[ECO Market] Issue Report 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향.hwp

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1 Issue Report 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 미래사회연구실

2 CONTENTS Issue Report 요 약 3 Ⅰ. 연구배경 및 기본전제 5 Ⅱ. 만물지능통신과 미래 이동통신의 공진화 11 Ⅲ. 만물지능통신기반 미래 이동통신 발전구도 23 Ⅳ. 국가 ICT신전략 방향 : 5G와 만물인터넷의 최적화 관점을 중심으로 32 참고문헌 45

3 요 약 연구의 기본전제 본고의 목적은 경험칙과 기술적 상상력을 바탕으로 향후 30년을 사정권에 넣고 만물지능통신과 미래 이동통신간의 공진화 방향과 관련 산업발전 전략방향을 도 출하는 데 있음 세상의 모든 물체가 서로 끌어당기는 만유인력이 작동하듯이 물리적 세계의 모든 구성체는 디지털 네트워크와 상호관계성이 심화되고 있으며, 대부분의 융합기술 진화가 네트워킹과 컴퓨팅의 최적화 상황으로 나아가고 있다고 전제 이동통신의 경우 지난 30년 간 약 10년을 단위로 1G, 2G, 3G로 발전하여 온 경 험칙을 적용하면, 2010년대는 4G, 2020년대는 5G, 2030년대는 6G 그리고 2040 년대 이후는 7G로 이행할 것으로 대담하게 전제하여 볼 수 있음 스마트 혁명에서 보듯 모바일과 인터넷은 상호 공진화하는 생태계로 나아가고 있 으며, 인터넷은 지금까지 사람 간 커뮤니케이션 중심(Internet of People)에서 2010년대는 사물인터넷으로, 2020년대는 만물인터넷으로, 2030년대는 만물지능 인터넷으로, 2040년대 이후에는 만물초지능 인터넷으로 진화할 것으로 예상 연구의 핵심내용 이상의 기본전제를 근거로 이동통신과 인터넷의 공진화 패러다임이 만나는 전략 영역에서 미래 이동통신산업의 도약과 발전이 이루어질 것으로 로드맵을 설정하 였음 이러한 기본전제를 바탕으로 2010년대는 스마트 디바이스 수백억 개가 생활세계 를 지원하는 4G기반 광대역 산업생태계가 창출될 것으로 전망 2020년대는 수천억 개의 스마트 디바이스/센서가 엮어지는 5G기반 만물 초연결 산업(Hyper connected Industry)생태계로 성숙하며, 2030년대는 조(Trillion)단 위의 와이어리스 디바이스/센서가 물리공간에 스며드는 6G기반 만물 초공간 산 업(Hyper Spatial Industry)생태계가 구축될 것으로 전망 그리고 2040년대 이후는 사실상 무한대 와이어리스 디바이스/센서가 디지털 피 부막이 되어 지구행성을 에워싸는 7G기반 만물 초지능 우주(Hyper extra-intelligence Universe)생태계로 진화할 것으로 예측

4 요 약 만물지능통신시대의 네트워크 생태계 이미지 이러한 만물지능통신과 미래 이동통신 시스템의 공진화 방향을 기저로 미래 이 동통산업의 발전구도 고찰을 통하여, 본 연구에서는 5G와 만물인터넷의 최적화 관점 을 중심으로 미래창조 선도국가로의 대항해를 지향하는 ICT 신전략 방향을 제안 ICT 신전략 방향 1 : 5G와 만물인터넷 서비스를 최적으로 연계하는 빅데이터 클라 우드 플랫폼을 국가전략 영역별 특화하여 준비한다. ICT 신전략 방향 2 : 2020년대 이후의 ICT 신지평을 열고 미래창조경제의 최우선 전략 차원에서 700MHz대역의 주파수 배정과 확보에 국민적 공감대를 형성한다. ICT 신전략 방향 3 : 디지털 행성시대를 주도하기 위하여 사람, 사물, 공간을 지능 적으로 연결하여 21세기 국가시스템을 운용하는 초연결 만물지능통신기반 구축을 위 한 장대한 그랜드 전략을 추진한다. ICT 신전략 방향 4 : 디지털 파놉티콘(원형감옥)의 가능성을 염두에 두고 개인정보 보호, 사이버 태러 등 디지털 위험사회에 대비한다. ICT 신전략 방향 5 : 토인비의 도전과 응전 의 역사적 교훈을 살려, 디지털 행성 문명 선봉국가로의 창조적 대항해를 국가 ICT신전략 1가 1번지로 삼는다.

