사물인터넷 네트워크 전략 및 시사점
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디지에코 보고서
2014.06.30
사물인터넷 네트워크 전략 및 시사점
kt경제경영연구소 김수진 ([email protected])
유민정 ([email protected])
I. IoT는 ‘20년 500억 단말 연결, 향후 10년 19조 달러 창출
II. IoT는 롱테일을 형성하고 전용 네트워크 수요 증가 전망
III. IoT 전용 네트워크 구축 동향
IV. IoT 전용 네트워크 구축 사례
V. IoT 전용 네트워크 구축 사례 시사점
사물인터넷은 향후 10년간 19조달러의 잠재적 경제가치를 창출할 전망으로, 다양한 사업자가 사물인터넷
생태계에 진입하며 파편화 심화, 인수/합병, 특화 서비스 분야 다양화 등 다이내믹한 변화가 발생할 것으
로 예상된다. 사물인터넷 서비스가 다양화∙복잡화∙고도화됨에 따라, 쏟아지는 이종 애플리케이션에 탑재된
수많은 센서 및 커넥티드 단말로부터 데이터를 수집∙통합하고 분배하는 역량이 중요하게 부각될 것이다.
이를 위해서는 저렴하고 보안 및 운용효율성이 높으며 병목 현상이 발생하지 않는 사물인터넷 전용 네트
워크가 필요하다.
현존하는 모든 유무선 네트워크는 사물인터넷 인프라로 활용 가능하지만 최근에는 Ultra narrow-band 모
듈레이션 기술(프랑스의 SigFox사례) 및 주파수 대역 사이에 존재하는 white space를 사용(영국의 Neul사
례)하여 사물인터넷 전용 네트워크를 구축하는 사례가 등장하고 있다.
사물인터넷 사업은 아이디어가 있어도 높은 네트워크 구축/사용 비용으로 중소기업, 스타트업, 1인 기업
등이 시장진입에 어려움을 겪는 바, 국가 차원의 전용 네트워크 구축이 필요하다. 의료, 자동차, 금융 등
QoS가 담보되어야 하는 영역은 보안성/안정성이 높은 4G/5G 통신용 네트워크를 활용하더라도 데이터 사
용량이 낮고 전력 효율성이 중요시되는 영역은 전용 네트워크를 활용하는 방안을 생각해 볼 수 있다.
미래에는 사물인터넷 관련 다양한 가치 사슬을 cross로 접목, 데이터를 통합하여 최적의 고객 경험을 제공
할 수 있는 aggregator의 역할이 중요해질 전망으로, 가치 사슬 내의 수직 확대 및 데이터 통합 솔루션
제공 시장에서 기회를 엿볼 수 있다 하겠다.
Issue&Trend
Issue&Trend
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I. IoT는 ‘20년 500억 단말 연결, 향후 10년 19조 달러 창출
□ IoT 서비스 확산에 따른 IoT 관련 인터넷 접속 단말 수 급격 증가
○ 인터넷 연결 단말 수는 2008년 세계 인구 수 초과 후 2020년 500억개 도달
○ 주요 연결 네트워크는 무선이며 500억개도 연결 가능 수치의 3%에 불과
[ 글로벌 인터넷 접속 단말 추이 예측 ]
□ IoT 시장은 향후 10년간 약 19조 달러의 경제적 가치 창출 전망
○ 제조업, 통신, IT 솔루션, 인터넷 업체에 자동차, 유통, 의료 등이 유망 산업
○ OS 등의 표준화가 시급하며 서비스 분야의 스타트업에 큰 기회 제공 전망
Issue&Trend
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II. IoT는 롱테일을 형성하고 전용 네트워크 수요 증가 전망
□ 상위 3~4가지 서비스가 50% 이상 차지, 그 외 롱테일 형성
○ 2020년 출현이 예상되는 IoT 접속 단말 중 실내용 LED 조명이 가장 높은 비중
