우수한 커넥티비티는 사물 인터넷 (IoT)에 있어서 기본이 되는 사항으로 상용 장치가 라우터, 서버, 제어 애플리케이션 및 기타 IoT 장치(예: 인더스트리 4.0 제조 생산 라인)와 원활하게 통신할 수 있도록 합니다.

현재 기업과 가정에서 수백만 개의 IoT 지원 장치가 사용되고 있으며 그보다 더 많은 애플리케이션이 개발 중이므로 IoT는 고품질의 안정적인 연결과 신뢰할 수 있는(그리고 안전한) 데이터의 흐름이 필수 불가결한 요소입니다. 효율적이고 신뢰할 수 있는 통신은 장치가 올바르게 작동하는 데 매우 중요하며, IoT는 이제 스마트 홈 및 의료에서 제조 및 운송에 이르기까지 다양한 분야에 스며들고 있습니다. 따라서 사물 인터넷이 신뢰할 수 있는 연결성과 성능을 제공하기 위해서는 다음과 같은 커넥티비티 문제를 해결하는 것이 필수적입니다

• 대역폭

충분한 대역폭은 자동화된 생산 및 관리 솔루션을 구현하고자 하는 기업을 위한 IoT 커넥티비티에 있어서 주요 고려 사항입니다. IoT 네트워크는 많은 양의 데이터를 생성하며, 수천 개의 장치가 동일한 네트워크를 통해 요청 및 응답 신호를 보낼 때 기존 네트워크 인프라에 부담을 줄 수 있습니다.

네트워크가 복잡할수록 원활한 운영을 위해 사용 가능한 대역폭의 필요성이 커집니다. 무선 IoT 네트워크는 기계 및 벽과 같은 장애물과 같은 작업장내의 물리적 제한으로 인해 전파 방해를 받을 수도 있습니다. 신호 범위 및 강도 감소 그리고 이로 인해 네트워크 속도가 느려지고 데이터 흐름이 중단되며 경우에 따라 연결이 끊어지고 생산 중단이 발생할 수도 있습니다.

기업이 IoT 지원 비즈니스 프로세스를 최대한 활용하려면 국내 전역에 원활한 인프라 및 하드웨어의 배포가 되어 있어야 할 것입니다. 최적의 안정성을 위해 대규모 서버 클러스터는 원활한 데이터 교환을 관리하고 빠르고 상시 응답하는 서비스를 제공할 수 있어야 합니다.

이러한 변화는 단기간에 이루어지지 않으며, 네트워크 사업자는 기업에서 사용할 수 있는 연결성을 늘리는 것과 함께 추가 대역폭에 투자하여 그 용량을 개선해야 합니다.

• 전원 관리

효율적인 전력 관리는 높은 수준의 IoT 아키텍처를 개발할 때 매우 중요합니다.

장치에 다양한 수준의 전력이 필요한 경우 에너지를 효과적이고 효율적으로 관리하기가 더 어려워져 연결 문제가 발생합니다. 직접적으로 말하자면 IoT장치 및 센서에는 무정전 전원이 필요합니다. 전원이 문제가 된다면 곧 서비스 중단으로 이어질 것입니다.

따라서 IoT 장치에 대한 전력 요구 사항을 최소화하고 낮은 전력 소비를 갖추고 전력 연속성을 높이는 것이 필수적입니다.

이러한 단점을 해결하기 위해 개발자는 저전력 광역 네트워크(LPWAN)를 활용할 수 있습니다. 이러한 네트워크를 통해 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 장거리, 저전력 무선 신호를 배포할 수 있으며 전력 소비가 낮다는 추가 이점이 있습니다. 전력과 데이터가 이더넷 케이블의 데이터 쌍을 통해 동시에 전송되는 PoE(Power over Ethernet)는 네트워크 연결이 필요한 IoT 장치에 전력을 공급하는 보다 효율적인 방법을 제공합니다.

EnOcean과 같은 지속 가능한 IoT 회사의 에너지 수확과 같은 새로운 솔루션은 스위치 작동과 같은 운영 환경에서 에너지를 끌어와 무선 IoT 장치에 전력을 공급하는 데 사용하기 위해 변환됩니다. 향상된 장치 설계 및 최적화, 무선 네트워크의 최적화된 배포는 모두 개별 비즈니스 및 애플리케이션의 전원 관리를 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 배터리 기술의 발전은 또한 고정 및 서비스 불가능한 IoT 장치의 에너지 저장과 수명 연장을 가능하게 합니다.