5 ETRI 창의미래연구소 Ⅰ 연구배경 및 기본전제 영화적 상상력과 미래 만물지능통신 아키텍처 영화 <아바타>의 무대는 2154년으로 22세기 지구미래를 다루고 있음. <아바 타>를 관람한 대부분의 관객들은 첨단 컴퓨터 그래픽(CG)을 통해, 생생하게 감 정까지 전달하는 3D영상과 미묘한 심리적 감정적 변화까지 표출해내는 디지털 객체들의 감성기술(Emotional Technology)에 경탄하였음 그러나 이 영화에서 간과해서는 안 되는 또 하나의 메시지가 있음. 그것은 판 도라의 전체 생태계를 관통하는 거대한 정보처리시스템이라고 할 수 있음. 판 도라 행성의 모든 생명체와 물체 그리고 그들의 의식과 지능은 생체식물신경망 (Bio-botanical Neural Network)으로 엮어져 있기 때문임 - 자아를 가진 거대한 존재로서의 판도라의 나비족은 지금까지 지구 이외 지역 에서 발견된 유일한 인간류로서 다른 생명체와 교감을 나눌 수 있는 신경계 인 큐(queue) 를 지니고 있음 큐는 같은 나비족간 또는 다른 생명체의 큐와 연결되는 궁극의 디바이스이자 인터네 페이스 수단 나비족은 큐로 연결된 동물이나 식물의 힘과 움직임, 감정 등을 알 수 있음. 이러한 교감을 나비 언어로 샤헤일루(tsahaylu) 라고 함 사헤일루는 인류가 구현하고자 소망하는 궁극의 정보통신서비스라고도 할 수 있음 나비족은 생체식물신경망에 접속하면, 부족의 수호신인 에이와(eywa)의 현신 ( 顯 身 )이라고 할 수 있는 영혼의 나무(tree of souls) 등 판도라의 모든 생명 체가 축적하고 있는 지식을 전송 받을 수 있음 영혼의 나무 는 미래의 환상적이 클라우드 컴퓨팅이자 궁극의 서버역할로 그 위상을 부여할 수 있음 지구의 참나무와 유사한 생김새를 하고 있는 판도라의 소리의 나무(tree of voice) 들은 한 그루가 주변의 천 그루를 단위로 전기적 화학적으로 서로 교신. 천 그루의 소리나무들이 일종의 근거리통신망(LAN)을 이루고 있음. 소리의 나 5

6 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 무 네트워크는 또 다른 1천개의 네트워크 군집망으로 엮어져 전체적으로 1조 그루의 나무들이 촘촘하게 교차 회로망(Crossover Network)을 구성 이러한 네트워크 토폴로지는 수많은 컴퓨망의 초연결 클러스터로서 인터넷 생 태계와 유사하며, 1조 그루의 소리의 나무가 초생명적으로 연결되어, 전체가 부분이 유기적인 관계구조로서의 미래인터넷의 지향점이라고 할 수 있음 이렇게 전제하면, 큐 는 궁극의 미래형 스마트 단말(스마트폰 100.0버전)임. 동 시에 미래 궁극의 USB로서 고차원 클라우드인 소리의 나무 에 접속하여 서로 소통함으로써 조상의 메시지를 다운로드 받는 것임 에이와는 판도라의 탄생과 역사, 모든 생명체의 의식과 감정이 정교하게 기록 되어 있음. 판도라의 모든 생명체를 연결하고 나비족은 그 연결을 통해 세상의 균형이 이루어진다고 믿고 있음. 나비족에게 있어서 에이와는 모든 생명체를 관대하게 보듬은 자연의 어머니임 이러한 관점에서 영혼의 나무 는 고차원 서버이고 에이와는 환상적인 컴퓨터 시스템이자 빅데이터 100.0버전 만물지능통신 생태계로서의 판도라 커뮤니케이션 구조 2014년에 개봉된 영화 <트랜센더스>에도 인간의 지적능력을 초월하는 양자컴퓨 팅 시스템 PINN(Physically Independent Neural Network) 이 등장하고 있 음, 이는 관점을 달리하는 판도라의 생태계의 상사구조로 받아들일 수 있을 것 임 6

