A Study on Development of ICT Convergence Technology for Honam Regional Industry

(1)

2018

12 18ZK1100-01-7200P

80

호 남 권 지 역 산 업 기 반

융 합 기 술 고 도 화

ICT

지 원 사 업

A Study on Development of ICT Convergence

Technology for Honam Regional Industry

(2)

인 사 말 씀

정부가 발표한 ‘국가비전 5대 국정목표 달성을 위한 20대 국정전략 에는 (2017.12.)’ ‘과학기술이 선도하는 차 산업혁명4 ’, ‘중소벤처가 주도하 는 창업과 혁신성장’, ‘골고루 잘사는 균형발전 등이 포함되어 ’ ICT 융합기술 혁신과 중소벤처기업의 경쟁력 제고를 통해 국가 성장동력을 확보하기 위한 정부 의 의지를 알 수 있습니다 또한. , ‘혁신성장동력 추진전략(2017.12.)’에는 19 대 미래성장동력 신재생에너지하이브리드시스템 맞춤형웰니스케어 지능형사물( , , 인터넷, 스마트자동차, 5G이동통신 등 과 대 국가전략프로젝트 자율자동차) 9 ( , 정밀의료 인공지능 스마트시티 미세먼지 등 에 대한 , , , ) 기술 분야별 비전 및 달 성목표와 중장기 기술로드맵을 발표함으로써 범부처적 지속지원을 위한 육성전 략을 마련하였습니다. 과학기술정보통신부는 차 산업혁명 시대 지능화 혁신동4 력으로서 ICT 역할 확대에 주목하여, ICT 기반의 실체가 있는 차 산업혁명 구4 현과 국민의 삶의 질 개선을 위한 ‘I-KOREA 4.0: ICT R&D 혁신전략

을 수립하였습니다 (2018.01.)’ . 전 세계적으로 차 산업혁명의 가능성과 영향력에 대한 많은 관심으로 인해4 , 산업 분야를 중심으로 국가 차원의 전략적인 대비를 시도하고자 하는 나라들이 많아지고 있으며, 독일의 인더스트리 4.0(Industrie 4.0), 미국의 첨단제조 일본의 미래투자전략 (National Strategic Plan for Advanced Manufacturing),

중국의 중국제조 영국의 고가치 제조전략

(Society 5.0), 2025, (High Value 네덜란드의 스마트 인더스트리 전략 Manufacturing Strategy), (Smart Industry) 등 차 산업혁명이 한 때의 트랜드가 아닌 지속성을 유지하기 위한 정부 차원에4 서 지속 지원 전략을 수립하여 추진하고 있습니다. 는 ETRI 1976년 설립 이래 끊임없는 핵심 원천 연구개발을 바탕으로 · 우리나라가 정보통신 강국이 되는데 많은 공헌을 한 바 있으며, 국가적인 ICT 산업 발전과 경제 성장 및 국민들의 편리하고 모두가 꿈꾸는 행복한 세상을

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만들기 위해 노력해 왔습니다. ETRI는 ‘제 차 산업혁명을 선도하는 4 ICT 를 비전으로 새로운 패러다임 선도를 위한 핵심 원천기술 Innovator’ ‘ ICT 확보’, ‘강견기업 육성을 위한 중소기업 성장지원 확대’, ‘지속성장을 위한 도약 합리 열린 경영 실현 을 통해 대한민국을 넘어 세계 · · ’ ICT 산업의 미래를 책임질 창의적이고 혁신적인 기술 개발에 끊임없이 도전하고 있습니다. 호남권연구센터에서 주관하는 호남권 지역산업 기반 융합기술 ETRI ‘ ICT 고도화 지원사업 은 호남권 지역 전략산업 에너지신산업’ ( , 광융합 등 과 ) 연계하여 ICT 융합 솔루션을 고도화하고 현장밀착형 기술교류 및 민간수탁 확대를 통한 중소기업 지원 기능 강화를 목표로 사업을 수행하고 있습니다. 저지연 실시간 네트워킹 엣지형 단말 플랫폼 핵심기술 개발 ‘ / ’, 신재생에너지원 자율관제 솔루션 핵심기술 개발 극한환경하 특수목적 ‘ ’, ‘ 광무선전송 핵심기술 개발’, ‘다채널 통합형 분광분석 플랫폼 핵심기술 개발’, ‘적층형 광학엔진 플랫폼 기술개발 등 차 산업혁명에 필요한 ’ 4 핵심요소기술을 개발하여 지역에 파급하고자 노력하였습니다. 또한, 현장밀착형 기술교류 신기술설명 애로기술지원 광융합제품 특성 및 ‘ , , ’, ‘ 신뢰성 시험 및 장비 지원 서비스’, ‘중소기업자원, 정책기획, 협력네트워크, 신기술발굴 및 선도연구수행 을 통해 지자체 및 지역 산업체와 ’ 밀접하게 연계하여 다양한 사업을 수행함으로써 일자리 창출, 기업경쟁력 강화 등 지역경제 활성화에 기여하고자 많은 노력을 기울였습니다. 끝으로 본 사업의 성공적인 수행을 위해 아낌없는 협조와 지원을 해주신 과학기술정보통신부 관계자 여러분께 깊이 감사를 드리며, 본 연구에 참여한 연구원들의 노고를 진심으로 치하하는 바입니다.

2018. 12.

한국전자통신연구원 원장 이 상 훈

(4)

제 출 문

본 연구보고서는 산업계 기술지원 사업인 호남권 지역산업 기

"

반

ICT

융합기술 고도화 지원 사업 의 결과로서

"

,

본 과제에 참여

한 아래의 연구팀이 작성한 것입니다.

년

월

2018

12

주관연구기관 한국전자통신연구원: 사업 책임자 이동수: (2018.01.01.~ 2018.12.31.) 참여 연구원 김성창: (2018.01.01.~ 2018.12.31.) 강현서 (2018.01.01.~ 2018.12.31.) 이문섭(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 허영순(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 박형준(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 김거식(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 여찬일(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 박시웅(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 유 학(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 김근용(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 김재인(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 김량수(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 이병탁(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 김낙우(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 오승훈(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 고석갑(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 윤심권(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 이현용(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 이준기(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 오문균(2018.01.01.~ 2018.12.31.)

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이종진(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 임권섭(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 권상진(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 정수용(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 강은규(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 김정은(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 전은경(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 김대선(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 유정희(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 이세형(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 윤광수(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 문대웅(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 박지원(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 류지형(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 손동훈(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 민기현(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 김영화(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 김희도(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 손병희(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 손승철(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 이형옥(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 김병운(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 고재상(2018.01.01.~ 2018.08.31.) 권원배(2018.11.01.~ 2018.12.31.) 김철원(2018.11.01.~ 2018.12.31.) 김계은(2018.03.01.~ 2018.11.30.) 윤기하(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 김현진(2018.03.01.~ 2018.12.31.) 우경일(2018.01.01.~ 2018.12.31.) 최가은(2018.03.01.~ 2018.12.31.)

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공동연구기관 그리다에너지: 연구 책임자 전 석: (2018.05.01.~ 2018.10.31.) 참여 연구원 오정배: (2018.05.01.~ 2018.10.31.) 류아름(2018.08.01.~ 2018.12.31.) 공동연구기관: ㈜그린광학 연구 책임자 조용준: (2018.05.01.~ 2018.12.31.) 참여 연구원 이상협: (2018.05.01.~ 2018.12.31.) 김미성(2018.05.01.~ 2018.12.31.) 박지은(2018.05.01.~ 2018.12.31.) 공동연구기관: ㈜가치소프트 연구 책임자 박은종: (2018.05.01.~ 2018.12.31.) 참여 연구원 전경주: (2018.06.01.~ 2018.12.31.) 김민중(2018.05.01.~ 2018.12.31.) 김현영(2018.05.01.~ 2018.05.31.)

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요 약 문

제 목

.

Ⅰ

호남권 지역산업 기반 ICT 융합기술 고도화 지원사업 호남권연구센터( )

연구목적 및 중요성

.