안타깝게도 모든 비즈니스의 요구 사항을 충족하는 IoT의 전력 관리에 대한 모든 솔루션에 맞는 단일화된 방법은 없습니다. 예기치 않은 문제를 방지하려면 IoT 배포를 위한 초기 개발 단계에서 네트워크의 예상 전력 사용 요구 사항을 충족하는 맞춤형 솔루션을 사용하여 맞춤형 전원 관리 전략을 구현해야 하며, 잉여 용량을 업그레이드 및 향후 확장에 사용할 수 있도록 남겨 두어야 합니다.

• 데이터 신호 및 통신

데이터 스트림과 IoT 메시지는 여러 요인으로 인해 발생하는 손실이나 손상에 취약하므로, 특히 시간이 중요한 데이터 스트리밍이나 넓은 연결 범위가 필요한 경우 데이터를 효율적으로 수집하고 라우팅하려면 안정적인 양방향 시그널링이 필수적입니다.

SMS 및 USSD와 같은 이전 표준 모바일 신호 방법은 GSM 아키텍처와 제한된 용량 및 속도로 인해 많은 IoT 애플리케이션에 적합하지 않습니다. MQTT, CoAP 및 XMPP를 포함한 수많은 대체 통신 IP 기반 프로토콜이 IoT 애플리케이션에 성공적으로 채택되었습니다. 이러한 프로토콜을 사용하면 장치가 기존 방법보다 더 큰 안정성과 확장성으로 고속 인터넷 연결을 통해 서로 통신할 수 있습니다.

또한 단일 네트워크로 작동하는 연결된 네트워크 장치 그룹인 메시 네트워크의 개발은 이제 여러 장치 간의 더 나은 신호 전달과 보다 원활한 통신을 용이하게 합니다. 메시 네트워크는 하나의 연결 장치가 오프라인 상태가 되면 다른 노드를 통해 통신이 즉시 다시 라우팅되는 '자가 치유 기능'으로 인해 IoT 애플리케이션에 더 큰 안정성을 제공하며, 연결이 제한될 수 있는 원격 위치에서 사용하기에 이상적입니다.

• '스마트 시티'

대한민국 송도는 세계 최초의 스마트 시티로 설계되었으며 전자 데이터 수집 및 공공 서비스 간의 커넥티비티는 더 높은 경제 성장, 더 나은 삶의 질 및 향상된 지속 가능성을 제공하는 것을 목표로 합니다. 10년이 넘는 계획 및 개발 작업에도 불구하고 송도 스마트 시티는 여전히 진행 중인 작업이며, 우리가 미래에 도시에서 어떻게 살아갈 것인지에 대한 다양한 모델을 모색함에 따라 이 프로젝트와 다른 스마트 시티 프로젝트가 향후 몇 년 동안 어떻게 발전할지 보는 것은 흥미로울 것입니다.

스마트 인프라 프로젝트도 전 세계적으로 시행되고 있는데, 예를 들어 영국의 런던과 버밍엄에서 확장된 초저배출 구역(ULEZ, 배기가스의 엄격한 관리기준에 부합하는 차량만 운행가능한 지역)을 관리하는 데 사용되는 데이터 관리 및 모니터링 시스템도 있습니다. 그러나 상호 연결된 스마트 시티의 비전이 진정으로 현실이 되게 하려면 IoT 장치, 프로세스 및 시스템 간의 안정적인 데이터 연결이 필수적일 것입니다.

적어도 지금까지는 스마트 시티만큼 크고 다양한 정보 네트워크에서 여러 데이터 스트리밍을 효율적이고 자율적으로 관리할 수 있는 '관리형 AI'는 없습니다. 방대한 양의 정확한 실시간 데이터(예: 교통 혼잡, 대기 질 등)에 액세스할 수 있는 지능형 시스템이 스마트 도시 지역에서 생활하고 일하는 경험을 향상시킬 수 있게 빠르게 동작하고 효과적인 결정을 내리는 것이 과제입니다. AI 스마트 도시 시스템의 설계자와 개발자에게 있어서 이는 스마트 시티 거주자에게 더 나은 삶의 질을 제공하기 위한 것이며 시스템이 안전하고 일관되며 예측 가능하게 작동하기 위해 시스템의 복잡성, 다양한 무선 표준, 방대한 양의 장치 및 데이터가 필요하기 때문에 중요한 도전 과제를 제시합니다.

• IoT 장치 모니터링

장치 모니터링은 각 IoT 장치가 네트워크에 연결되거나 연결이 끊어질 때 올바르게 식별되도록 하며, 이는 IoT 인프라의 효과적이고 안전한 기능에 필수적입니다. 장치가 오프라인 상태가 될 때 연결 및 성능 문제를 해결하려면 각 장치의 상태를 지속적으로 모니터링해야 합니다. 이를 통해 네트워크 문제를 실시간으로 식별할 수 있으며 문제를 더 빠르게 식별하고 더 쉽게 해결할 수 있습니다.

