사물인터넷 서비스 - R&D연구결과보고서

가. 개념 및 네트워크 구성

사물인터넷(또는 IoT)이 활성화됨에 따라 해외 규제기관에서는 사물인터넷과 Machine to Machine(M2M) 분야 활성화를 위해 관련 규제영역을 검토하고 전용 주파수 할당까지도 고려하고 있다. 영국 OFCOM은 지난 ’15년 1월 IoT의 투자 및 혁신 촉진을 위한 보고서를 통해 IoT 관련 규제영역 전반에 대한 입장을 발표¹⁵⁾하고 IoT 전용 주파수를 할당하였다. 싱 가포르는 ’13년부터 IDA 로드맵 일환으로 IoT 활성화를 위한 표준화 등에 힘써왔고 최근 호주 ACMA에서도 IoT 전용 주파수 할당을 위한 수요를 묻는 공중 컨설팅을 진행중이다.

사물인터넷과 관련된 핵심 규제영역은 최소 5가지로 확인되는데 주파수 할당, 로밍, 번호 체계, 개인정보보호, 네트워크 보안이 해당된다. 이 중 현행 역무분류체계와 관계된 이슈 는 주파수 규제 및 네트워크 사업을 위한 진입 규제 정도가 해당 된다. 따라서 사물인터넷 네트워크 구성을 먼저 살펴보기로 한다.

IoT 또는 M2M 제공 사업자는 서비스 특성 및 비용 등을 고려하여 전체구간을 유선 또는 무선(또는 혼합)의 전용네트워크를 직접 구축하거나 일부 구간은 상용 네트워크를 임차하 는 방법으로 구성한다. 일반적으로 사물－사물간 근거리 ․ 저용량 통신 네트워크는(Sigbee, WiFi, NFC, 또는 Bluetooth 등의) 무선 네트워크를 구축하고 게이트웨이 뒷단의 장거리․대 용량 통신 네트워크(백헐구간)는 유선으로 구축한다.¹⁶⁾ 예를 들어, 자율주행자동차와 같이 전송 데이터가 많고 사물의 이동범위가 넓은 경우 사물-사물간 네트워크도(3G/LTE등의) 셀룰러 이통망 이용이 가능하고 저전력 광대역 통신망(LPWA)을 이용하여 게이트웨이 없 이 무선망을 구축하는 경우도 존재한다(예를 들어 SigFox, Neul).

15) http://stakeholders.ofcom.org.uk/binaries/consultations/iot/statement/IoTStatement.pdf 참조 16) 일반적으로 게이트웨이는 사물에서 전송된 데이터들을 분별․취합하여 전송하는 역할을

하므로 뒷단의 저장장치로 전송하는 트래픽의 용량이 큼.

[그림 2－11] 사물인터넷 서비스 개념도

자료: KISA(2015)¹⁷⁾

우리나라의 경우 2015년도에 SKT와 삼성이 SigFox 투자에 참여함에 따라 LPWA 기술을 활용한 사물인터넷 서비스 도입이 이슈화되었다. 무엇보다 이통사망을 활용하지 않고 주 파수 할당이 필요없는 유휴주파수 대역 활용이 가능하다는 점에서 주목을 받고 있다. 해 당 기술의 발전 방향 및 정도에 따라 향후 사물인터넷 관련 사업자 진입이 활발할 것으로 예상됨에 따라 LPWA 기술을 활용한 사물인터넷 서비스에 대해 자세히 소개한다.

나. LPWA 활용 사물인터넷 서비스 현황 및 도입 가능성¹⁸⁾

그 동안 멀리 떨어져 있는 기기와 기기를 연결하기 위한 M2M(Machine-to-Machine) 통 신 기술로는 3G나 4G LTE와 같은 셀룰러 기술이 사용되었다. 셀룰러 기술은 넓은 지역에 서 고속으로 데이터를 전송하기 위해 진화해 나가는 기술로 교환해야 할 데이터의 양이 많지 않은 M2M 용으로는 적합하지 않았다. 또한 다른 무선통신기술들과 비교할 때, 셀룰 러 기술은 매우 많은 전력을 소모하는 기술이어서 은행의 ATM 기기나 택시의 모바일 결 제기 등 항시 전력 공급이 가능한 일부 응용 분야에 한해 제한적으로 사용되고 있었다. 반 면, 수도나 가스 검침, 자산 관리, 환경 감시 등 상전 공급이 어려운 분야에서는 활용이 제 한적이었다. 이러한 불편을 해결하고 다양한 사물인터넷 기기와의 연결을 활성화하기 위

17) KISA, “IoT 융합 서비스 보안위협 및 대응방안,” IoT Convergence World/개발자포럼 2015.