Ⅱ

우리정부는 경제운영의 패러다임을 그간의 모방 응용을 통한 추격형 성장∙ 에서 벗어나 우리의 강점인 과학기술∙ICT 역량 등을 활용한 한국형 창조경제 추진전략을 수립하게 되었다. 창조경제 실현계획은 신산업 신시장 개척을 위한 ∙ 성장동력을 위해 창조경제의 핵심인 과학기술과 ICT를 기존산업에 접목 통한 경쟁력 제고와 ICT 혁신역량 강화로 차세대 시장선도를 제시하였다. 또한, 지역경제를 활성화 하고 대학, 출연 연 의 지역혁신 사업 강화를 위하여( ) ∙ , 광역 경제권을 중심으로 지역 R&BD 기능강화 추진하였으며, 기 구축된 출연 연( ) 지역 센터와 지역전략산업이 연계된 ICT융합개발기술의 적기 사업화(Time-to- 를 추진하였다 Market) . 하지만, 지역중소기업의 현실은 기술개발 투자 역량부족/ , R&D의 사업화 보다는 기존제품의 개량 개선에 치중하고 있어 지역산업 활성화를 위해 / R&D 제품기획부터 상용화까지 전주기적 지원이 필요하다. 또한, 지역산업관련 연구 개발은 중장기 대형과제 중심에서 단기성 소형과제로 확대하자는 요구가 높게 나타나 년 내외의 기술개발 및 현장애로기술을 해소하여 조기 상용화를 통한 1 세계시장 선점이 요구된다. 호남권의 광역경제권 구상을 실현하고, 지속적인 성장과 일자리 창출을 위해서 호남권의 주력 및 협력산업과 ICT기술이 융복합 될 수 있는 산업에 대한 기술지원 사업이 필요하다.

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그러므로 본 연구개발은 에너지신산업, 광융합산업 분야 핵심기술 개발 및 지역전략산업연계 ICT 융합기술 공동개발을 지원하여 지역산업육성과 신기술 신제품 개발 촉진 및 매출증대 견인을 목적으로 추진한다/ . 뿐만 아니라, 산 학 연 관 간 기술협력· · · , 공통 애로기술 발굴 및 해결, 수요자와 시장의 수요에 부합한 사업화 유망 기술 개발 아이템 발굴을 위한 지역 스마트시티 및 ICT 융합 기술교류회를 개최함으로써 산업체 위기 극복 및 기술경쟁력 제고에 기여하고, ETRI 기술에 대한 지역산업체의 요구기술을 파악하여 ETRI 개발완료기술 예고기술을 전파하는 신기술설명회를 개최함으로써 / 기술개발자와 수요 산업체 간 지속적인 연계협력 관계를 구축하고자 한다. 또한, 광융합 제품 설계, 공정, 고장분석 등 현장밀착형 기업의 기술문제 해결 지원과 지역산업체가 요구하는 다양한 정보제공을 위한 기술공유 상담 및 자문을 시행하고, 미국으로부터 국제 공인 시험기관 자격을 유지함으로써 자체 보유 시험기술의 대외 공인획득, 국내 시험기술의 국제 경쟁력 확보 및 미국 의 인정을 받은 국제 공인 시험성적서로 북미 일본 중국 등 해외시장 개척 A2LA , , 활성화에 기여하고자 한다.

연구내용 및 범위

.

Ⅲ

 에너지신산업 ICT융합 핵심기술 개발  저지연 실시간 네트워킹 엣지형 단말 플랫폼 핵심기술 개발/  신재생에너지원 자율관제 솔루션 핵심기술 개발  광융합산업 ICT융합 핵심기술 개발  극한환경하 특수목적 광무선 전송기술  다채널 통합형 분광 플랫폼 핵심기술 개발  적층형 광학엔진 플랫폼 핵심기술 개발  지역전략산업연계 중소기업지원

(9)

 전략적 산업체 수요맞춤형 공동연구 추진  현장밀착형 기술교류 신기술설명 애로기술지원, ,  광융합제품 특성 및 신뢰성 시험 장비 지원 서비스/  중소기업지원을 위한 정책기획 협력네트워크 정보제공, ,  지역전략산업연계 신기술 발굴 및 선도연구 수행  호남권 지역산업 기반ICT융합 경쟁력 제고 방안 연구

연구결과

.

Ⅳ

 에너지신산업 ICT융합 핵심기술 개발 저지연 실시간 네트워킹 엣지형 단말 플랫폼 핵심기술 개발 - /  고정밀 고신뢰 실시간 통신 기술 개발/  필드버스 정합을 위한 인터페이스 구현 기술 개발  멀티프로토콜 수용 실시간 네트워크 게이트웨이 플랫폼 설계 기술 개발  실시간 네트워크 단말 플랫폼 테스트베드 개발 신재생에너지원 자율관제 솔루션 핵심기술 개발 -

 에너지IoT 표준프로토콜 연동 기술 (CoAP, LwM2M, Modbus)  REST기반 에너지IoT EMS 서버 구축

 복합예측 예지관리 S/W 시간별 예측 성능 88%/hr 정확도 기술 개발  신재생에너지 테스트베드 구축 및 운영 장주기( ESS)  광융합산업 ICT융합 핵심기술 개발 극한환경하 특수목적 광무선 전송기술 -  무인이동체용 저전력 소형화 광송신 광학시스템 설계  광 무선통신용 최적 변복조 기술 솔루션 개발  정밀 tracking을 위한 알고리즘 설계 기술 개발 다채널 통합형 분광 플랫폼 핵심기술 개발 -

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 흡광 분석 플랫폼 광학계 설계  흡광 분석용 광대역 파장 스위핑 광원 개발  흡광 분석 시험 플랫폼 개발  흡광 데이터 신호처리 기술 개발  흡광 특성 DB 구축 적층형 광학엔진 플랫폼 핵심기술 개발 -  단일채널 50 GHz급 인터포저 Through Via/ RDL 설계 제작 /  광학 방열 플랫폼 구조 설계/  지역전략산업연계 중소기업지원 전략적 산업체 수요맞춤형 공동연구 추진 건 - (3 )  신재생에너지장치 에너지IoT 실감모니터링 솔루션 개발 : ㈜그리 다에너지  광무선 데이터 전송용 광모듈 광학 설계 분석 및 광학시스템 구조 기술 개발 : ㈜그린광학  지능형 분광 분석 S/W 및 데이터베이스 최적화 기술 개발 : ㈜가 치소프트 - 지역전략산업기반 사업 기획 및 공동연구( 건3 )  광주전남공동 혁신도시 OpenLab 조성사업 : 주관기관 광주( TP, 전 남TP)  전력빅데이터를 활용한 신산업 BM 및 서비스 개발검증 : 참여기관 띵스파이어 트위니 등 개 업체 (㈜ , ㈜ 7 )  멀티 채널 광파장파워 계측기 및 MPO 계측기의 신뢰성 시험 : 주 관기관(㈜피피아이) 지역수요연계 지자체 민간수탁 확대 억원 - / (13.93 )

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 한전민간수탁사업 건(1 ): 광기반 지중배전선로 상시진단시스템 및 연동기술 개발 억원 부가세포함 eIoT : 7.29 ( )  민간수탁진흥사업 (1 ): 건 에너지IoT 표준 고도화 및 센서지능 연 구개발: 4.2억원  U/R사업 (2 ):건 광통신 시험지원 : 0.9억원/3D융합솔루션생산기업 지원 : 1.14억원  광주시 보조금사업 (1 ):건 광융복합 플랫폼 공동활용 사업화 지원 사업 : 0.4억원 기술이전 출자 등 기술사업화 건 - / (4 )

 IETF CoAP 및 OMA LwM2M 기반 IoT표준 기기관리 서버 기술 (0.55억원)  LED 환부조사용 장치를 위한 무선 영상 송출 및 IoT 인터페이스 모듈 (0.132억원)  IoT기반 신재생에너지 생산량 예측관리 솔루션 (0.22억원)  탈부착 및 각도조절 기능내장 LED 무영등 (0.25억원) 실증테스트베드 건 - (1 )  LiB 및 RFB 복합 신재생에너지 테스트베드 구축 건(1 ) 신기술설명 및 기술교류 확산 명 건 - (156 /6 )  음석인식, 얼굴인식, 인체통신 등의 기술에 대해 소개하는 장을 제공함과 더불어 개 기업이 기술상담 실시 27  총 36 개 산업체 기관 / 59 명이 참석  스마트시티 발전 전망과 한국의 경쟁력 / 국내외 리빙랩 현황과 과제 (1.29.~30.) : 39명  사람중심의 혁신 노하우 디자인씽킹 마인드셋을 배우다 , = (7.6.) :

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명 19  리빙랩을 통한 사회혁신 (7.17.) : 27명  5G 통신망 설비 기반 스마트시티 인프라 구축 및 서비스 활성화 전략 (7.24.) : 12명  미래사회와 스마트시티 그리고 사회적 가치 (10.11) : 20명  ETRI 사업화유망기술 설명회 (11.22.) : 42명 기업지원을 통한 기업매출발생 효과 억원 - (562 )  ㈜피피아이 100억원 포미, ㈜ 23.8억원, ㈜코셋 억원 등 총 개 41 19 기업에 시험지원 공동연구 애로기술지원을 통한 , , `18년도 기업매 출발생 562억원 기여  아랍에미레이트 VivacoGmbH 국제공인시험성적서 건 제공 2 (OpticalSplitter module)

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ABSTRACT

. TITLE

Ⅰ

A Study on Development of Technologies for Supporting Industries

. THE OBJECTIVES

Ⅱ

Our government established the Korean creative economy promotion strategy as economic operating paradigm using strengths of science technology and ICT skills. The strategy is beyond the chasing type of economic growth such as imitation, application. The realize plan of creative economy proposes to improve competitiveness by integrating science technology and ICT skills to existing industries. The plan also proposes to lead next-generation market through enhancing ICT innovation capabilities.

