 위해서는 다양한 유선과 무선 네트워크 기술이 유기적으로 연동되어 데이터 송수신을 가능하게 하는 네트워크 인프라에 대한 필요성이 한층 증가하게 될 것으로 예상된다. 특히 1세대부터 4세대에 걸쳐 단일 기술로 발전해 온 이동 통신의 패러다임도 5세대를 기점으로 다양한 네트워크 기술들이 복합적으로 활용되는 형태로 새롭게 변화할 것으로 예상되면서 네트워크의 융합화라는 개념이 한층 강조될 것으로 보인다.
역사적으로 여러 네트워크 기술은 대부분 전송 속도와 지원 범위의 강화를 목적으로 독자적으로 발전하였기 때문에 다른 기술과의 유기적 연결에 대한 고려가 부족할 수 밖에 없었다. 따라서 서로 다른 네트워크 기술을 사용하는 단말들을 연결하고 단절 없이 데이터를 송수신하는 것은 쉽지 않다. 무엇보다도 데이터를 처리하기 위한 프로토콜(Protocol)이 네트워크 기술마다 서로 일치하지 않기 때문에 송수신 데이터의 실시간 제어와 관리가 쉽지 않다. 또한 새로운 종류의 단말과 서비스가 증가하게 되면서 각 네트워크 기술의 요구 수준에 맞는 사용자 인증 및 보안 등을 개별적으로 지원하는 것도 매우 복잡한 문제로 지적된다.
사실 다양한 네트워크 기술을 복합적으로 활용하여 원활한 데이터 송수신을 구현하기 위한 연구는 이전부터 줄곧 이어져 왔지만 지금까지는 큰 성과를 거두지 못하였다. 그간 유선 네트워크는 대부분 IP(Internet Protocol) 기반으로 통합되고 있으며 무선 네트워크에서는 CDMA와 LTE 등 이동 통신의 보급 확대와 더불어 최근 Wi-Fi가 주도적인 기술로 각광받게 되면서 다른 기술은 상대적으로 큰 주목을 받지 못하였다. 그러나 최근 사물 인터넷에서 다양한 대역폭의 활용과 저전력이 중요한 요인으로 부각되면서 블루투스(Bluetooth)와 지그비(Zigbee) 등의 무선 네트워크 기술을 활용하려는 움직임이 활발히 이루어지고 있으며, 이를 활용한 모바일 결제와 같은 새로운 비즈니스도 주목받고 있다. 따라서 사물 인터넷의 확산은 다양한 네트워크 기술을 효과적으로 활용하기 위하여 그간 가능성 수준에서 머물러 온 네트워크의 융합화 실현을 이룰 수 있는 계기가 될 것으로 보인다.
최근 많은 기업 및 연구 기관들을 중심으로 네트워크의 융합화를 위한 여러 방안들이 고려되고 있는데, 현재 활발하게 상용화되고 있는 HetNet(Heterogonous Network) 등이 이를 실현시킬 수 있는 유망한 기술로 예상되고 있다. 원래 HetNet은 사람들이 몰리는 곳이나 기지국의 전파가 약한 곳에 펨토셀(Femto cell)과 원격무선장비(Radio Remove Hend) 등 작은 기지국을 추가적으로 설치하여 통신 품질을 강화하기 위한 방안이다. 그러나 이러한 HetNet의 개념이 확장되면서 현재는 Wi-Fi 등 여러 네트워크 기술을 유기적으로 통합하고 상황에 따라 특정 기술의 네트워크 접속을 선택적으로 제공하는 방안 등이 논의되고 있다. 따라서 이와 같은 시도들이 한층 진전된다면 궁극적으로는 다양한 네트워크 기술을 유연하게 수용할 수 있는 새로운 개념의 네트워크 인프라가 구축될 수 있을 것으로 전망된다.