7 ETRI 창의미래연구소 영화 <아바타>에서 상정하는 2154년 인간의 과학기술은 판도라의 언옵타늄 (Unobtainium) 1) 에 크게 의존하고 있음. 언옵타늄은 자기장을 밀어내거나 안에 가둘 수 있는 고온 초전도체로서 1,516 C까지 초전도성을 유지 또한 10억 가우스(십만 테슬라)의 자기력에 둘러 싸여도 전도성을 유지함으로써 지구의 초전도 물질보다 약 1,000배 강한 자기장 반발력을 가졌음. 22세기 인간 의 항성 간 통신인 슈퍼 루미널 통신, 컴퓨터 하이퍼 칩 기술은 언옵타늄 없이는 성립되지 못하는 것으로 전제[1]. 이처럼 영화 <아바타>는 이상적인 미래 인터넷과 고성능 컴퓨터, 환상적인 미래 이동통신단말, 완벽한 반도체 재료 등이 모두 동원되어 있음 <아바타>의 무대인 2154년이 너무 아득한 미래 세계를 다루고 있다면, 영화 <마 이너리티 리포트>는 우리의 다음 세대인 2054년을 배경으로 하고 있음 2054년의 워싱턴 DC에는 허공의 손놀림으로 정보를 검색하는 인터페이스 기술, 소형의 거미형 로봇, 종횡무진으로 달리는 자동주행자동차, 하늘을 날아 다니는 호버 크라프트(hover craft)등이 등장 호버 크라프트는 고압 공기를 아래 쪽으로 분사하여 기체를 지상이나 수상에 띄 울 수 있는 미래형 스마트 자동차. 여기서도 한없이 진화한 미래 이동통신의 진 면목이 펼쳐지고 있다고 할 수 있음 <마이너리티 리포트>의 2054년의 미래는 범죄가 일어나기 전에 미리 예측 가능 한 프리크라임 시스템 으로 범죄율을 획기적으로 낮추는 것으로 상황이 설정. 프리크라임 시스템 은 세 명의 예언자의 뇌에 있는 이미지를 영상으로 바꾸는 장치(전자신문, 면). 인간의 생각이나 꿈속에 그려본 이미지를 영상으로 바꿀 수 있다면 무궁무진한 콘텐츠의 신세계를 펼칠 수 있을 것임. 이처럼 미래공상과학 영화의 상상력은 인 간이 추구하고자 하는 미래 컴퓨터 시스템과 이동통신의 지향성을 웅변하여 주는 유력한 지표가 될 수 있음 이하에서는 미래의 인터넷은 사람, 사물, 공간 그리고 시스템이 초연결되는 만물 지능인터넷 생태계로 진화할 것으로 전망함. 또한 이러한 미래인터넷 생태계와 차세대 이동통신 간의 공진화가 한층 심화될 것이라는 전제하에 2010년 대 부터 2040년 대 까지의 이동통신시스템의 메가트렌드와 동 산업의 발전전망을 추론 1) 고온 초전도체는 20세기 초에 처음으로 활용되었으나, 물질 고유의 불안정성으로 인해 당시에는 쓸모없는 기술로 인식되었음. 계속되는 노력에도 불구하고 연구성과가 빈약하여, 연구자들은 그들의 목표를 Unobtainium(이루어질 수 없는) 이라고 불었음. 그러나 이 문제가 무인 탐사선이 알파 센터우리 A의 지구 형 위성인 판도라에서 고온 초전도체를 발견함으로써 해결되었음. 이루어질 수 없는 꿈이 실현될 것임 7

8 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 이러한 중장기적 미래상은 비록 실체적 경험은 하지 않았지만, 도전할 수 있는 선택적 기억의 미래 와 저자의 기술적 상상력을 동원하여 대담하게 그려보기로 함 선택적 기억의 미래 란 지금까지 수많은 전문가들의 식견과 미디어 등을 통해 논의되어 온 공유된 지식 그리고 개인의 연구경험과 지식의 투영을 통하여, 적극 적으로 설계하는 도전적 미래상이라고 조작적 정의를 내리기로 함 만물지능통신은 M2M과 IoT를 포용하면서 한 단계 진화한 개념. M2M은 컴퓨 터 네트워크에 접속된 기계가 원격지의 기계와 데이터를 자동적으로 교환하여, 정보를 수집하거나 시스템을 최적화하는 개념 예를 들어 스마트 그리드에 있어서 전력회사의 컴퓨터가 자동적으로 통신하여, 에어콘의 온도를 최적화하거나, 낭비되는 조명을 자동적으로 조절할 수 있는 상 황을 설정할 수 있음 최근에는 기계가 자동적으로 수집하여 집적한 빅데이터로 부터 고장을 미리 알려 주는 시스템 등이 주목을 받고 있음 IoT는 IT기기 이외 모든 사물을 인터넷에 접속하여 상호제어하는 새로운 인터넷 패러다임임. 모든 개체에 태그, 센서 등을 비롯한 다양한 정보수집 장치와 통신 장치 또는 지오코딩(Geo-coding:디지털 정보에 위치 정보를 부가하는 것) 기능 를 부착하여 지식서비스를 제공하는 인프라임 예를 들어 GPS기능이 딸린 디지털 카메라나 비디어 카메라가 늘어나게 되면, 지오태그(Geo-tag : 지오코딩 기술에 의하여 부여된 위치 정보태그)를 부가하는 상황을 설정할 수 있음. 사진이나 동영상의 메타데이터로서 이전부터 존재하는 연월일시각 정보뿐만 아니라, 위치(위도 경도 방위 고도 등) 정보가 보태지면, 촬 영한 후 지도상에 사진을 배치하여 여행지에서 이동한 경로를 시간축과 공간축 으로 더듬어 갈 수 있음 지오코딩은 GPS뿐만 아니라 WiFi 액세스 포인트를 이용하여 수행할 수도 있음 8

9 ETRI 창의미래연구소 M2M, IoT, AToN(만물지능통신)의 개념구분 만물지능통신 혹은 만물지능인터넷은 사람, 사물, 공간 그리고 시스템을 인터넷 생태계에서 초연결하는 교차회로망(Crossover Network)인 동시에 만물의 시공 간적 상황, 위치 그리고 사람의 지식 및 오감 정보 등을 결합하여 만물이 소통하 는 자율분산적 지혜서비스 인프라라고 할 수 있음 구글이 2014년 10월에 발표한 피지컬 웹(Physical Web)프로젝트는 만물지능인 터넷의 초기버전이라고 할 수 있음. 동 프로젝트에서 구글은 버스 정류소와 자 판기를 사례로 피지컬 웹 환경을 설명하고 있음 예컨대 물리적 환경의 각 기기에 고유의 URL를 부여하면, 동 URL은 주변의 모 든 대상에 발신되고, 그 부근에 있는 스마트폰이나 태블릿에 표시됨. 이렇게 되 면 이용자는 자신의 스마트폰을 이용하여 이들 객체와 자연스럽게 통신할 수 있 게 됨 이렇게 되면, 버스정류장 혹은 자판기에 특화된 어플리케이션을 별도로 다운로 드 할 필요가 없게 됨. 구글은 기존의 모바일 앱을 대체하는 URL환경 구축을 통 하여 무수한 모바일 앱 등을 대체할 수 있는 웹 환경의 공통규격을 설계하고 있 다고 할 수 있음 9