Also, Korean government is trying to find new items which can connect ICT-fusion technology with regional industry and strengthen the technological competitiveness of small/medium businesses. Moreover, Korean government receives demands that it should push ahead with reinforcement of R&BD functions in the local community and it should proceed Time-to-Market projects for developments of ICT fusion techniques between national research centers and industries in the local community. However, industries in the local community need total supports from project planning to commercialization in the R&D product development because they focus on improvements and renovations of existing products

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rather than industrializations in the R&D and they suffer from difficulties in the investment for the technique development and shortage in their capabilities in nature. Also, it is asked to preoccupy the global market through the rapid commercialization by developing techniques and solving technical difficulties of the industries in the local community for 1 year because there are demands that technology developments in the local community should be expanded from the expanded large projects to the small and short-term projects. To realize the creation of new jobs and the continuous growth in Honam district's economy, we need new projects for technology supports to be able to lead the convergence between traditional industries and IT industries in Honam district.

Therefore, this research and development is on purpose of growing local industry, developing new technology / product and increasing sales by supporting core technology development in energy new industry, optical fusion industry and the joint development of ICT convergence technology linked with regional strategic industry.

In addition, this R&D contributes to improve technical competitiveness and overcome industry crisis by holding local Smart City and ICT convergence technology exchange seminars for cooperation with industry, academia, research institute and government, discovering common difficulties in technology and finding promising technology development items matching to consumer and market demand.

Also, this R&D aims to establish a continuous cooperative relationship between technology developers and demand industries with new technology presentation on the ETRI developed technology / preliminary by

(15)

investigating technology requirements of local industries on ETRI technology.

Finally, this R&D build a partnership between technology developers and demanding industries by holding a new technology seminar for reporting the developed technology and the technology in development progress. This R&D supports resolving industry difficulties such as optical convergence product design, process and failure analysis. In oder to contribute to find US, Japan, China and other overseas markets, we achieved internationally recognized testing agency qualifications from the United States and the international competitiveness of domestic testing technology acquisition in the United States A2LA accredited test reports.

. THE CONTENTS AND SCOPE OF THE STUDY

Ⅲ

 Development of key technologies to converge ICT with energy new industry

 Development of edge-type terminal platform with low latency and real time networking

 Development of automatic control solution for renewable energy source

 Development of key technologies to converge ICT with photonics convergence industry

 Free space optical communication technologies for special purpose in harsh environment

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 Development of key technologies for multi-channel integrated spectral imaging platform

 Development of key technologies for stacked optical engine platform

 Regional strategic industry connected small and medium enterprises support

 Promotion of research collaboration corresponding industry demand  Technical exchange meeting, Briefing session on new excellent

technology presentation, Supporting bottleneck technique

 Characterization, reliability test and equipment supporting service of photonics convergence products

 Policy planning, cooperative networking and information service for small and medium enterprises

 New technology searching and advanced research for regional strategic industry

 Study on improvement ICT convergence competitiveness in Honam area industry

연구결과

.

Ⅳ

 Development of key technologies to converge ICT with energy new industry

- Development of edge-type terminal platform with low latency and real time networking

 Development of real time communication technology with high accuracy and reliability

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 Development of interface technology for matching fieldbus  Development of design technology for multi-protocol adaptive real

time network gateway platform

 Development of test-bed for real time networking terminal platform

- Development of automatic control solution for renewable energy source

 Inter-working technology for standard energy IoT protocol (CoAP, LwM2M, Modbus)

 EMS server construction for REST-based energy IoT

 Development of multiple prediction and foresight management S/W with prediction performance of 88%/hr accuracy

 Test-bed construction and operating of renewable energy (Long period ESS)

 Development of key technologies to converge ICT with photonics convergence industry

- Free space optical communication technologies for special purpose in harsh environment

 Design of optical Tx/Rx system with small volume and low power consumption characteristics for autonomous and unmanned mobile system

 Development of optimum modulation technique for free space optical communications

 Development of algorithm design techniques for precise tracking

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spectral imaging platform

 Design of optical system for optical absorption spectroscopy platform

 Development of broadband wavelength sweeping optical source for optical absorption spectroscopy

 Development of test platform for optical absorption spectroscopy

 Development of signal processing technology for optical absorption data

 Establishment of DB for optical absorption characteristics - Development of key technologies for stacked optical engine platform

 Design and manufacturing of a single channel 50 GHz interposer through Via/RDL

 Structural design of optical and heat dissipation platform

 Regional strategic industry connected small and medium enterprises support

- Promotion of research collaboration corresponding industry demand (3 cases)

 Development of real time energy IoT monitoring solution for renewable energy equipment : GRIDA Energy

 Design and characterization of optical modules and system for free space optical communications : GREEN OPTICS

 Development of intelligent S/W for spectral imaging and database optimization technology : GACHISOFT

(19)

- Regional Strategic Industry-based Project Planning and Collaboration Study(3 cases)

 OpenLab in Gwangju Jeonnam Innovation City: Organized by Gwangju TP, Jeonnam TP

 Verification of new industry BM and service development using power Big Data: Participating organizations (7 companies including Thingspire Inc., Twinny Inc.)

 Reliability test of multichannel lightwave power meter and MPO instrument: Main agency (PPI tech. Ltd.)

- The Expansion of research commission by municipalities / private entrustment for regional strategic industry(KRW 1.393 billion)  Private entrusted business of KEPCO (1 case): Development of

continuous diagnosis system and eIoT interworking technology with optical-based underground distribution line : KRW 7.29 billion (including VAT)

 Private trust promotion business (1 case): Energy IoT standard advanced and sensor intelligence R & D : KRW 4.2 billion

 U/R business (2 cases):Optical communication test support: KRW 90 million / 3D fusion solution production support: KRW 1.14 billion

 Gwangju City subsidy business (1 case): Supporting commercialization of joint use of fusion and fusion platform: KRW 0.4 billion

(20)

- Technology commercialization including technology transfer / investment(4 cases)

 IETF CoAP and OMA LwM2M-based IoT standard device management server technology (KRW 0.55 billion)

 Wireless video transmission and IoT interface module for LED illuminated devices (KRW 0.132 billion)

 IoT-based renewable energy production forecasting management solution (KRW 0.22 billion)

 LED astral lamp with detachable and angle-controllable LED module blocks (KRW 0.25 billion)

- Demonstration test bed (1 case)

 Building LiB and RFB complex renewable energy test bed (1 case)

- Expansion of new technology explanation and diffusion of technology exchange (156 participants / 6 cases)

 Introduces technologies such as speech recognition, face recognition, and human communication with technology consulting 27 companies

 Total 59 participants from 36 industries

 Smart City Development Prospects and Korea's Competitiveness / Present Situation and Tasks of Domestic and Foreign Living Wrapping (1.29.~30.): 39 participants

 People-centered innovation Know-how, Design Thinking = learning Mindset (7.6.): 19 participants

(21)

 Strategy for Smart City Infrastructure and Service Activation based on 5G communication network facility (7.24.): 12 participants

 Future Society, Smart City and Social Value (10.11): 20 participants

 ETRI Promising Technology Presentation (11.22.) : 42 participants

- Effect of company sales through corporate support(562 billion won)

 Contributed KRW 56.2 billion in 2018 corporate revenues through bottleneck technique support, joint research and technical support to 19 companies including PPI tech. Co., Ltd. (KRW 10 billion), POMI Co., Ltd. (KRW 2.38 billion)  Provided with two internationally certified test reports of

Vivaco GmbH Co., Ltd. from the United Arab Emirates (OpticalSplitter module)

(22)

List of Tables

<Table 1-3-1> The status of major vendors’ edge gateways(2018) ···42 <Table 6-1-1> Achievement by research output performance index ···117 <Table 6-1-2> Achievement by technology development performance index ·117 <Table 6-2-1> Domestic Patent Performance Status ···121

List of Figures

[Fig. 1-1-1] Implementation scheme ···31 [Fig. 1-3-1] IEEE 802.1 TSN Standard Status ···39 [Fig. 1-3-2] Major vendors commercial gateway product photograph (2018) 42 [Fig. 1-3-3] On-board optics development status of 100-gigabyte advanced

foreign company ···47 [Fig. 1-3-4] Development Status of Laminated Hollow Fiber Module Using