차지1하며 뒤이어 커넥티드 셋탑박스, TV, 무선 주변장치, 스마트 미터 및 스마트
약이 그 뒤를 이음
○ 각종 모니터링, 자판기, 출입문 잠금 장치 등과 관련된 애플리케이션 등이 다양
한 형태로 제공되며 롱테일 부분을 형성할 것으로 기대
[ 2020년 출현 예상 IoT 단말 수 (단위: 백만) ]
출처: Gartner (November 2013)
□ 다양한 사업자가 진입하며 IoT 생태계에 다이내믹한 변화 발생
○ IoT 생태계는 통상 6개의 component로 구성되며 참여 사업자의 규모 및 특화
영역이 다양하고 파편화 심화, 인수∙합병 및 신규 플레이어의 진입 빈번
○ 생태계 구성 플레이어는 크게 플랫폼 빌더와 버티컬 시장 플레이어로 구분
- 플랫폼 빌더: IoT의 빌딩 블록으로 통신사업자/MNO, OEM, SI, 칩 벤더, 인프라 서비스
(단말관리, 데이터 모델링 등), 데이터 분석 등
- 버티컬 시장 플레이어: 업계에 특화된 솔루션 개발
1 출하량 기준
단말/커넥터 네트워크 플랫폼 SI사업자애플리케이션
/액셀러레이터
영업/판매
Issue&Trend
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[ 사물인터넷 서비스 지형도 (Landscape) ]
출처: TechCrunch, 2013.5
○ 최근 수직통합 및 Cross 어플리케이션 출현에 따른 가치사슬 내 변화 발생
- [수직 통합] M2M platform 및 app accelerator는 산업계 및 사업에 걸쳐 수직통합의
많은 잠재력을 보유하여 최근 2년간 수직적 확장을 거듭해 옴
(예, M2M platform → 단말 커넥터, 단말/데이터 관리 등)
- [서비스 확대] 네트워크 사업자들은 제휴 및 자체 사업영역 확대를 통하여 단말 클라
우드, 단말접속∙관리, 통합, vertical 솔루션 등을 제공
- [Cross 통합] 가치사슬상에 silo 형태로 존재하던 별개의 서비스들이 end-user 및 센서
의 데이터를 통합하는 aggregator를 중심으로 수렴
□ 이종의 IoT 서비스 플랫폼간 수평적 연결 중요성
○ IoT 서비스의 다양화∙복잡화∙고도화에 따라 이종 서비스간 통합 역량이 중요
- IoT 서비스 애플리케이션은 서로 상이한 목적으로 활용되는 수많은 센서 및 이종 커넥
티드 단말로부터 데이터를 수집∙통합하여 분배하는 것이 필요
○ 이러한 애플리케이션의 수평적 통합을 위해서는 저렴하고 보안성 및 운용 효율
성이 높으며 병목현상이 발생하지 않는 IoT 전용 네트워크 필요성이 증가
Issue&Trend
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[ IoT 시장 출현에 따른 가치사슬 변화 및 시장기회 ]
III. IoT 전용 네트워크 구축 동향
□ IoT 전용 네트워크 구축 관련 움직임 대두
○ 현존하는 모든 유무선 네트워크(3G/4G/LTE, 블루투스, WiFi, ZigBee, NFC, RFID, 이
더넷, 위성, GPS 등)는 IoT 인프라로 활용 가능
○ 그러나, 3G, LTE 등의 네트워크는 사람 간 커뮤니케이션 용도로 구축된 관계로 운
용효율성 제고, 트래픽 병목 방지, 비용 절감, 보안성 확보를 이유로 사물간 커뮤
니케이션을 위한 별도의 네트워크 구축 필요 주장
① [운용효율성] 사물간 커뮤니케이션 네트워크 사용량 및 빈도 수가 지극히 낮음
구분 내용
통신용 네트워크 통화 수신, 이메일, Facebook 업데이트, 트위터 feeding 등을
위해 항상 연결 상태 유지 필요
사물 통신용
네트워크
자판기는 refilling이 필요할 시, 자전거 GPS tracker는 탐색