10 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 만물지능통신시대의 네트워크 개념도 출처: 만물지능통신TFT문서,만물지능통신시대의 IT R&D 계획, 한국전자통신연구원, 이처럼 만물지능통신은 사람과 사람의 커뮤니케이션을 넘어 지금까지 통신과 컴 퓨팅의 대상이 아니었던 기계, 사물, 공간 그리고 시스템이 모두 인터넷 생태계 로 엮어지는 초연결 초공간 네트워크를 지향함 이러한 개념을 한자어로 표현하면 원융무애망( 圓 融 無 碍 網 )이 될 수 있음. 원융무애 는 원효대사가 설파한 사상으로 막힘과 거리낌이 없이 두루 통하는 상태 임. 세상 의 모든 구성요소가 물리적 가상적으로 연결되어 네트워크의 객체가 될 수 있고 주 체가 될 수 있는 미래네트워크 환경 본 보고서에서는 만물지능통신에 대한 이상과 같은 기본전제를 바탕으로 만물 지능통신과 가장 상호관계성이 깊은 것으로 판단되는 미래이동통신과의 상호관 계를 정립하고, 이를 기반으로 양자 간의 공진화 구도와 만물지능통신기반 미래 이동통신의 발전 경로를 탐색함. 마지막으로 이러한 작업성과를 바탕으로 만물지 능통신시대의 국가ICT신전략 방향을 제안하고 함 10

11 ETRI 창의미래연구소 Ⅱ 만물지능통신시대의 이동통신 메가트렌드 1. IoT에서 IoE로 그리고 AIoE로 본고에서는 미래인터넷을 2010년대는 M2M/IoT로, 2020년대는 만물인터넷(IoE: Internet of Everything)으로 발전하고, 2030년대는 다시 만물지능인터넷(Ambient Intelligence IoE)로 나아갈 것으로 전제함 그리고 2040년대 이후는 만물초지능인터넷(EIoE:Extra-intelligence IoE)시대로의 진화라는 다소 모험적인 진로를 제시한다. 이러한 전제하에 미래이동통신시스템은 2010년대는 4G, 2020년대는 5G, 2030년대는 6G, 2040년대 이후는 7G가 될 것으로 지난 30년간의 패턴 연 장선상에서 직관적인 로드맵을 그려봄 1G상용화 이후 이동통신 진화는 10년 주기로 발생하여 온 경험칙을 기반으로 저자는 그 동안 여러 경로를 통하여 선택적 기억의 미래 에 토대를 두고 동 관점을 주창하여 왔음[2]. 먼저 혼란의 여지를 줄이기 위해 M2M, IoT의 개념부터 정리하여 보기로 함. 대부분의 전자 기기에는 무수한 내장형 마이크로 칩이 탑재되어 있음. 여기서 말하는 내장형이란 단순히 컴 퓨팅 디바이스가 TV, 에어콘, 세탁기, 비데 등의 기계 혹은 설비 속에 들어 있는 상태를 그 체를 의미 내장형에서는 프로세싱 모듈은 거의 의식되지 않음. M2M은 인간의 개입 없이 기기끼리 네 트워크를 통하여 통신하며, 각각의 기기가 작동하는 시스템으로 정의될 수 있음. 교통정보 검색, 긴급시 미리 설정된 오퍼레이터와의 통화, 도난시의 위치검색, 네비게이션 지도 갱신 등이 가능한 자동차용 이동통신서비스는 M2M의 단적인 사례임 중요한 것은 M2M의 전용 통신모듈은 시스템 내의 일부 데이터 또는 특정 센서 간 접속이 제한되는 특정 애플리케이션 용도라는 점임 모든 것을 무선으로 연결하는 IoT는 복수의 시스템을 연결하는 메타 시스템이라는 점에서 M2M과는 차이화됨. IoT에는 수백 개, 수천 개 혹은 수억 개의 정보원( 情 報 源 )이 존재함 수많은 M2M데이터가 IP망으로 서로 연결되어, 플랫폼에서 처리되어 의미 있는 정보를 제공 하거나 프로세스에 개입하는 환경이 IoT라고 할 수 있음 이동통신시스템과 전파산업의 중장기적 추세를 전망함에 있어서 인터넷과의 상호관계를 논 하지 않고는 성립될 수 없음. 인터넷의 연결주체와 시스템의 구성이 사람과 사람, 사람과 기 11