Interposer of Overseas Advanced Company ···48 [Fig. 4-1-1] Status of testing and equipment support by region / product ··87 [Fig. 4-2-1] Gwangju Smart City Forum and The Poster of Korea Living Lab

Network Forum ···89 [Fig. 4-2-2] The Implementation structure for Gwangju Living Lab Network ···90 [Fig. 4-2-3] New technology presentation photo ···92 [Fig. 4-2-4] Improved GUI of multi-function portable instrument and smart optical distributor application software ···93 [Fig. 4-2-5] Measurement of misalignment between receptacle and lens and

4-channel PD block and lens ···97 [Fig. 4-2-6] Test System Configuration Diagram ···98 [Fig. 4-2-7] SBOX24 prototype and user UX / UI ···100

(25)

[Fig. 4-2-8] Laundry Service Cost Approval Processing Error Test ···100 [Fig. 4-3-1] Block Chain Based Trust Platform Model Conceptual Diagram ··102 [Fig. 4-3-2] The Status of smart city services based on technology level

and legal system ···104 [Fig. 4-3-3] New industry creation strategy ···105 [Fig. 4-3-4] Electric new communication business (plan) ···106 [Fig. 5-1-1] Satisfaction Analysis ···111 [Fig. 5-2-1] Supported product sales comparison ···115

(26)

목 차

제 장 서 론1 ···30 제 절 연구개발 목적 및 필요성1 ···30 제 절 연구 내용 및 범위2 ···33 제 절 국내외 기술개발 동향3 ···38 제 장 에너지신산업 2 ICT융합 핵심기술 개발···62 제 절 저지연 실시간 네트워킹 엣지형 단말 플랫폼 기술1 / ···62 제 절 신재생에너지원 자율관제 솔루션 핵심기술2 ···67 제 장 광융합산업 3 ICT융합 핵심기술 개발···73 제 절 극한환경하 특수목적 광 무선전송 핵심기술 개발1 ···73 제 절 다채널 통합형 분광 분석 플랫폼 핵심기술2 ···77 제 절 적층형 광학엔진 플랫폼 핵심기술3 ···81 제 장 지역전략산업연계 중소기업지원4 ···86 제 절 광융합제품 특성 및 신뢰성 시험 장비 지원서비스1 / ···86 제 절 현장밀착형 기술교류 신기술설명 및 애로기술 지원2 , ···88 제 절 호남권 지역전략산업기반 3 ICT융합 경쟁력 제고방안 연구···101 제 장 수요자 만족도 내용 및 경제성 분석5 ···110 제 절 수요자 만족도 내용1 ···110 제 절 기술지원 경제성 분석2 ···114 제 장 성과지표별 추진실적 및 사업성과6 ···117

(27)

제 절 성과지표별 달성도1 ···117 제 절 성과지표별 추진실적2 ···119

제 장 결 론7 ···125

약어 ···127

(28)

표 목차

표 주요 벤더들의 엣지형 게이트웨이 현황 < 1-3-1> (2018) ···42 표 연구산출물 성과지표별 달성도 < 6-1-1> ···117 표 기술개발 성과지표별 달성도 < 6-1-2> ···117 표 국내특허 성과 현황 < 6-2-1> ···121

그림 목차

그림 추진체계도 [ 1-1-1] ···31 그림 표준 현황 [ 1-3-1] IEEE 802.1 TSN > ···39 그림 주요 벤더들의 상용 게이트웨이 제품 사진 [ 1-3-2] (2018) ···42 그림 해외 선진사의 기가급 개발 현황 [ 1-3-3] 100 On-board optics ···47 그림 해외 선진사의 활용 적층헝 광모듈 개발 현황 [ 1-3-4] Interposer ···48 그림 지역별 제품별 시험 및 장비지원 현황 [ 4-1-1] / ···87 그림 광주 스마트시티 포럼 및 한국리빙랩네트워크 포럼 포스터 [ 4-2-1] ···89 그림 광주리빙랩네트워크 추진체계 [ 4-2-2] ···90 그림 신기술설명회 행사 사진 [ 4-2-3] ···92 그림 [ 4-2-4] 다기능 휴대용 계측기와 스마트광분배함 운용 S/W의 개선된 GUI ·93 그림 리셉터클과 렌즈와 채널 블록과 렌즈의 정렬오차 측정 [ 4-2-5] 4 PD ···97 그림 시험 시스템 구성도 [ 4-2-6] ···98 그림 시제품과 사용자 [ 4-2-7] SBOX24 UX/UI ···100 그림 세탁 서비스 비용 승인처리 오차시험 [ 4-2-8] ···100 그림 블록체인 기반 신뢰 플랫폼 모델 개념도 [ 4-3-1] ···102

(29)

그림 기술수준 및 법제도 기반 스마트시티 서비스 연계 현황 [ 4-3-2] ···104 그림 산업 창출 전략 [ 4-3-3] ···105 그림 전기 통신사업 안 [ 4-3-4] ( ) ···106 그림 만족도 분석 [ 5-1-1] ···111 그림 지원제품 매출비교 [ 5-2-1] ···115

(30)

(31)

제 장

1 서 론

제 절

1 연구개발 목적 및 필요성

1. 연구개발 목적

호남권 지역 전략산업인 에너지신산업 및 광융합산업과 연계한 ICT 융합 솔루션 고도화를 위해, 저지연 실시간 네트워킹 엣지형 단말 플랫폼 / 핵심기술 신재생에너지원 자율관제 솔루션 핵심기술 극한환경하 특수목적 , , 광 무선전송 핵심기술, 다채널 통합형 분광 플랫폼 핵심기술 및 적층형 광학엔진 플랫폼 핵심기술을 개발하고 지역 기업체와 공동으로 실증 및 현장밀착형 기술교류 민간 수탁 확대를 통한 중소기업 지원 기능 강화,  ETRI 호남권연구센터와 지역 R&D 혁신체제인 산업체, 지자체 및 유관기관과의 긴밀한 연계협력을 통해 지역산업 연계 ICT 융합기술 기능 강화 추진  ETRI 호남권연구센터는 본원과의 기술개발, 전문인력 교류, 기술협력 등을 추진하여 기술개발 시너지 효과를 추진  국내외 표준화 추진을 통한 개발 기술의 파급효과 증대 추진  연구개발 결과물의 조기 상용화 및 공동연구 산업체의 경쟁력 강화를 위하여 시범사업과 테스트베드 구축을 병행 추진  신재생에너지 기술 및 광융합 기반 핵심 요소 기능의 조기 구현 및 지적 재산권 확보

(32)

[ 1-1-1]

2. 연구개발 필요성

정부 대 국정목표 달성을 위한 5 20대 국정전략 중, ‘과학기술이 선도하는 차 산업혁명 중소벤처의 혁신과 성장 골고루 잘사는 균형발전 4 ’, ‘ ’, ‘ ’ 등과 연계  주요 내용으로는 ‘지능정보 핵심기술 R&D 및 일자리창출’, ‘경제 성장 패러다임을 대기업 중심에서 중소벤처 기업 중심으로 전환’, 지역의 자율성 및 균형성장 기반 구축 등과 연계 ‘ ’ 중장기 기술개발계획 중 융복합 분야의 신기술 대융합을 통한 ‘ 2025’ ICT 가속화 및 신산업 창출과 연계 IDX  지역전략산업과 연계된 에너지 의료 교통 생활 복지 , , , , IDX 등 융복합 기술 개발을 통해 지역산업발전에 기여

(33)

성과확산 및 강견기업 육성’ 및 성과목표 ‘ 5. 통합 협력 소통의 새로운 · · 로의 도약 의 주요 추진계획인 지역전략산업 연계 중소 중견기업 ETRI ’ ‘ · 지원 강화 및 ’ ‘ICT 강견기업 육성 전진기지화 와 연계된 사업임’ 년 이후 지역산업은 개방형 혁신 등 환경 변화에 대응하고 정부 2018 , 투자의 효율성을 제고하기 위해 기존 63개 ‘주력산업 을 ’ 48개로 조정하고 융합산업의 비중을 확대하는 주력산업 개편안 을 의결, ‘ ’  호남권지역 광주 전남 전북 의 광융합 친환경자동차 에너지신산업( , , ) , , , 스마트가전, 디지털 생체의료, 드론 등 ICT 기술 적용이 가능한 지역 산업과의 연계를 통해 고부가가치 창출이 가능한 과제아이템 발굴이 필요함 (※ 출처: 지역주력산업개편방안 확정 (중소벤처기업부, 규제프리존 도입을 통한 지역경제 발전방안 관계부처 합동 2017.10.), ( , 2018.12.))  에너지 관련 국내 최대 공기업인 한국전력의 광주 전남 공동혁신도시 이전(2014.12.) 으로 호남권 지역전략산업으로 에너지신산업이 선정되어 기존의 지역 주력사업 광산업 가전사업 자동차산업 등 과의 ( , , ) 상호 융합을 통한 신시장 형성 및 기업 일자리 창출을 위한 상용화 기술개발 및 지원이 필요함 지역센터는 지역의 전략산업과 연계된 중소기업의 육성지원이 중요한 역할중 하나로써 중소기업이 어려움을 격고 있는 문제를 해결하기 위한 현장 맞춤형 지원서비스가 필요함  광주의 지역전략산업인 광산업, 광융합산업, 에너지신산업과 관련된 중소기업의 신제품 개발 또는 개발된 제품의 기술경쟁력강화를 위한 기업지원