요청이 있을 시, 건강 관련 단말은 이상 징후 있을 시에만 신
호 전송 필요
전통적인 M2M 가치 사슬 Cross 어플리케이션출현에 따른 IoT관련새로운 시장 기회
가구 내 사용자End-User
홈 자동화서비스
스마트미터서비스
간병 지원서비스
Issue&Trend
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② [트래픽 병목] 사물 커뮤니케이션으로 기존 이동통신망 활용 시, 병목 현상으로
효율적인 IoT 서비스 불가
- IoT 시장 확대에 따라 연결 단말 수 수백억 규모로 확산되고 사물간 커뮤니케이션이
단발성에서 수시성으로 빈도 수 증가, 사물이 다루는 내용이 복잡하게 진화할 경우, 필
연적으로 병목 현상 발생 가능
- 가령, 한창 동영상 트래픽 시청이 많은 시간에 시급을 다투는 건강 정보가 병목 현상
으로 전달이 안될 경우 전용 네트워크 이슈 발생
③ [비용] IoT 전용 네트워크 구축 및 운용 비용이 일반 통신 네트워크 대비 저렴
- 가령, 가정 내 연기 발생 탐지를 위한 접속 비용은 연간 몇 유로에 불과
④ [보안] IoT 산업 활성화 전제 요소 중 보안이 가장 중요하기 때문에 보안을 담보할
수 있는 IoT 전용 네트워크 필요
[ 무선 커뮤니케이션 프로토콜 비교 ]
□ IoT전용 네트워크 기술 동향
○ 최근 Ultra narrow-band, 유휴주파수대역 등을 활용한 IoT 전용 네트워크 등장
사업자 방식
SigFox
(프랑스)
Ultra narrow-band 모듈레이션 기술 활용하여
데이터 사용량이 낮은 사물 전용 네트워크 구축
Neul
(영국)
주파수대역 사이에 존재하는 white space 사용하여
IoT 전용 네트워크 제공
서비스
제공
도달
범위
전력 소모량이 낮은 정도
위성
셀룰러
Wi-Fi
블루투스Zigbee/ZwaveANT
WhiteSpace
Issue&Trend
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○ [SigFox] 데이터 사용량 낮은 사물 대상으로 ultra narraw-band 기술 활용하여
IoT 전용 네트워크 구축, 네트워크 외 플랫폼/솔루션 등도 제공
- 로컬 파트너사와 협력 통한 글로벌 확대 전략으로 시장 확대
○ [Neul] BT와 협력하여 주파수대역 사이에 존재하는 유휴주파수 대역을 사용하여
IoT 전용 네트워크 제공
- Milton Keynes 지역에 Neul Weightless 기지국 구축 및 IoT 네트워크 테스트, 주차 센
서 및 스마트 쓰레기통 시범 서비스 시행
IV. IoT 전용 네크워크 구축 사례
[SigFox] 저전력∙저비용의 IoT 전용 셀룰러 네트워크 구축
□ 유럽 각국 및 미국에 IoT 전용 무선 통신망 구축
○ 프랑스∙네덜란드∙스페인∙영국∙러시아 등에 IoT 전용 무선통신망을 기 구축, 샌프란
시스코 지역에 추가 구축 계획
- 기존의 이동통신망 기지국이나 라디오 안테나에 네트워크 장비를 부가적으로 설치하여
전용 무선통신망 구축
- Baby 모니터링∙무선 전화기(유럽-868MHZ, 미국-915MHZ) 용도의 무면허 공용 주파수
대역을 활용
○ 통신사와 경쟁하는 것이 아니라 통신사업자의 셀룰러 네트워크와 나란히 Ultra
narrow-band 모듈레이션 기술을 활용하여 네트워크 구축2
○ 규모의 경제 달성에 따른 운영상의 효율로 비용 대폭 절감
- 모듈당 몇 달러, 단말당 1달러 미만 수준
- Gadget 제조사는 접속비용을 단말비용에 포함시켜 고객에게 별도의 접속비용을 청구
하지 않아도 됨
2 SigFox는 당 기술을 ETSI에 제출하여 표준화 작업 추진
Issue&Trend