4. 시사점
네트워크 인프라의 고도화 및 가치 창출 경쟁이 치열하게 전개향후에도 효과적인 사물 인터넷 구현을 위한 차세대 네트워크 인프라의 중요성은 더욱 강조될 것으로 전망된다. 네트워크 인프라가 단순히 속도와 안정성 등 데이터 전송 품질의 향상을 넘어 다양한 기기들을 연결하고 새로운 서비스를 촉발하는 거대한 플랫폼으로 진화할 것으로 전망되면서, 통신 서비스 및 네트워크 장비 기업들의 차세대 네트워크 인프라 기술 확보 및 구축의 움직임이 꾸준하게 이어질 것이다.
단지 네트워크 인프라를 통하여 데이터의 이동만을 지원하는 것에 그쳤던 통신 서비스 기업의 비즈니스도 모바일 서비스의 확산과 뒤이어 등장한 사물 인터넷을 기점으로 많은 변화를 겪고 있다. 사물 인터넷 시대에는 네트워크 인프라에 대한 투자와 운용 비용을 최소화하는 동시에 클라우드 컴퓨팅과 빅 데이터 분석, 보안 등 새로운 기술과의 연계를 통하여 네트워크 인프라가 직간접적으로 창출할 수 있는 부가 가치를 극대화하는 것이 중요한 화두로 떠오르게 될 것이다. 싱가포르의 싱텔(Sing Tel)이 자사의 네트워크 인프라를 활용하여 비디오 영상의 실시간 데이터 분석 서비스를 제공하는 등 통신 서비스 기업들의 이러한 노력은 더욱 확대되고 있는 추세이다.
따라서 그간 네트워크 인프라를 폐쇄적으로 구축하였던 과거와 달리 향후에는 통신 서비스 기업들이 자사의 인프라를 기반으로 다양한 개인과 기업들이 소프트웨어 및 서비스를 개발하고 활용하도록 지원하는 개방적 전략을 추진하게 될 것으로 예상되고 있다. 네트워크의 가상화와 지능화, 융합화라는 새로운 기술 트렌드의 등장과 확산은 차세대 네트워크 인프라의 다양한 활용 가능성을 제시하고 있다. 따라서 자사의 네트워크 인프라가 사물 인터넷 시대의 주도적인 플랫폼으로 자리잡을 수 있도록 통신 서비스 기업들의 국경을 넘나드는 치열한 경쟁은 더욱 심화될 것으로 보인다. 현재 AT&T와 오렌지 텔레콤(Orange) 등 많은 통신 서비스 기업들이 여러 지역에 걸쳐 다양한 비즈니스 환경에 맞는 IT 서비스 관리 및 네트워크 품질 보장 등 효과적인 IT 융합을 위한 솔루션 제공을 적극적으로 추진하고 있듯이, 스마트폰에서 일어나고 있는 플랫폼 경쟁이 사물 인터넷 시대에는 각 기업들의 네트워크 인프라에서도 재현될 가능성이 높다.
사물 인터넷 비즈니스의 성공을 위한 핵심 요인으로 부각
한편으로 네트워크 인프라의 고도화는 사물 인터넷을 기반으로 주력 비즈니스를 강화하거나 혹은 기존에 없던 새로운 비즈니스를 시작하려는 기업에게도 중요한 이슈로 다가오게 될 것이다. 다양한 산업의 많은 기업들에게 사물 인터넷이 보편화될수록 가상화와 지능화 등 새로운 네트워크 인프라 기능을 효과적으로 활용하여 스마트 홈과 사이버 교육, 생산 및 공정 관리 등 각종 IT 융합 비즈니스를 구축하려는 움직임은 더욱 늘어날 것으로 예상된다. 이미 구글이 구글 파이버(Google Fiber) 서비스를 통하여 기존 통신 서비스 기업을 위협하는 동시에 광대역 네트워크 인프라를 통한 새로운 비즈니스 창출을 시도하고 있듯이, 향후 네트워크 인프라의 전략적 가치가 고조될수록 이러한 추세는 더욱 뚜렷하게 드러날 것으로 예상된다. 특히 헬스케어와 커넥티드 자동차 등 높은 수준의 연결성과 안정성을 필요로 하는 비즈니스일수록 실시간으로 데이터를 안전하게 송수신하고 각 특성에 맞는 기능을 효과적으로 지원할 수 있는 네트워크 인프라에 대한 수요는 더욱 클 것이다.