(34)

제 절

2 연구 내용 및 범위

1. 최종목표

구 분 내 용 최종목표 호남권 지역전략산업 에너지신산업 광융합 등 연계 ( , ) ICT 융합 솔루 션 고도화 및 현장밀착형 기술교류 민간 수탁 확대를 통한 중소기업 , 지원 기능 강화 세부목표 에너지신산업 융합 핵심기술 개발 [ ICT ] 저지연 실시간 네트워킹 엣지형 단말 플랫폼 핵심기술 개발/  에너지장치 실시간 통신 기술 시각동기화 프로토콜 종 ( < 1 s, μ > 3 )  에너지장치 실시간 네트워크 플랫폼 기술 지연시간 ( < 1 ms)  신재생에너지장치 통합 테스트베드 구축 및 운영 신재생에너지원 자율관제 솔루션 핵심기술 개발  에너지IoT 표준프로토콜 연동 및 EMS서버 개발 (CoAP, LwM2M, Modbus, SEP2.0, openADR)

 신재생에너지량 발생 저장 소비( - - ) 예측기술 상용화 및 EMS서버 연동 예측정확도( : 92%/day)  장치 자율운전 상용화 및 EMS서버 연동 자율운전 제어 수 ( : 5 pts) 광융합산업 융합 핵심기술 개발 [ ICT ] 극한환경하 특수목적 광무선 전송기술  동적 트래킹 기반 광무선 전송 기술 전송기술 대역폭 ( / : 100 m/1 Gbps)

(35)

다채널 통합형 분광 플랫폼 핵심기술 개발  멀티모달 광대역 분광분석 플랫폼 기술 분석대역 ( : 0.4 ∼ 10 m)μ 적층형 광학엔진 플랫폼 핵심기술 개발  50 GHz 급 Through via / RDL 인터포저 기술 개발  8 채널 광도파로 광정렬 기술 개발  1 W/cm2 방열 기술개발 지역전략산업연계 중소기업지원 [ ]  전략적 산업체 수요맞춤형 공동연구 추진  현장밀착형 기술교류 신기술설명 애로기술지원, ,  광융합제품 특성 및 신뢰성 시험 장비 지원 서비스/  중소기업지원을 위한 정책기획 협력네트워크 정보제공, ,  지역전략산업연계 신기술 발굴 및 선도연구 수행  호남권 지역산업 기반ICT융합 경쟁력 제고 방안 연구

(36)

2. 연구개발 목표 및 내용

구 분 목 표 내 용 차년도 1 (2018) 에너지신산업 융합 기술 [ ICT ] 저지연 실시간 네트워킹 엣지형 단말 플랫폼 핵심기술 개발/  멀티프로토콜 수용 실시간 네트워킹 플랫폼 기초연구 시각동기정밀도 ( : <10 μs, 수용 프로토콜 종 : 1 )  고정밀 고신뢰 실시간 통신 / 기술 개발  필드버스 정합을 위한 인터페이스 구현 기술 개발  멀티프로토콜 수용 실시간 네트워크 게이트웨이 플랫폼 설계 기술 개발  실시간 네트워크 단말 플랫폼 테스트베드 개발 신재생에너지원 자율관제 솔루션 핵심기술 개발  에너지IoT 표준프로토콜 연동 및 EMS 서버 개발 (Modbus, REST)  신재생에너지량 발생 저장( - -소비 예측기술 기초연구) 예측정확도 ( : 85 %/hr)  에너지IoT 표준프로토콜 연동 기술 (CoAP, LwM2M, Modbus)

 REST기반 에너지IoT EMS 서버 구축  복합예측 예지관리 S/W 시간별 예측 성능 88%/hr 정확도 기술 개발  신재생에너지 테스트베드 구축 및 운영 장주기( ESS)

(37)

광융합산업 융합 기술 [ ICT ] 극한환경하 특수목적 광 무선전송 핵심기술 개발  광 무선 데이터 송신 핵심기술 개발 광송신 : 시스템 설계 기술 및 알고리즘 개발 tracking 전송방식 대역폭 ( / : Fixed-Full Duplex/1 Gbps)  무인이동체용 저전력 소형화 광송신 광학시스템 설계  지상 시스템용 고출력 광송신 narrow beam forming

광학시스템 설계  광 무선통신용 최적 변복조 기술 솔루션 개발  정밀 tracking을 위한 알고리즘 설계 기술 개발 다채널 통합형 분광 분석 플랫폼 핵심기술 개발  광대역 VIS 다분광 이미징 시스템 및 분석 기술 개발 분석정확도 물질수 ( / : 80 단일 종 %/ 10 )  흡광 분석 플랫폼 광학계 설계  흡광 분석용 광대역 파장 스위핑 광원 개발  흡광 분석 시험 플랫폼 개발  흡광 데이터 신호처리 기술 개발  흡광 특성 DB 구축 적층형 광학엔진 플랫폼 핵심기술 개발  단일채널 적층형 광학엔진 플랫폼 구조 개발 전기적 대역폭 ( > 50 GHz)  단일채널 50 GHz급 인터포저 설계 제작 Through Via/ RDL /  광학 방열 플랫폼 구조 설계/

(38)

지역전략산업연계 중소기업지원 [ ] 지역전략산업연계 중소기업지원  공동연구 기술교류 특성 , , 및 신뢰성 시험 장비 지원/ , 정책 기획 및 협력네트워킹, 선도연구 지역산업 경쟁력 , 제고 등 지역전략산업연계 중소기업지원  전략적 산업체 수요맞춤형 공동연구  현장밀착형 기술교류, 신기술설명 애로기술지원,  광융합제품 특성 및 신뢰성 시험 장비 지원 서비스/  중소기업지원을 위한 정책기획 협력네트워크, , 정보제공  지역전략산업연계 신기술 발굴 및 선도연구 수행  호남권 지역산업 기반ICT융합 경쟁력 제고 방안 연구

(39)

제 절

3 국내외 기술개발 동향

1. 국외 연구개발 동향

가 저지연 실시간 네트워킹 엣지형 단말 플랫폼 기술

.

/

저지연 실시간 네트워크 중요 요소 기술로 / IEEE TSN 표준이 있으며 IEEE 표준을 이더넷 네트워크에서 시민감 AVB(IEEE 802.1 Audio Video Briding)

데이터를 전송하기 위해 확장한 표준으로 2018년 11월 현재 개의 표준이 9 재정되었음(802.1Qbu, 802.1Qbv, 802.1Qca, 802.1Qch, 802.1Qci, 802.1CB, 802.1CM, 802.1Qcc, 802.1Qcp)

은 및

IEEE 802.1 TSN TG 802.1Qbv Scheduled Traffic 802.1Qbu Frame 과 같은 에서의 실시간 네트워킹 기술 지원을 위한 Preemption Data plane

뿐 아니라 과 같이

Base Technologies 802.1Qcc TSN Configuration Control 에서의 실시간 네트워킹 관리를 위한 및

plane Configuration Management 기술 표준화 작업, 그리고 Industrial Automation 및 In-vehicle 과 같은 다양한 어플리케이션에서의 실시간 네트워킹 Communication

요구사항을 정리하는 Application-specific TSN Profiles 작업을 수행하고 있음

은 과 같이 로 구성된 IETF DetNet WG Internet larger groups of domains

네트워크가 아닌 단일 administrative control하에서 제어 관리가 가능한 / 네트워크에서의 초저지연, 저손실 데이터 전달 및 bounded 종단간 데이터 지연 시간을 보장하는 것을 목표로 IP/MPLS Layer에서 동작하는 저지연 네트워크 기술 표준화 작업을 수행하고 있음

최근 방콕에서 개최된 DetNet-TSN Joint Workshop에서 DetNet WG과 TSN 은 각자의 에서 표준화 작업을 계속 진행함과 동시에 각 에서