12 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 계에서 모든 사물, 모든 시스템, 모든 인프라의 디지털화, 스마트화로의 전환은 모바일 인터 넷, 와이어리스 만물인터넷의 패러다임의 진화와 그 궤적을 같이 하기 때문임 시계열적 관점에서 본 인터넷과 이동통신 간 상호관계도 출처: ETRI Creative Opinion ECO시리스, 만물지능통신시대 10대 메가트렌드, CISCO의 추청에 의하면, 2013년의 시점에서 인터넷에 연결되는 사물의 수는 100억 개로 추산함. 그리고 현실세계에는 1.5조개의 잠재적 연결의 대상이 존재한다고 전제하고, 이 중 99.4%는 아직 인터넷에 접속되어 있지 않아 미래 IoT의 잠재적 가치는 거대하다고 봄 CISCO는 IoT가 성숙된 측면을 강조하여 IoE: Internet of Everything 개념을 내세우고 있음. IoE는 사람 사물 데이터 프로세서를 연결하여, 현재 이상으로 고밀도 초연결 가치를 창 출하는 것으로 정의하고, 2013년에서 2022년에 걸쳐서 전 세계의 기업에서 14.4조 달러의 경제적 가치를 생산할 것으로 예측[3]. 그렇다면 IoE의 다음 국면은 어떤 모습일까? 본 연구에서는 도시를 구성하는 기본요소인 사 람 사물 공간이 서로 초연결되고, 이 과정에서 창출되는 데이터와 정보가치를 보다 고차원으 로 처리할 수 있는 지능서비스를 제공하는 만물지능인터넷(AIoE : Ambient IoE)시대가 도 래할 것으로 전제 여기서 Ambient 란 컴퓨터가 환경처럼 스며들어 있어 사용자를 에워싸고 있다는 의미에서 빌려 온 개념. 1988년 미국의 컴퓨터 과학자인 마크 와이저가 꿈꾼 진정한 유비쿼터스 세상 이 성숙된 상황을 형용한다고 할 수 있음 상기 그림은 사물인터넷(IoT), 만물인터넷(IoE), 만물지능인터넷(AIoE) 그리고 만물초지능 인 12

13 ETRI 창의미래연구소 터넷(EIoE)으로의 진화경로를 보여주고 있음. 지금까지의 경험칙에 입각하여 인터넷의 진화 경로와 이동통신시스템의 고도화 과정은 거의 맞물려 발전하는 것으로 판단함 2010년대의 수백 억 개의 디바이스가 4G시스템과 상호관계성을 갖은 단계라면, 2020년대는 수천억 개의 디바이스와 센서로 구성되는 만물인터넷과 5G시스템의 상호발전 심화단계로 봄 그리고 2030년대는 수 조개의 디바이스와 고성능 센서가 편재적으로 엮어지는 만물지능인터 넷과 6G시스템 간의 초지능화 단계로 나아갈 것으로 예측함. 같은 맥락에서 2040년대 이후 는 무한대의 디바이스와 센서가 인간의 오감 기능을 한없이 확장시킬 것으로 판단함 7G와 만물초지성 인터넷의 만남은 인간의 신체를 제3의 피부로 감싸고 지구를 제3의 행성 으로 만들어, 제2단계 유비쿼터스 시대가 융성할 것으로 예측함. 동 상황을 일종의 싱귤래리 티에 근접으로 단계로 보고 만물초지성 인터넷으로 명명하기로 함 여기서 지능(intelligence) 이란 방대한 데이터로부터 의미 있는 정보를 추출하 고, 그 정보로 부터 특정한 목적에 부합시켜간다면 지식이 되고, 다시 최적 행동 으로 옮기게 한다면 지능으로 봄 따라서 만물지능인터넷은 무수한 디바이스와 클라우드로 부터 빅 데이터와 스몰 데이터를 찾아내고, 다시 정보로 가공하고 해석한 후 상황에 맞는 지식서비스로 또는 맞춤형 해결책을 제시하는 지능서비스 생태계로서의 미래인터넷 환경이라고 정의 우리나라는 2014년 현재 홈 와이파이 보급률이 80.3%로 세계 1위이고, 스마트 폰 보급률은 73%로 세계 2위임 이러한 현실의 연장선상에서 2014년 12월 현재 일부 가전제품에만 들어 있는 와 이파이는 5G시대에는 스마트 홈의 발전과 함께 대부분의 가전제품에는 필수적으 로 와이파이, 근거리 통신, LTE통신기능 그리고 각종 센싱기능이 기본 모듈로 탑재될 것으로 보는 것은 자연스러운 경로가 될 것으로 판단됨 웨어러블 디바이스의 이용자가 증대되고, IoT의 보급에 따라 메모리 반도체와 모 바일 AP와 같은 시스템 반도체가 하나로 합쳐지는 고성능 융합반도체 부품 수요 등이 급증할 전망할 것으로 예상됨 그것은 앞으로 IoT에서 IoE로 그리고 AIoE로 나아갈수록 대량의 디지털 기기에 반도체 메모리가 탑재되기 때문임. 중요한 것은 보다 초소형이며 소비전력이 적 은 메모리를 저비용으로 생산하는 기술개발이 관건이라고 할 수 있음 13