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□ 데이터 사용량 낮은 사물간 연결 지원, 블루투스∙와이파이 대체
○ Ultra narrow-band 기술은 100bps 대역폭만을 지원하여 2G 대비 속도가 느림
○ SigFox의 타깃 시장은 데이터 전송량이 적고 네트워크 접속 빈도수가 낮은 사물
- 자판기, 아케이드 게임, 커넥티드 홈 가전제품, GPS 추적 단말, 스마트 미터 및 의료기
기, 알람 센서 등
○ 커넥티드 가전제품, 웨어러블 단말 등 현재 블루투스, ZigBee, Wi-Fi로 연결되는
사물을 SigFox의 IoT 전용 무선 통신망으로 대체할 계획
[ SigFox의 글로벌 파트너십 통한 서비스 사례 ]
파트너사(국가) 서비스 내용
Worldsensing
(러시아)
모바일 앱을 통해 주차장소 검색 및 교통 정체 상황 등을 파악
하는 Intelligent Parking Solution으로 CO2 배출량 절감에 기여
MMAF
(프랑스)
연기∙동작 감시기가 작동할 경우 보험 가입자들에게 스마트폰
으로 관련 내용을 통보
WhistleGPS
(미국) 애견의 위치와 운동 상태가 기록되는 목걸이
Arqiva
(영국)
영국의 각 도시(버밍엄, 브리스톨, 에딘버러, 글래스고우, 리즈, 리
버풀 런던, 맨채스터, 쉐필드 등)에 IoT 전용 네트워크 구축
[Neul] BT와 협력, White Space 활용한 IoT 전용 네트워크 구축
□ BT와 협력하여 영국에 시범 White Space IoT 네트워크 구축
○ Neul사는 White Space를 활용하여 IoT 전용 네트워크를 상용화한 Start-up
- 저비용∙저전력∙폭넓은 커버리지의 무선통신기술/플랫폼(NeulNET) 및 솔루션 보유
○ 디지털TV 전환으로 사용되지 않는 방송용 유휴 주파수인 white space는 적은 기
지국 수, 저비용, 높은 장애물 투과율의 장점을 보유함
- 기존 무선 네트워크 대비 서비스 범위 최대 10배, 건물투과율 9배 향상
- 비슷한 저대역 주파수를 갖는 방송용 주파수 특성상 글로벌적 사용 가능
Issue&Trend
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□ Neul의 기술력과 BT의 운용/관리역량을 결합하여 시범사업 전개
○ 올해 5월 BT와 협력하여 White Space 기반의 개방형 IoT 네트워크 시범사업
계획 발표(영국)
- 여름에 15개의 Weightless(오픈 무선기술 표준) 기지국 구축 후 IoT 네트워크 마련하여
9월부터 본격 시범 서비스 개시 예정
- 18개월 프로젝트 기간 내 근처 주차 가능 공간 안내 서비스, 쓰레기 수거 요청 알림
서비스 우선 적용 후, 설치류 덫 알림, 물 비누통 공급 요청, 수위 확인, 중앙 난방 시
스템 등으로 서비스 확대 적용할 계획
○ Neul-BT간의 협력은 Neul의 기술력과 BT의 운용/관리역량의 결합으로 Ofcom의
white space 활용 파일럿 테스트에서부터 이어짐3
□ 글로벌 시장에서 White Space 네트워크 구축
○ 영국 외 미국, 캐나다, 스코틀랜드, 벨기에, 스위스, 핀란드, 남아공, 싱가폴, 태국,
일본 10개국에서 white space 네트워크 구축 경험 보유
파트너사 서비스 내용
BT
(영국)
[주차 안내] 센서(2개 AA 배터리로 10-15년 작동) 전파 차단
유무로 주차 가/불 확인 → BT가 안테나 탑/가로등에 설치한 Neul
기지국으로 신호 송부 → 시 홈페이지에서 데이터(구글 지도) 확인
[쓰레기 수거 관리] 수거 필요 알림 보내오는 쓰레기통만 방문