TG layer layer

필요로 하는 기술의 중복성은 최소화하는 방향으로 표준화 작업을 진행함과 동시에, IEC/IEEE 60802 TSN-IA(Industiral Automation) 에서서의 DetNet

(40)

요구사항 정의 및 DetNet/TSN Control Plane Interworking을 위한 공동 작업을 지속적으로 수행하기로 결정함

그림 표준 현황

[ 1-3-1] IEEE 802.1 TSN >

에서는 IEC/IEEE 60802 TSN-IA (TSN-Industrial Automation)

산업자동화시스템에서의 TSN 기술 Usecase 및 requirements 문서 작업을 포함한 TSN Profiles 문서 작업을 수행하고 있으며, 최근 방콕에서 개최된

에서 가 적용되는

IEEE 802 Plenary Session IEC/IEEE 60802 industrial

간 보장을 위한

market Multi-Vendor interoperability and consistency

작업을 와 산하 와 협력하여 진행할 Conformance Testing AVnu IEC IECEE

것을 논의함

엣지형 단말 플랫폼 기술이 적용될 수 있는 IIoT 분야에서는 산업용 장치들과 연결하기 위해 bus 기반의 fieldbus, Profibus, Modbus 및 이더넷 기반의 EtherNet/IP, DeviceNet, EtherCat, BacNet 등의 다양한 프로토콜이 혼재해 있는 상황이며 산업 표준으로 장착되고 있음

의 엣지형 단말 게이트웨이 에 적용할 수 있는 플랫폼으로 IoT/IIoT ( )

(41)

마이크로소프트웨어의 Azure IoT Edge 서비스가 있으며 IoT/IIoT 장치들로부터 데이터를 취득하고 Edge 내부에서 데이터를 분석하여 Cloud의 개입 없이 각종 컨트롤 명령을 디바이스에게 전달하거나 Cloud로 데이터를 전달할 수 있음. 또한 마이크로소프트사의 데이터분석 서비스를 게이트웨이에 유연하게 탑재할 수 있도록 IoT Hub 등으로 구성된 플랫폼을 제공함 서비스는 장치로부터 수집되는 데이터를 Google Cloud IoT IoT/IIoT Cloud

로 내부화하고 으로 데이터를 배포하며

IoT Core Cloud Pub/Sub , Cloud 로 데이터 변환을 적용하여 또는 Dataflow Cloud Storage, Cloud Bigtable

에 데이터를 저장할 수 있는 서비스를 제공함 Cloud Spanner

의 는 인터넷에 연결된 사물이 클라우드에 연결할 수 Amazon AWS IoT AWS

있고 클라우드상의 애플리케이션이 인터넷에 연결된 사물과 상호 작용할 수 있게 하는 서비스로써 디바이스 게이트웨이, MQTT 프로토콜 메시지 브로커, 다른 AWS 서비스와의 연결을 위한 규칙엔진 사물 자격증명을 위한 보안 및 , 자격 증명 서비스 사물 리소스 관리를 위한 사물 레지스트리 사물의 현재 , , 상태 정보를 저장 및 검색하기 위한 JSON 문서인 사물 섀도우로 이루어져 있음 의 서비스 솔루션은 으로 사물에서는 IBM IoT Watson IoT Platform IoT

를 사용하며 클라우드 플랫폼으로는 자사의 를 Node-RED IBM Bluemix 사용하고 있음. IBM Watson IoT 플랫폼은 보안 솔루션으로 블록체인 기술인 자사의 hyperledger를 사용하고 있으며, 이를 통해 사물로부터 얻어진 데이터를 비즈니스 파트너들이 중앙 서버의 개입 없이 공유할 수 있음

엣지형 단말에 적용가능한 S/W 플랫폼으로 Eclipse 재단의 IoT 서비스 게이트웨이 구현을 위한 소프트웨어 프레임워크 Kura 오픈소스 프로젝트가 진행되고 있음. Eclipse Kura는 JVM/OSGI에 기반한 프레임워크로써 Cloud 서비스 예( , Amazon AWS IoT platform, Azure IoT Hub Platform 등 와 연결 )

(42)

기능을 제공하는 Connectivity and Delivery 계층과 이종 프로토콜을 사용하는 다양한 장치들로부터 데이터를 취득하기 위한 driver 등의 계층을 가지고 있으며 어플리케이션의 요구사항에 맞춰 유연한 개발이 가능한 특징이 있음. 2018년 월 현재 11 4.0 버전이 공개됨

의 플랫폼은 서비스 게이트웨이 구현을 위하여 Linux Foundation EdgeX IoT

기반 마이크로서비스들로 각종 기능을 구현하는 오픈소스 Docker IoT

프로젝트로써, Dell, Samsung, Analog Device 등이 참여하고 있음. Cloud 서비스와 연결 기능을 제공하는 Export 서비스, 다양한 종류의 디바이스와의 연결을 위한 Device 서비스, 각종 데이터를 분석하고 처리하기 위한 Supporting 서비스 등으로 계층이 구성되며 어플리케이션의 요구사항에 맞춰 유연한 개발이 가능한 특징이 있음. EdgeX 플랫폼은 년 월 현재 언에 기반한 버전이 공개됨 2018 11 go Delhi 게이트웨이는 등의 업체에서 단순히 데이터의 IoT/IIoT Huawei, Cisco OT

전달을 위해 제작되었으나, 최근 데이터 처리량의 증가로 edge단에서의 데이터처리 능력이 부각됨에 따라 기존 개발 업체들은 물론 Dell, Hewllet

등의 컴퓨팅 솔루션 업체들도 엣지 컴퓨팅 기능이 들어간

packard gateway

모델들을 잇달아 출시하고 있음

최근 출시되는 엣지형 gateway는 RS232/422/485, USB, Ethernet 등의 인터페이스를 이용해 legacy 장치들로부터 데이터를 수집하여 LTE/3G, 등의 인터페이스를 활용해 상위 클라우드 서버로 데이터를 Ethernet, WiFi 전송하는 기본적인 틀을 바탕으로 고성능 프로세서, 메모리 및 저장장치를 추가하여 기존보다 복잡하고 다양한 연산 처리를 스스로 할 수 있도록 하는 추세임

(43)

회사명 모델명 프로세서 주요 I/O 가격

CISCO IR910 1.0GHz single _core

USB2.0, Ethernet, RS232/422/485, VGA $ 2,345 National Instrument cRIO-90xx 1.91GHz dual-core Intel Atom USB2.0/3.0, RS232/422/485, 각종 CANbus, Analog $ 3,500

Dell Edge5100 Intel Atom _{E3827 1.75GHz}

USB2.0/3.0, Ethernet, RS232/422/485, CANbus, HDMI

$ 1,543

HPE EL20 Intel 4300U dual-core i5 1.9GHz Ethernet, RS232/422/485, USB2.0/3.0, VGA, HDMI $ 2,370 표 주요 벤더들의 엣지형 게이트웨이 현황 < 1-3-1> (2018)

CISCO National Instrument Dell HPE 그림 주요 벤더들의 상용 게이트웨이 제품 사진 [ 1-3-2] (2018)

나 신재생에너지원 자율관제 솔루션 기술

.

해외 유수의 IT기업은 에너지신산업 시장을 차 산업혁명의 핵심 기술로 4 바라보고 연구개발 매진 중임. 특히 GE 등의 전통적 산업 선두기업 뿐 아니라 구글, , IBM 등의 IT 기업들이 IoT와 빅데이터 기반의 지능형 에너지 관제 시스템 및 서비스 개발에 뛰어들고 있음 사는 년 프리딕스 라는 제조용 플랫폼을 출시 자사의 GE 2014 (Predix) IoT .

(44)

데이터를 분산 저장하여, 수집, 분석, 모니터링 가능. 프레딕스는 산업 설비에서 초, 혹은 분 간격으로 발생하는 대량의 데이터를 수집하고, 분석하고, 공유할 수 있도록 특화됨. 프리딕스는 특정 산업분야가 아닌 우주 항공/ , 의료, 제조, 광산, 발전, 풍력 등 전 산업계에 적용되고 있음. 설비예지분석, 빅데이터분석, UX 등의 기술들을 마이크로 서비스로 제공하여 개발자가 빠르고 손쉽게 솔루션을 개발할 수 있도록 지원 중임 과 및 는 보안 안정성 및 효율성을 높이기 위해 Intel McAfee Wind River ,

기존 에너지 인프라에 원활하게 통합되는 다양한 시장 요구를 충족 할 수 있도록 특별히 설계된 확장 가능한 통합 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션을 제공하고자 함. 구글은 2014년 3조 4천억 원을 투자해 ‘네스트(Nest)’ 브랜드로 자동온도인식 조절장치를 제공하는 · ‘네스트랩스(Nest Labs)’를 인수. 네스트 는 자동 스케줄링 기능을 통해 일반 온도조절기에 비해 연간 ‘ ’ 20% 이상의 에너지 비용을 절감. 일주일 동안 저장된 사용자의 선호와 패턴을 분석해 자동으로 실내온도와 환기상태를 조절하고, 습도와 날씨정보를 받아와 이를 반영하기도 함

다 극한환경하 특수목적 광무선 전송기술

.