14 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 2. 조단위 센서 우주(Trillion Sensors Universe)시대의 도래 2020년대 이후에는 스마트 센서 네트워크가 가정 건물 공장 그리고 사회 인프라 의 구석구석에 스며 들어, 가전과 사무기기, 공장의 생산설비의 가동현황 등에 대한 데이터를 실시간으로 수집하는 상황으로 전개될 것으로 판단됨 획득된 데이터는 무선으로 클라우드로 전송되고, 클라우드에서 처리된 데이터는 현실세계로 환류되어, 일상생활의 쾌적성과 산업설비의 생산성을 증대시켜 줄 것 임. 스마트 센서를 탑재한 도로 교량 터널 등의 유지 및 관리 상태를 감지하여 이상 조짐을 조기에 진단하여 위험을 회피 이러한 상황 시나리오는 조단위의 센서가 또 하나의 지구 생태계(Digital Planet)로 작동되는 2020년대 이후의 단적인 모습이라고 할 수 있음 무수한 센서가 발산하는 빅 데이터의 적용범위를 한층 확장하여 지구사회와 인 류의 삶을 바꾸려는 취지에서 미래 센서 기술의 바람직한 방향과 전략을 모색하 는 학회 TSensors Summit 가 2013년 3월 University of California, Berkeley에서 처음으로 개최되었음 발기인은 Fairchild Semiconductor사의 센서 솔루션 부문 부사장인 Janusz Bryzek이임. 동 서미트에서는 대학과 기업 관계자 100여명이 참석하여 1조개 센서시대를 하나의 우주(TSU: Trillion Sensors Universe)탄생으로 보고, TSU 로드맵, TApps(Trillion Sensors Application), TApps를 실현할 센서기술 플 랫폼(STP) 등 다양한 관점에서 활발한 논의가 이루어졌음[5]. TSENSOR SUMMIT와 학회창립자 출처: 학회의 타이틀 TSensors 는 Trillion Sensors의 약자로 금후 10년 이내에 세 계 ICT 인프라에서 매년 1조개의 센서가 필요함을 의미함. 현재 전 세계에서 매 년 100억 개의 센서가 출하되고 있는데 그 수가 1000배로 될 것이라는 조건을 14

15 ETRI 창의미래연구소 전제로 함 1조개의 센서는 세계 70억 인구가 평균 150개씩 사용하는 규모임. Bryzek은 이 러한 TSU 비전과 로드맵이 실현되면, 2014년부터 2020년까지 향후 6년간 1억 7200만 명의 새로운 고용이 창출될 가능성이 있다고 대담하게 전망 2013년 말 현재 미국 내 전체고용이 1억 4400만 명에 달하는데, 과거 10년간 미국의 신규 고용자 수는 130만명 분밖에 창출되지 않았다는 점을 감안하면 괄 목할 만한 수치라고 할 수 있다[6]. 이러한 수치 데이터는 여러 관련 산업계의 데이터와 전문가의 토론 그리고 Bryzek의 추정에 유래하고 있음 그림에서는 Bryzek이 1조개의 센서 시대 비전을 보여주는 관련업계 전망과 테 크놀로지에 기반한 글로벌 제품과 서비스의 수요와 공급추이를 보여주고 있음. Bryzek 발기인이 조단위의 센서 시대의 도래를 추론한 근거로 2013년에 발간된 Abundance 라고 하는 미래 낙관주의자들의 기술예측 서적을 들고 있음 Trillion Sensors Visions and Abundance Source : Janusz Bryzek, Trillion Sensors:Foundation for Abundance and Internet of Everything, TSensors Summit,Feburary 20,2014. 이 책은 X Prize의 창설자인 Peter Diamandis와 저널리스트인 Steven Kotler 의 공저로서 세계는 우리가 예상하는 것 이상으로 윤택한 사회로 나아가고 있다 고 진단함. 세계는 식량부족, 불충분한 의료체제, 물부족, 에너지 고갈 등과 같은 지구사회 문제는 20년 내에 해결될 것으로 주장 15

16 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 예컨대 테크놀로지와 인간의 역량 그리고 자본을 적절히 동원한다면 인류가 직 면한 대부분의 과제는 해결될 수 있다는 것임. 바로 이러한 소망하는 지구사회를 달성하기 위해 향후 20년 간 45조 개의 센서가 필요하다고 예견. 이러한 맥락에 서, 20년 후에는 재화와 서비스의 공급이 수요를 초과하게 되는데 이 변곡점을 윤택 Abundance 로 규정하고 있음.[그림 참조] 2) Supporting real-world applications : ambient electronics Source:Beomjoon KIM, NEMS meets Bio/molecular engineering, Institute of Industrial Science, The University of Tokyo, 2014 Tech-BizKorea 발표자료 ( , 전자신문) 이러한 예측의 배경에는 기술의 진화를 제시하고 있음. 지금까지 테크놀로지는 무어의 법칙이 웅변하듯 가속도적으로 진화하여 왔다고 전제. Bryzek은 Trillion Sensor 추진을 통하여 새로운 유형의 센서 실용화를 보다 가속화하고 자 함 그는 단적인 사례로 iphone이 처음으로 도입된 2007년경에는, 아이폰과 다른 디바이스를 합쳐서 전 세계에 약 1천만 개의 MEMS(Micro Electro Mechnical System)센서가 주로 마이크나 가속도 센서로 사용되었음을 환기시키고 있음. 그 러나 6년이 지난 2014년 2월 현재 약 50억 개의 디바이스가 사용되고 있는 상 2) 아프리카의 말라리아 박멸을 지원하고 있는 빌 게이츠도 향후 20년 이내로 지구 상에서 극빈국가는 사라질 것이라는 낙관적 전망을 한다. ountries-by-2035/ 16