18) 김학용(2015)를 바탕으로 재구성하였다.

해 넓은 지역에서 저전력으로 통신할 수 있는 무선 기술에 대한 요구가 구체화되어 나타 난 것이 LPWA(Low-Power Wide Area) 통신 기술이다. 아래 그림에서 보듯이 LPWA 기술 은 수 Km 이상의 거리에서 수십 Kbps 이하의 속도로 통신할 수 있는 저전력 무선통신 기 술이다.

LPWA 기술은 교환해야 할 데이터의 양이 적거나 단방향 통신만 되도 상관없는 분야를 중심으로 이용이 확대될 것으로 예상된다. 대표적인 활용 분야는 수도, 가스, 전기 등의 계 량기 원격 검침, 원격 주차, 안전 감시, 스마트 그리드, 산업용 자산 추적/관리, 스마트팜, 거리 조명 및 쓰레기통 관리, 자전거 및 반려동물 관리 등인데 Analysys Mason의 자료에 따르면, LPWA 기술은 2023년까지 30억 개의 기기에 사용될 것으로 예상되며, 커넥티비티 를 제공하는 것만으로도 100억 달러의 매출을 창출할 것으로 기대된다. 또한 Machina Research의 추정에 따르면 2020년에는 약 150만대의 기기가 LPWA 네트웍에 연결될 것이 며 5890억 달러의 시장 규모를 형성할 것으로 예상된다.

[그림 2－12] 전송 거리 및 속도에 따른 기술 분류

자료: IoT Connectivity and Solutions, Marius Monton

LPWA 기술은 저전력으로 넓은 지역에 산재하는 디바이스에 저속의 통신을 제공하기 위해 개발된 기술이다. 이러한 목적을 위해서 LPWA는 다음과 같은 요구사항 및 특징을 갖는다.

<표 2－9> LPWA 기술의 주요 특징

그러나, LPWA 기술이 장점만 가지고 있는 것은 아니며, 다음과 같은 단점 및 이슈들도 가지고 있다. 먼저 주로 비면허 대역을 이용하며 서비스 커버리지가 넓은 만큼 그 영역 안 에 존재하는 다양한 장치들과 간섭 등의 이슈를 일으킬 수 있다. 다른 장치와의 간섭은 물 론 지연(latency) 특성이 크기 때문에, 실시간 반응이 필요하거나 서비스 품질(QoS)을 보장 해야 하는 응용 분야에는 적합하지 않을 수 있다. 또한 주로 단방향 통신에 맞추어져 있어 서 양방향 통신이 필요한 응용 분야에 적합하지 않을 수 있다.

대표적인 LPWA 기술에는 LoRa, SigFox, Weightless-N, Telensa, On-Ramp Wireless, N-Wave, RPMA(Random Phase Multiple Access), Haystack, DASH7, Symphony Link, Nb-Fi 등의 기술 외에 LTE-MTC(LTE-M), NB-IoT(NB-LTE), EC-GPRS 등과 같은 셀룰러 기술을 기반으로 품질을 보장하기 위한 기술들이 존재한다.

LPWA 기술이 저전력으로 넓은 지역에 무선 커넥티비티를 제공할 수 있을 것으로 기대 됨에 따라, 전용 사물인터넷 네트워크를 구축하려는 다양한 시도가 전세계적으로 나타나 고 있다. 특히 SigFox는 삼성전자, SK텔레콤, 인텔, NTT 도코모, 스페인 텔레포니카 등 다 양한 기업들로부터 1억 달러 이상의 투자를 유치하며 세를 확대해 나가고 있으나 국내 이 동통신사업자 및 무선 네트워크 사업자는 LPWA의 도입에 신중해야 할 것으로 판단되며, 그 이유는 다음을 포함한다.