무인이동체에 대한 발전이 지속되고 이를 이용한 다양한 응용분야 출연과 관련 시장의 급속한 성장으로 무인이동체 임무수행과 이들이 수집한 데이터를 고속으로 송수신하기 위한 무인이동체용 무선 데이터 전송 기술개발에 대한 수요가 증가하고 있음 기존 RF 통신방식의 다양한 문제점과 한계를 극복하기 위한 초고속 대용량 통신방식으로, 광무선 전송 기술이 주목받고 있으며 무인이동체용 광무선 전송 시스템 개발을 위한 정밀 광학기술, 빔 조향 송수신기 기술, 초정밀 포인팅 및 추적기술 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있음

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미국은 DARPA 프로젝트를 통해 현재까지 지속적으로 광무선 전송 관련 기술연구를 수행하고 있으며 광무선 통신 및 광 전파 하이브리드 무선통신 , / 방식을 적용한 대용량 보안 광 무선 통신기술을 개발함/ 미국의 LightPointe사는 광신호 송 수신부를 하나의 구경을 통해 최대 / 2.5 전송 속도로 까지 전송 가능한 광무선 전송 시스템을 개발함 Gbps 1 km 미국의 AirFiber는 광무선 전송장비에 60 GHz 밀리미터파 무선 장비를 결합시켜 최대 622 Mbps 속도로 500 m까지 전송 가능한 하이브리드 형태의 광무선 전송 솔루션을 개발함 미국의 Terabeam은 다중 광학필터를 장착한 송수신기로 신호의 강도를 조절하는 방법을 개발하고, 최대 2 Gbps 전송속도로 1 km까지 전송 가능한 광무선 전송 시스템을 개발함

미국의 Optical Access사는 2.4 GHz 주파수 대역을 사용하는 Fusion RF 백업 시스템과 결합한 광무선 전송 시스템을 개발하고 수능동형 빔 추적 장치를 도입하여 다양한 기상 조건에서 통신의 안정성을 높임

미국의 Google에서는 성층권(~20km 상공 에 ) balloon을 띄워 balloon 간 광무선 전송기술을 이용하여 130Mbps 속도로 3 ~ 100km 거리에서 광무선 데이터 전송이 가능한 시스템을 개발하고, 지상 ~40km 영역 내 무선 인터넷을 보급하기 위한 연구를 수행 중에 있음 미국의 페이스북에서는 광무선 전송방식으로 성층권에서 비행하는 드론 간 광무선 전송을 통해 지상 영역 내 무선 인터넷을 보급하기 ~10Gbps ~50km 위한 연구를 수행 중에 있음 일본의 NICT에서는 재난망, 고속철도, 항공 위성 분야 적용을 위한 / 밀리미터파 아날로그 전송과 광무선 전송기술을 활용한 기술에 대한 연구를 개발하고 있음 일본의 Canon사는 광신호 송신부 수신부를 각각의 구경을 통해서 광신호를 / 주고받도록 설계하고, 780 nm 파장의 광신호를 이용하여 최대 속도 622 로 까지 전송 가능한 광무선 전송 시스템을 개발함 Mbps 2 km

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지상 시스템과 무인이동체 간 2Mbps (~300 m) 광무선 통신 링크를 구현함 캐나다의 FSONA사는 최대 2.5 Gbps 속도로 500 m까지 전송 가능한 점 대 점 -광 무선전송 기술을 개발하고 자동 빔 추적 장치를 결합시킴으로써 데이터 전송의 신뢰성을 높이고 전송 가능 거리를 늘림

라 다채널 통합형 분광 분석 플랫폼 기술

.

현미경 형광 분광기+ , 현미경 라만 분광기처럼 특정 장치와 결합한 분광 + 분석기는 일부 개발되었으나, 단일 측정 플랫폼에서 흡광, 형광, 라만 신호를 동시에 측정하고 인공지능 기술 등이 적용된 추론 엔진과 연동되어 , 물질의 성분을 정확하게 분석할 수 있는 기술이나 제품은 기술개발 초기 단계임 치료제의 효과에 영향을 미치는 질병의 진행 및 예방에 대한 이해를 위해 나 분광 이미징 기술이 활발히 연구되고 있으며 샘플 in-vivo in-vitro , 특성 검사 시 분자 단위로 검출 정확성을 높이기 위해, 다양한 방식 흡광( , 라만, 형광 등 의 분광 기술이 현미경이나 내시경에 하나의 플랫폼으로 ) 결합된 multi-modal 분석 장치 방법 에 연구가 활발히 진행되고 있음( ) 면(area) 단위 분광 이미징을 통해 분광정보와 공간정보를 함께 분석하는 초분광 혹은 다분광( ) 이미징 기술은 이미징 영역 중 관심 대상의 위치나 크기 등 공간 정보를 함께 분석할 수 있어 많은 연구가 진행되고 있음 의료분야에서 초분광 이미징 기술은 암이나 종양 등 생명을 위협하는 질환의 빠르고 비침습적인 진단에 적용이 시도되고 있으며, EU에서는 프로젝트를 통해 수술 HELiCoiD(HypErspectraL imaging Cancer Detection)

중 실시간으로 tumor margin을 검출할 수 있도록 정상 조직과 암 조직의 초분광 이미지 를 구축하였음DB 에서는 흡수 형광 라만 신호를 측정할 수 있는 MIT , , Multimodal 시스템을 개발하였으나 측정 파장 범위가 대역으로 spectroscopy VIS~NIR

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한정됨

는 최초로 포터블형 초분광 이미징 시스템인

Headwall Photonics Hyperspec 센서를 출시 하였으며 는 스마트폰 SNAPSHOT (`14) , Unispectral Technologies

카메라를 초분광 센서로 사용할 수 있는 영상처리 S/W와 optical lens를 개발함

의 레이저 연구소와 는

UC Irvine Beckman JenLab GmbH 3D-TPEF(Two-Photon

와 기술을

Excited Fluorescence) SHG(Second Harmonic Generation)

결합하여 양성 모반과 흑색종을 구분할 수 있는 multi-modal imaging 기술을 개발함

은 단일 장치에 분석과 라만 분석이 가능한 ThermoFisher scientific FT-IR

휴대형 분광 분석기인 를 출시하였으며 multi-modal Gemini Analyzer ,

는

spectral range 4,000cm-1_~650cm-1_(FT-IR) _/ _250cm-1 _~

2,875cm-1₍_{라만 이고}₎ _, _spectral _resolution_은 _4cm-1_(FT-IR) _/

7cm-1_~10.5cm-1₍_{라만 수준임}₎ 는 다양한 파장 대역의 스펙트럼 수집 모듈들과 광원들이 단일 Carl Zeiss 섀시에 장착되고, 사용자의 선택에 따라 유연하게 광 스펙트럼 수집이 가능한 MCS 600 시리즈를 출시함 은 라만 신호와 초분광 현미경 시스템이 결합된 Horiba Scientific 인 를

multimodal spectral imaging system XploRA PLUS with EDF and HSI 출시함

는 를 이용해 전 대역

Agilent InGaAs PD array UV-VIS-NIR (175nm ~ 1,800nm) 에서 스펙트럼 측정 가능한 Universal measurement spectrophotometer를 출시함

는 와 파장의 헤모글로빈 흡수도를 이용하여 혈관 Olympus 450nm 510nm

부위를 강조할 수 있는 NBI(Narrow Band Imaging) 기술이 적용된 새로운 개념의 내시경을 출시함

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마 적층형 광학엔진 플랫폼 기술

.

