| 초록 |
1. 배경 유엔 인구 기금(UN Population Fund)에 따르면 2014년을 기준으로 세계 인구의 54 #37;인 약 33억 명의 사람들이 도시 지역에 거주하고 있으며, 2030년까지는 대략 66 #37;, 즉 50억 명이 도시 지역에 살게 될 것으로 예상된다 [1]. 이는 향후 도시를 건설하고 관리하기 위해 막대한 어려움을 뒤따를 것임을 의미하는 동시에 수십억 명의 도시인의 삶을 개선 할 수 있는 중요한 기회임을 시사한다. 예견되는 어려움을 극복하기 위해 전 세계의 엔지니어들은 사이버 물리 시스템(cyber physical system; IoT/M2M), 5G, 빅데이터 분석 등의 신기술을 활용하여 도시 교통, 수자원 및 폐기물 관리, 에너지 사용, 도시 운영 및 시민의 생활 양식을 뒷받침하는 공공기반시설(infrastructure) 관련 제반 문제에 대한 새로운 접근법과 해결책을 모색하고 있다. 스마트시티는 인프라에만 집중하거나 시민과 커뮤니티가 보다 현명한 생활을 할 수 있도록 하는 데 초점을 맞추는 등 다양한 정의가 있다. UN 특별 기구인 ITU(International Telecommunication Union)가 2014년에 조사한 바에 따르면 세계적으로 116개의 스마트시티 정의가 사용되고 있으며, 개념 정의에 사용된 키워드로는 수단을 강조한 ICT, 정보, 통신이 26 #37;, 목적을 강조한 환경 및 지속성이 17 #37;, 그리고 인프라와 서비스가 17 #37;의 비중을 차지하였다. 이러한 분석을 종합하여 ITU가 정의한 바에 의하면 [2], '똑똑하고 지속 가능한 도시(smart sustainable city)란 삶의 질, 도시 운영, 서비스의 효율성 및 경쟁력 향상을 위한 정보통신기술(ICT) 및 기타 수단을 사용하는 혁신적인 도시 모델로, 현재 및 미래 세대의 경제적, 사회적, 그리고 환경적 요구를 충족 시킨다 . ' . 이 정의는 스마트시티가 단지 신기술을 활용하는 도시가 아니라는 점을 강조하고 있다. 즉, 시민, 시 당국, 지역 업체와 산업계, 지역 사회 단체 등 다양한 이해 관계자로 구성된 복잡한 생태계이며, 대도시 또는 지역 규모의 서비스를 정의하기 위해서는 단순한 지리적인 경계의 개념을 넘어서 복합적인 거버넌스 단체와 지자체의 모임으로 확장하여야 함을 강조하고 있다. 본 보고서는 스마트시티가 어떻게 진화하고 있는가에 대한 기술 동향에 초점을 맞추었지만 [3], 도시 문제 해결을 위한 기술 적용 시 제도적인 측면을 고려할 필요가 있다. 본질적으로 스마트시티의 핵심 목표는 도시 생태계에서 금융, 삶의 질, 건강, 교육, 시간 등의 정성적, 정량적 가치를 창출해 내는 것이기 때문이다. 2. 스마트시티 기술 동향 2.1. 스마트시티 기술 생태계 기술적 관점에서 스마트시티 생태계(ecosystem)는 다양한 기술 분야로 구성되는 복잡한 구조이다. 주요 플레이어는 여러 영역에서 다른 플레이어를 보완하거나 때로는 겹치는 솔루션을 운영한다. 주요 플레이어급의 기업은 도시의 기술적 요구에 대해 엔드-투-엔드(end-to-end) 솔루션을 제공하고자 집합점(convergence point)을 찾아가는 기술개발을 하고 있다. 그러나 규모와 역량이 작은 대부분의 플레이어는 타 기술 분야의 파트너와 공동 작업을 해야 한다. Frost Sullivan 보고서에서는 다음과 같이 스마트시티 기술 생태계를 5가지 핵심 기술 그룹으로 구분하고 있다 [4]. Figure 1. Technological ecosystem in smart city market [4] 스마트시티는 운송, 건강, 에너지 등 다수의 하부 시스템으로 구성되기 때문에 도시와 시민의 요구에 대응하기 위해서는 시스템의 시스템(SoS; System of Systems) 방식의 접근법이 필요하다. 일부 대기업이 스마트시티 서비스를 자체적으로 개발 및 구현하고 있지만 이는 일반적인 경우라고 볼 수 없다. 오히려 스마트시티의 성공적인 구현을 위해서는 저수준 센서/액추에이터(actuator), 효과적인 데이터 통신, 데이터 수집으로부터 건강 관리, 에너지, 운송 등 특정 영역에의 활용(domain specific applications)을 위한 데이터 분석까지 다양한 솔루션과 기술을 결합하여야 하기 때문에 많은 회사가 협력하는 것이 바람직하다. 