17 ETRI 창의미래연구소 황을 강조 이러한 수치는 년 200%의 기하급수적 성장률이며, 역사상 이토록 급속하게 성장 한 테크놀로지는 없었다고 주장. 미국의 Intel사, Hewlett-Packard, Robert Bosh사 등은 2021년부터 2026년까지 센서 시장은 1조개 규모가 될 것으로 예측 향후 매년 50%만 성장해도 10년 후에는 약 1조 개 센서 시장을 실현할 수 있다 고 전제. 바로 이 점이 로드맵의 출발점이며, 의미 있는 성장을 예측하기 위한 도전적인 비전의 중요성을 강조 특히 최근 개인이 Kickstarter 등 클라우드 펀딩으로 자금을 조달하는 시스템이 구축되면서, DIY혁명 으로 지칭되는 이노베이션을 가속화. 또한 빌 게이츠 등 자선가가 기금을 만들어 유망기업을 육성하고 있음 또한 아프리카 등 개도국에도 인프라가 보급되면서 급속하게 인터넷 이용자가 늘어나고 있음. 앞으로 개도국으로부터 수십 억 단위의 소비자가 E 커머스를 이 용하게 됨에 따라 대규모 경제적 파급효과가 기대되고 있다고 봄 Global Tides Driving Demand for Sensors Source : Janusz Bryzek, Trillion Sensors:Foundation for Abundance and Internet of Everything, TSensors Summit,Feburary 20,2014 상기 [그림]에서는 Bryzek는 트릴리온 센서 수요를 가속적으로 견인하는 영역 으로 IoT, 모바일과 웨어러블 시장, 나노기술, 디지털 제조(3D프린팅), 컴퓨터, 디지털 헬스, 컨텍스트 컴퓨팅(Context Computing), CeNSE(Central Nervous System of the Earth), 5-in-5 등을 들고 있음 17

18 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 한편 Cisco나 GE에 의하면, 만물인터넷의 시장규모는 2020년 19조 달러가 될 것이라고 상향 예측하고 있음. 이것은 세계 GDP(약 100조 달러)의 약 20%이 고 이 중에서 센서 관련 시장규모는 1조 달러를 상회할 것으로 전망 기술적 혁신의 추동력과 지구사회의 과제해결을 위한 대안으로 대규모 센서 네 트워크 인프라의 성숙시대로 나아가고 있는 것은 부인할 수 없는 거대조류라고 할 수 있음. TSummit는 금후 지구사회 인프라 구축에 있어서 과제가 될 연구 테마를 논의하는 것을 목표로 산학연 관계자들이 적극적으로 대응[9]. 3. 5G이후의 이동통신과 트릴리온 센서 인프라의 만남 5G이동통신 시스템에 공식적인 기술사양은 결정되지 않았지만, EU, 중국, 일 본 그리고 우리나라를 중심으로 활발하게 대응하고 있음[10]. 또한 ITU도 5G 비전으로 1최대 전송률, 2체감 전송률, 3주파수 효율성, 4응답속도, 5이동 성, 6최대연결 수, 7에너지 효율성, 8면적당 용량 등 8개 요소를 확정해놓 고 있는 상황 웨어러블, M2M, IoT등의 통신 디바이스의 다양화 등으로 금후 매년 1.5-2배 속도로 트래픽이 증가될 것으로 가정했을 경우, 2020년대에는 2010년 대비 1,000배의 트래픽이 될 가능성이 높음 ITU전권회의 의 부대행사인 월드 IT쇼 와 5G글로벌 서밋(Global Summit) 의 화두도 미래인터넷과 5G에 대한 대담한 접근이었음 5G글벌 서밋에 참석한 ICT리더들은 인터넷의 정보가 곧 내 지식인 증강지능 사회가 온다 (린다 코왈스키 에버노트 부사장), ICT노믹스의 원동력은 5G와 IoT가 주도한다 (하성민 SK텔레컴 사장), 나를 중심으로 정보가 가공돼 스스로 찾아오는 시대가 열린다 (이상철 LG유플러스 부회장), 미래의 10년은 사물 500억 개가 연결되는 시대 (얀 페리에 에릭슨 부사장) 등 산업구조의 파괴적 혁신이 수반될 것으로 전망하고 있음(조선일보, ). 아래 [그림]에서는 모든 것이 무선으로 연결되고, 보다 많이 연결될수록 서비스 가 보다 고도화되고 다양화되는 전파이용의 트렌드를 보여주고 있음. 자동차, 주택, 가전, 액세서리, 로봇, 센서 등 모든 것이 무선으로 네트워크(클라우드)에 접속되어 자동적이고 지적으로 정보수집과 관리 제어가 수행되는 상황임 앞으로 무선으로 연결되는 디바이스가 많아질수록 제공되는 서비스와 어플리케 18