국내외 100기가/400기가급 Pluggable 광트랜시버 기술동향  데이터센터 네트워크의 광링크 수요에 따라 100기가급 광트랜시버는 년 이후 지속적으로 증가 추세임 2016  Finisar를 비롯한 Broadcom 등 대형 광트랜시버 제작 업체는 100기가급 광트랜시버의 상용화 이후 400기가급 광트랜시버에 대한 시제품을 전시 하고 있으며 2020년 이후 수요 증가가 예상됨

 Intel, Luxtera, MACOM 등 실리콘 포토닉스 전문 기업들은 500 m급 호환 광트랜시버를 양산 하고 있으며 향후 기가급 PSM4 MSA 400 광트랜시버를 위한 단위채널당 56 Gbps (NRZ 급 기준 광트랜시버 기술을 ) 개발 중임 광트랜시버 기술동향 Embedded optics

 AVAGO, Reflex photonics, Samtec, Luxtera 등은 집적광학기술을 기반으로 PCB Board에 실장 가능한 100기가급 On-board optics 광트랜시버를 개발함

그림 해외 선진사의 기가급 개발 현황 [ 1-3-3] 100 On-board optics

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 미국의 SAMTEC, 일본의 AIST, 싱가폴의 ASTAR, 독일의 Fraunhofer는 용 광트랜시버의 실장을 위해 를 적용한 On-board optics interposer

적층형 광트랜시버 구조를 구현하고 있음

그림 해외 선진사의 활용 적층헝 광모듈 개발 현황 [ 1-3-4] Interposer

바 지역전략산업연계 중소기업지원

.

광융합제품 국제공인시험 서비스 분야

 Criteria Labs는 1998년 설립되었으며 Texas에 40,000 평방피트 시설과 Colorado에 15,000 평방피트의 시설을 갖추고 반도체 공정시설이 없는 고객에게 완전한 제품 엔지니어링 서비스를 제공하고 있음. 또한 시험 엔지니어링 개발, 패키지 조립, 소자 평가, 신뢰성 시험 고장 분석 등 다양한 서비스를 고객에게 제공하고 있음,

 Wyle Lab.은 미국의 기업지원 서비스 기관으로 Aerospace, 등 Telecommunications, Electronics, Nuclear power, Product safety

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2. 국내 연구개발 동향

가 저지연 실시간 네트워킹 엣지형 단말 플랫폼 기술

.

/

가천대학교는 엣지 컴퓨팅 환경에서 및 모바일 기기의 배터리 상태, 기지국간의 무선 통신 품질, 서버 부하를 고려하는 최적의 코드 오프로딩 및 서버 스케줄링 기술 확보를 통해 저전력 저지연 가상현실 스트리밍을 / 지원하기 위한 학습 기반 엣지 컴퓨팅 단말 서버 운용 기술을 개발하고 / 있음 한국연구재단 신진연구( , 2018~2021) 연세대학교는 위치 기반으로 계층 구조화 된 광역 공간에서 엣지 서버들간의 계층적 분산 협업을 통해 여러 공간에서 발생하고 있는 복합 공간 상황을 실시간적으로 요약 프로파일링 할 수 있는 실시간 / 다단계 다기능 엣지 데이터 스트림 처리 프레임워크를 개발하고 / 있음 한국연구재단 중견연구( , 2017~2020) 고려대학교는 iCPS 환경을 고려한 엣지 컴퓨팅 기술 iCPS 서비스를 제공하기 위해 CPS 노드별 자원 할당 및 네트워크 구성을 수행하는 과

Software-Defined Networking (SDN) NFV(Network Functions 기반의 엣지 컴퓨팅 기술 및 엣지 Virtualization) (Edge Computing) iCPS-컴퓨팅 통합 네트워크 구조를 설계하고 있음 한국연구재단 ( SW 공학, 2017~2020) 전자부품연구원은 스마트공장 기기 상호호환성 확장성을 위해 OPC-UA 프로토콜 기반 실시간성을 지원하는 고신뢰성 TSN 게이트웨이 기술 및 스마트 공장 장비 시간 동기화, 이종 간 상호연동, 초저지연 및 데이터 손실 없이 시간 제어가 가능한 TSN 스위치 기술 표준 규격을 개발하고 있음 스마트공장제조핵심기술개발사업 ( , 2018~2020) 한국항공대학교는 Time-Triggered Ethernet기반의 초저지연 시민감형 네트워크(TSN)를 위한 UTP케이블 기반 브리지망에서의 Synchronous

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급 클럭분배 목표 최종 목표 가 가능한 고정밀 Ethernet (5ppm / 4.6ppm ) 클럭 시간 동기 기술 및 트래픽 엔지니어링 기술을 연구하고 있음 / 방송통신산업기술개발 ( , 2017~2020) 는 표준과 관련하여 실무반 의장 권기원 TTA IEEE TSN ABV/TSN (WG2184, KETI

팀장 을 운영하고 있으며 포워딩 큐잉 기능) (802.1Qav), 트래픽 포워딩(802.1Qbv), 경로 제어 및 예약(802.1Qca) 등 7개의 정보통신단체표준(TTAS)를 재정하였고(2017년 완료), 2018년 현재 스트림 필터링(802.1Qci), 프레임 복제 제거(802.1CB) 표준에 대해 국내 표준화를 진행하고 있음 융합연구단은 사물지능통신 환경을 ETRI KSB (IoE: Internet of Everything)

위한 초연결 지능사회 구현 기술 구현을 위해 기계학습 기반의 지식 추론, 예측, 예방, 최적화 지능 서비스를 제공하는 자가학습형 지식융합 슈퍼브레인 핵심기술을 개발하고 있음. 연구단 소속의 지능형 IoE 네트워크연구실에서는 EdgeX 플랫폼을 기반으로 건설현장의 사고 예방, 예지 분석을 위한 스마트 CCTV 기능을 갖춘 Edge 게이트웨이 핵심기술을 개발중이며 2018 국제사물인터넷 전시회에서 그 결과물을 소개함 삼성전자는 2018 삼성 오픈소스 컨퍼런스(SOSCON 2018)에서 스마트 홈, 스마트 팩토리, 스마트 시티 응용 서비스를 위한 Edge 게이트웨이를 소개하였음. 삼성전자의 Edge Gateway는 삼성의 ARTIK H/W와 EdgeX 을 기반으로 구현되고 있으며 게이트웨이에서의 실시간 Platform Edge 데이터 분석, 처리를 위한 다양한 Edge Computing 서비스를 연구 개발하고 있음. 삼성전자는 EdgeX Foundry의 핵심 맴버로 활동중이며 스마트 팩토리 분야에 EdgeX Paltform을 활용한 솔루션을 개발하여 상용화 하는 것을 목표로 하고 있음 주 는 솔루션과 솔루션을 상용화하였음 ( )UVC OPC UA Server/Client Pub/Sub .

프로토콜은 스마트 팩토리의 다양한 센서 및 액츄에이터

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게이트웨이간의 데이터를 전달하는 프로토콜로 기존의 FieldBus 기반의 프로토콜을 대체할 기술로 떠오르고 있으며 주( )UVC는 OPC UA 솔루션을 바탕으로 OPC UA데이터를 TSN에서 전송하기 위한 솔루션을 개발중임 주 는 스마트 전력 측정 센서인 및 게이트웨이 솔루션을 ( )BMT Smarteye 상용화하였음. 건물의 전력 분전반에 Smarteye를 부착하고 게이트웨이를 통해 27종의 전력 계측 데이터를 수집하며 이를 Cloud에서 예지 분석하는 / 솔루션을 서비스하고 있으며 중대형 빌딩의 선진 BAS/BEMS와 연동 가능한 기반의 시스템을 개발하기 위하여 기능을 OpenADR ADR Edge Computing

탑재한 게이트웨이의 핵심기능을 연구 개발 중임

나 신재생에너지원 자율관제 솔루션 기술

.

에너지 장치 제어 솔루션 기술 분야는 시장지배력이 강한 국외 기업들의 폐쇄적이고 배타적인 특성으로 인하여 업계 간 기술 교류가 미미한 실정임

한국전력공사는 송전 변전 배전 등 전사적으로 적용할 수 있는 · · 사물인터넷 기술 표준규격을 oneM2M Rel1.0규격과 IETF CoAP, OMA LWM2M 국제 표준을 기반으로 제정하고 한국전력 , IoT 규격을 통해 전력 및 에너지 분야 사물인터넷 시장을 활성하기 위한 목적으로 SPIN (Smart Power Iot

연합체를 학계와 산업계와 함께 구성하여 게이트웨이 센서 Network) IoT , , 플랫폼 분야의 서비스 창출에 노력하고 있음. 한국전력 IoT 표준은 크게 장치들과 연동을 위한 Connectivity , 와 수집된 데이터 분석을 위한 수집 분석된 데이터를 이용한 서비스 생성을 위한 Governance, / 으로 구성됨 Ecosystem 서울대는 년부터 년까지 클라우드 기반 산업인터넷 플랫폼 및 ‘ 2016 2019 ‘ 솔루션 개발 과제를 진행하고 있음’ . 본 연구는 전력 설비 가용도 및 전력 생산 효율 증대를 위한 초인공지능 기반의 자율 범용형 상태 진단 및 예측 /