향후 인터넷의 고도화가 진전될수록 네트워크 인프라의 활용 수준과 비즈니스 경쟁력과의 상관 관계는 더욱 높아질 것으로 보인다. 따라서 각 산업에서 자사의 역량 강화 및 새로운 시장을 창출하기 위하여 네트워크 인프라를 효과적으로 활용하기 위한 기업의 대응 전략 역시 한층 강조될 것이다. 독일의 보험사 스파르카센(Sparkassen DirektVersicherung)과 이탈리아의 보험사 게네랄리 세구로(Generali Seguros)는 텔레포니카(Telefonica)와 협력하여 자동차에 감지 센서를 달아 운전자의 습관과 운행 정보를 집계하여 보험료를 책정하는 새로운 보험 상품을 선보이기도 하였으며, GE는 자사의 산업용 사물 인터넷 플랫폼 소프트웨어인 프리딕스(Predix)의 상용화를 위하여 버라이존(Verizon)과 밀접하게 협력하고 있다.
국가 차원의 네트워크 인프라 경쟁력 강화 노력 필요
또한 이러한 차세대 네트워크 인프라의 구축과 기술 발전은 개별 기업의 수익을 넘어 국가 차원으로도 중요한 의의를 가진다. 네트워크 인프라는 공공 서비스의 혁신과 산업 생산성 제고, 개인의 안전과 편리성 향상 등 각종 사회 현안을 효과적으로 해결하기 위한 가장 기본적인 근간이다. 또한 네트워크 인프라를 새로운 제품과 서비스 혁신의 테스트베드로 활용하고 있는 미국과 유럽 등 선진국의 사례에서 볼 때, 네트워크 인프라는 기초 과학과 응용 공학 등 다양한 학문의 발전을 견인하고 다양한 산업의 성장을 지원하여 국가 경쟁력을 강화하는 기반이 될 수 있다. 한적한 지방 도시였던 캔자스시티가 구글 파이버의 도입으로 수많은 벤처 기업들을 유치하는 등 지역 경제를 발전시킬 수 있었듯이 차세대 네트워크 인프라 구축을 통한 경제적 파급 효과는 매우 크다고 볼 수 있다.
무엇보다도 차세대 네트워크 인프라는 각종 IT 기술의 총체적인 융합이라는 점에서 스마트폰을 뒤이을 미래 IT 산업의 성장 동력 창출이 시급한 우리 나라도 간과해서는 안 될 분야이다. 그간 다양한 정책을 기반으로 광대역 네트워크 인프라를 빠르게 구축하였고 이를 통하여 스마트폰과 가전 등 주력 제품의 성공을 이룰 수 있었지만, 정작 이를 위한 대부분의 장비와 핵심 기술 및 소프트웨어는 외국에 의존하였기 때문에 IT 산업 전반의 고른 성장을 이루기 어려웠던 것이 사실이다. 그러나 IT 산업을 구성하는 각 분야가 서로 시너지 효과를 창출하고 IT를 넘어 거의 모든 산업의 핵심으로 떠오르고 있는 사물 인터넷을 더욱 발전시키기 위해서는 국가 차원의 네트워크 인프라 경쟁력 향상이 필수적이다.
특히 모바일 서비스와 빅 데이터 및 사물 인터넷 등 새로운 IT 트렌드가 어느 때보다 빠르게 등장하고 있는 지금은 네트워크 인프라의 역량을 강화하기 위한 중요한 시기라 볼 수 있다. 따라서 네트워크 인프라 경쟁력 강화를 핵심 기술을 선점하고 다양한 IT 융합 산업을 육성하기 위한 중장기적인 전략 수립과 정책 추진에 더욱 만전을 기해야 할 것이다.[LG경제연구원 전승우 선임연구원www.lgeri.com]
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