2.2. 해외 기술 동향 스마트시티 시장 성장의 밑거름은 에너지, 운송, 도시 계획 등과 같은 핵심 분야에서 도시와 시민에게 스마트한 솔루션을 제공할 수 있도록 해주는 광범위한 ICT 기술이다. 본 절에서는 핵심 기술 동향과 이들이 스마트시티에 미치는 영향을 조명해보고자 한다. 2.2.1. 네트워킹과 통신 스마트시티가 인프라, 장치 및 인력을 연결하고 데이터를 수집하며 무수히 많은 엔드 포인트 서비스를 제공 할 수 있게 해주는 결정적인 기술은 네트워킹(networking) 및 통신(communication) 인프라이다. 스마트시티 기술 및 서비스 생태계의 복잡성은 공공기반시설 모니터링으로부터 디지털 미디어 기업의 백본(backbone)에 이르기까지, 가정 보안으로부터 도시 차원의 교통 모니터링에 이르기까지 다양한 요구 사항을 지원하는 네트워킹뿐 아니라 통신에 있어서 전체론적 접근 방식을 요구한다. 이러한 다양한 필요성은 스마트시티가 BLE(Bluetooth Low Energy), ZigBee 등과 같은 저 대역폭(low bandwidth) 무선 기술에서부터 백본 구축을 위한 전용 광섬유에 이르기까지 다양한 기술을 포괄할 것을 요구하고 있다. 향후 스마트시티 개발에 영향을 미칠 몇 가지 중요한 기술 동향은 다음과 같다. 저전력 WAN 기술 : BLE, Zigbee, WiFi 등과 같은 개인/지역 네트워킹 기술과 기존 3/4G와 같은 라이선스 셀룰러 네트워킹, LoRaWAN과 802.11ah와 같은 5G 기술로 진화하고 있는 기술 구도 상의 틈새 시장. 이들 기술은 무면허 주파수를 사용하며 저전력 및 저비용에 초점을 맞추고 있다. 일부에서는 5G 네트워크 구축 전 임시방편이라고 주장하지만, 일본 NTT, 프랑스와 호주의 SigFox, 미국의 Comcast 등이 많은 관심을 가지고 이러한 기술을 시험 중에 있다. 비영리 단체 ThingsNetwork에서 채택한 접근 방식인 비교적 낮은 자본과 비용으로 도시 전체의 서비스를 무료로 제공하는 기술은 향후 도시에서 도입을 원하는 매력적인 능력이 될 것으로 기대된다 [5]. 3/4G 기술 진화 : 5G 표준 개발에 상당한 진척이 있기는 하지만 2020년까지 완전히 구축되기는 어려울 것으로 예상된다. 그때까지는 많은 이니셔티브들이 기존 셀룰러 기술의 중기적 진화에 초점을 맞추는 추세이다. 예를 들어 3GPP 컨소시엄은 CAT-1, CAT-M1 그리고 NB-LTE(Narrow-Band Long-Term Evolution) 등에 대해 작업을 수행 중인데, 이들 표준은 IoT 시나리오에 초점을 맞추고 있으며 스마트시티 IoT의 핵심이라 할 수 있는 보다 나은 에너지 효율성, 비용 절감 및 보다 나은 침투/밀도(penetration/density)를 지향하고 있다. 5G : 차세대 네트워킹(5G)은 진행 중인 여러 이니셔티브에서 핵심적 기술이자 비즈니스 대상이다. 5G는 미래 스마트시티를 위한 결정적 요구사항인 광대역, 전달 및 성능 보장, 적응성, 에너지 효율성 및 실시간 기능 등을 목표로 한다. 5G의 장기적인 목표와 기술에 대한 여전히 여러 가지 논쟁이 있기는 하지만 계속 진화해가고 있는 기술이다 [6]. 4G의 발전 및 5G로의 궁극적인 전환과 상관없이, Software-defined Networking(SDN)과 Network Function Virtualization(NFV)은 핵심적인 기술로서 진화하고 있는 다양한 기술들이 서로 결합되어야 함을 이야기하고 있다. 예를 들어 운영자와 사용자 간의 복잡한 네트워킹 환경에서 여러 가지 기술적 난제에 대한 해결책의 한 가지는 네트워크 운영자가 SDN을 사용하여 서비스 조정하거나 NFV를 사용하여 네트워크 처리에 보다 많은 지능을 투입하는 것이다 [7]. 2.2.2. 사이버 물리 시스템과 IoT 사이버 물리 시스템(cyber physical system)과 사물 인터넷(IoT)은 일반적으로 물리적 장치의 인터넷 연결 및 가상적 표현으로 정의되며, 스마 |