[교통/도로정보] 교통 체증 및 도로 상태/현황 전송
Carlson (미국) White Space 활용한 브로드밴드 서비스(RualConnect) 개발
Spectrum
Bridge(미국) White Space 활용한 IoT 네트워크 구축
FarSite
(영국)
Neul사와 IoT 애플리케이션 공동 개발
[netBin] 쓰레기 수거 요청 알림 서비스
[Customer Integration] 고객사 상품/서비스 NeulNET과 연결
3 교통부와 Felixstowe와 Cambridge 사이 A14 도로의 교통정보 향상 프로젝트 시행 (‘13)
Issue&Trend
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[ SigFox 및 Neul사의 IoT 전용 네트워크 구축 서비스 사례 ]
구분 SigFox Neul
활용기술 셀룰러 네트워크 구축 White Space 활용
기술 강점 저비용/저전력 넓은 커버리지, 저비용/저전력
타깃 시장 데이터 전송량이 적고 네트워크
접속 빈도수가 낮은 사물 장거리통신 대상 사물
파트너사 Worldsensing, MMAF, WhistleGPS,
Arqiva등 BT
서비스
사례
연기 감지기, 애완견 목걸이,
자전거 잠금장치, 수도관
등으로부터 데이터 수집하여
무선통신망을 통해 전송
세계 11개국에서 서비스
V. IoT 전용 네트워크 구축 사례 시사점
□ IoT 네트워크는 시장 수요와 변화 저항 강도에 따라 다르게 운용
○ 자동차, 의료 등의 분야는 시장 수요가 높지만 새로운 시스템 수용에 대한 저항
도 강해, 비용이 많이 소요되더라도 신뢰성 높은 서비스 제공하는 IoT 네트워크
구축 전략 필요 (4G, 5G 모바일 네트워크 활용)
○ 반대로 프린터, 스피커 등의 분야는 변화에 대한 저항도가 높지 않아서 신뢰성보
다는 저전력, 고효율 특성을 지닌 전용 네트워크 구축으로 IoT 추진
출처: Gartner
Issue&Trend
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□ 중소기업 IoT 시장 진입장벽 제거 위해 전용 네트워크 구축 필요
○ IoT 사업 아이디어가 있어도 네트워크 구축 혹은 사용 비용이 높아 시장 진입에
어려움을 겪고 있는 중소, 1인 기업을 위하여 국가가 IoT 전용 네트워크 구축
○ 자동차, 의료와 같이 QoS가 필요한 부분이 아니라 저전력, 고효율을 요구하는
IoT 전용 네트워크 구축은 꼭 필요한 부분
○ 정부는 와이파이 인근 대역이나 글로벌 공용 주파수 대역, 혹은 지상파 디지털
방송으로 환수되는 전파 대역을 IoT 전용 네트워크로 지정 가능
□ IoT 표준화 추진으로 초기 산업 활성화를 위한 규모의 경제 달성
○ 표준화 없이 각개 약진하는 형태로 진행되는 IoT 시장은 규모의 경제 달성에 어
려움을 겪을 가능성이 높음
○ 이 경우 글로벌 OS사업자나 플랫폼 사업자가 국내 시장을 장악할 우려 존재
○ 따라서 국내에서 초기 IoT 시장형성을 촉진하기 위해서는 국가가 나서서 표준화
를 선도하고 이를 통하여 초기 서비스 제공의 규모의 경제 달성 추구
* SKT는 ETRI와 IoT 분야 협력 MoU를 체결(’14.4)하고 신규 사업기회 발굴
□ Cross 플랫폼 aggregator로서의 역할 선점 및 수직 확대 고민 필요
○ 사물인터넷 관련 다양한 서비스 출현과 더불어 가치사슬을 cross로 접목, 데이터
를 통합해 최적의 고객 경험을 제공할 수 있는 aggregator의 역할이 중요해짐
○ 나아가 가치사슬 내의 수직확대 및 데이터 통합 솔루션 독점 제공 등을 통하여
시장을 선점할 필요 있음