국내 이동통신사업자들은 2G, 3G, 4G, 와이브로 등 이미 3~4개의 서로 다른 네트웍을 운영 중이며, 중장기적으로 5G 네트웍으로 전환해야 하는 시점에(비용이 적게 든다 할지 라도) 추가적으로 사물인터넷을 위한 별도의 네트워크를 구축하고 운영하는 비용, 노력에 부담스러워 하며, 이는 해외 이동통신 사업자들도 마찬가지라고 판단된다. 더군다나, 2016 년 중에 사물인터넷을 위한 LTE 기반의 표준이 완성되고 2017년에 관련 제품들이 출시될 것으로 예상되는 상황에서, 독립적인 LPWA 네트웍을 구축하고 운영하는 것은 큰 부담일 수밖에 없다. 또한, LPWA 기반의 통신비는 현재 2G/3G/4G 기반의 M2M 통신비의 1/10~

1/100 수준으로 매우 낮아 별도의 네트웍을 구축하여 수익성을 보장하는 것도 어려울 것 을 기대된다. 이 외에, SigFox의 경우 과다한 지분 투자 및 사용자 데이터의 공유 등을 요 구하는 등의 추가적인 부정요소도 존재한다. 따라서, 국내 이통사는 실증 사업에서 해당 기술을 검증하는 수준에 머물러 있으나, 글로벌 시장을 상대로 하는 삼성전자와 같은 칩 셋 메이커는 상대적으로 적극적인 입장인 것으로 보인다.

다. 역무분류 고찰

앞서 밝혔듯이 2015년 국내에서는 이통사를 중심으로 SigFox의 도입에 많은 관심이 있 었다. 그러나, SigFox의 무리한 요구 및 사업성 등을 고려하여 국내 사업자는 SigFox를 도 입하지 않기로 결정하였고 부산에서 진행 중인 스마트시티 실증 사업이나 SK텔레콤의 경 우 스마트홈 연동 계량기, 자전거 관제 및 위치추적 솔루션, 스마트 가로등 관제 솔루션 등의 개발에 LoRa 기술을 활용하는 것으로 알려져 있다.

그럼에도 불구하고 사물인터넷 서비스를 위해 망을 구축하고자 하는 사업자는 전기통신 사업법에 따라 ‘규제’를 받게 될 가능성이 높다. 여기서 가능성이라고 언급한 이유는 사물 인터넷을 위한 통신서비스가 전기통신역무에 해당되지 않을 가능성을 배제하지 않았기 때 문이다. 현행 전기통신사업법의 전기통신역무의 정의는 “전기통신설비를 이용하여 타인의 통신을 매개하거나 전기통신설비를 타인의 통신용으로 제공하는 것”으로 타인의 통신을 매개하지 않고 전기통신설비를 타인의 통신용으로 제공하지 않으면 전기통신역무에 해당 되지 않는다. 타인의 통신을 광범위하게 적용한다고 할지라도 사물간의 통신은 타인의 통 신이라고 보기 어려운 경우가 존재할 것이므로 해당 통신서비스가 전기통신역무에 해당되 는지의 판단이 선행되어야 할 것으로 보인다.

만약, 전기통신역무에 해당된다면 사물인터넷 서비스 사업자는 직접 망구축 여부 등에 따라 다양한 형태의 사업이 가능할 것이다. 예를 들어, 앞서의 [그림 4-3-1] 무선 구간에서 비면허주파수를 이용하고 기지국을 직접설치하나 백헐의 전송망은 전용회선을 임차하는 사업 모형이 가능하다. 이 경우를 아래 표를 통해 “ACF” 모형이라 하자. 무선 구간, 기지 국, 백헐 각각의 구간마다 두 가지 가능한 사업 모형이 있으므로 총 8가지의 조합이 가능 하고 모든 경우에 있어 무선 망을 직접 구축하기 때문에 기간통신역무에 해당된다. 즉, 인

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