그러나 장치 모니터링에서 정확하고 신뢰할 수 있는 결과를 보장하기 위해 해결해야 할 몇 가지 과제가 있습니다.

• 다양한 에코시스템과 장치 모니터링을 위한 통합 플랫폼의 부족으로 인해 여러 장치 및 위치에서 성능을 추적하고 신뢰할 수 있는 데이터를 수집하기가 어려울 수 있습니다.
• 현재 많은 모니터링 솔루션은 수동 입력에 의존하며 문제를 자동으로 감지하고 진단할 수 없습니다.
• IoT 장치에서 생성되는 데이터의 양이 너무 많기 때문에 모니터링 및 보안 문제가 발생할 수 있습니다. 이 데이터는 AI 기반 제어 시스템을 사용하지 않고는 적시에 해석하고 조치를 취하기 어려울 수 있습니다.

진일보한 모니터링 솔루션에는 통합 클라우드 기반 분석 플랫폼이 포함되어 있어 여러 장치의 실시간 데이터 모니터링과 네트워크 문제의 신속한 감지 및 진단이 가능합니다. AI 머신 러닝 알고리즘은 데이터의 이상 징후를 감지 및 진단하는 프로세스를 자동화하고 프로세스를 간소화하며 모니터링 용량과 정확성을 모두 높일 수 있습니다.

• IoT 장치 및 네트워크를 위한 데이터 보안

강력한 데이터 보안은 IoT 네트워크에 필수적입니다. 안타깝게도 IoT 네트워크는 네트워크 배치, 대용량 데이터 및 분산 특성으로 인해 사이버 위협에 특히 취약합니다.

보안 연구원들은 이러한 문제를 알아차리는 데 오랜 시간이 걸리지 않았습니다. 해커는 무선 연결의 취약성을 통하거나 또는 연결된 장치의 노출된 벡터 및 취약성을 악용하여 IoT 네트워크에 액세스할 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 네트워크에 들어가면 공격자는 MITM(Man-in-the-Middle), 숨겨진 게이트웨이 및 원격 액세스 벡터 공격과 같은 악의적인 공격을 시작할 수 있습니다. IoT 시스템을 구현할 때 이러한 위협을 줄이기 위해 기업은 강력한 인증 프로토콜(예: OAuth2 또는 JWT)과 안전한 높은 엔트로피 암호화 기술(예: AES 256)을 사용하여 민감한 데이터를 보호해야 합니다. 네트워크 방화벽과 보안 게이트웨이를 구현하여 수신 및 송신 지점을 보호하고 액세스를 제한하여 잠재적인 공격을 차단해야 하며, 능동적 모니터링 및 네트워크 세분화를 통해 공격 벡터와 전반적인 사이버 보안 위험도 줄일 수 있습니다.

고품질 커넥티비티 테스트로 QA 프로세스 강화

결론으로 2023년 IoT가 직면한 과제는 복잡하지만 극복할 수 없는 것은 아닙니다. 인프라 및 하드웨어, 스마트 전원 관리, 효과적인 데이터 신호, 스마트 시티 개발, 고급 장치 모니터링 및 강력한 데이터 보안에 대한 적절한 투자를 통해 기업은 경영과 성장을 방해할 수 있는 커넥티비티 장애물을 극복할 수 있습니다. 그리고 고품질의 커넥티드 제품을 보장하는 핵심 중 하나는 고품질의 커넥티비티 테스트를 통해 QA 프로세스를 강화하는 것입니다. 자동화된 테스트는 개발 프로세스 전반과 제품 수명 주기 동안 장치가 제대로 작동하고 서로 효과적으로 통신하는지 확인하여 연결 문제의 위험을 최소화하고 IoT 장치의 성능과 안정성을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 자동화 솔루션에 투자하고 IoT 전략의 필수적인 부분으로 도입함으로써 기업은 혁신적인 기술의 잠재력을 완전히 실현할 수 있고 고객에게 더 큰 가치를 제공하며 향후 몇 년 동안 혁신과 성장을 주도할 수 있을 것입니다.

넥스젠은 IoT 제품 개발 전략 및 품질 보증 프로세스를 지원하기 위해 안정적이고 비용 효율적인 코드 없는 자동 커넥티비티 테스트를 제공하여 기업이 IoT를 위한 더 나은 연결된 제품을 만들 수 있도록 지원하고 있습니다.

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