19 ETRI 창의미래연구소 이션은 보다 풍부해지고 고도화되어 갈 것으로 전망. 예를 들어 4K/8K와 같은 초고화질 영상 스트리밍, 대용량 멀티미디어 정보를 양방향으로 처리하는 미디 어 리치 환경의 SNS, 네트워크를 기반으로 하는 촉감통신(Tactile internet), 증강현실(AR: Augmented Reality) 등의 서비스가 실현될 것으로 예상됨 또한 무선이 안심 안전, 재난 재해 등 시민의 생명선이 되어 고신뢰 서비스를 제공하는 공동체 기반으로서의 역할이 한층 증대될 것임을 암시하고 있음 Major market/service trends toward 2020 and beyond Source : DOCOMO 5G White Paper, NTT DOCOMO,INC.July 2014[6]. 5G와 M2M/IoT의 생태계가 2020년대에 500억 디바이스가 초연결되는 상황이 라면[12], 6G와 7G는 1조개의 하드웨어로서의 센서와 100조개의 소프트웨어로 서의 센서들의 생태계로의 진입으로 볼 수 있음 네트워크에 연결되는 디바이스가 500억 개 규모가 되면 그 자체로 초대규모 시장이 형성. 대부분의 디바이스가 실시간으로 데이터를 생성하게 되고, 그 데 이터는 또 실시간으로 해석되어야만 비로소 가치 있는 부가서비스를 생산하게 되는 것임 따라서 하드웨어 신산업 보다도 몇 배 거대한 소프트웨어와 서비스 기반 신산 업이 출현하게 되는 것임 세계최대의 반도체 집적회로를 생산하는 회사인 Intel이 500억 개 디바이스와 1조개의 센서의 세계가 갖는 21세기 지구적 과제 해결력에 주목하고 있음. [그 19

20 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 림]에서 보듯 인텔사의 연구진들은 태양 에너지의 경제성 확보, 핵융합 에너지 의 활용, 탄소 포획방법 개선, 식수해결, 사이버 공간의 안전 확보, 도시 인프 라의 유지 보수, 유전체 정보 해석, 브레인의 역설계, 바이오 줄기세포 투자, 가상현실 활용, 고도화된 개인학습, 핵 테러 방지 등 21세기를 살아가는 인류 의 도전과제들의 해결책으로 500억 디바이스와 조 단위의 센서 인프라의 활용 을 제시[7]. Intel의 선임전략가이자 기술설계자인 Bhide가 이끄는 연구진들은 트릴리온 센 서 우주(50B D+Trillion Sensors)생태계가 구축되면, 인류가 당면한 과제의 많은 부분이 해결 가능할 것으로 전망. 동사의 연구진들은 일반적으로 1조 규 모의 센서를 말할 때, 물리적 센서, 즉 하드웨어로서의 센서를 의미하기 때문 에 소프트 센서를 계산하지 않는다는 입장에 주목 Grand Challenges for Engineer in 21 st Century Source:Sandhipark Bhide_Intel Corporation, Trillion Sensors Summit, Feburary 예를 들어, 카렌다 이벤트와 같은 소프트 센서는 컴퓨터에서 처리하는 프로세스 수가 많아질수록 시스템 작동에 예상하지 못한 문제점이 발생시킬 경우가 있음. 이것은 물리적 센서가 아니라 소프트 센서의 정보를 처리해야 하기 때문임 따라서 하드 센서와 소프트 센서를 함께 고려해야 하며, 이렇게 되면, 1조개의 하드웨어 센서를 넘어서 100조개의 센서 생태계로 간주될 수 있다고 주장 또한 M2M/IoT의 활용에 있어서 계층적인 접근이 필요하다고 역설. IoT에는 커 20

21 ETRI 창의미래연구소 피 머신, 체중계, 전동 치솔, 카렌다 이벤트 등 무수한 센서와 디바이스가 있을 수 있음 [그림]에서는 오른 쪽으로 갈수록 IoT의 활용영역이 확산되는 되는 것을 알 수 있음. 디바이스의 리소스를 개인만의 사용에서 가족이 공유하는 방향으로 확대하 는 편이 이익이 될 수 있다는 것임 리소스를 공유하기 위해서는 냉장고, 전자레인지, 수도, 전기 등 각각의 디바이 스에 센서를 사용하여 관리될 수 있음. 이 문제 역시 오른 쪽으로 갈수록 이용 영역이 확장됨. 왼쪽의 데이터 모두가 오른쪽으로 가는 것은 아니지만 부분적으 로 공유되기 때문에 계층적인 접근이 필요함 예를 들어, 가정의 전기 사용정보를 아파트 단지 전체 정보의 일부라고 볼 수 있 음. 서로간의 청구요금을 비교함으로써 어느 집이 가장 전기요금이 저렴한지 서 로간의 정보교환을 통하여 전기낭비를 줄일 수 있음 가정레벨에서 도시레벨로 시점을 옮기면 이러한 정보는 물, 전기, 가스와 같은 소중한 자원의 유효활용으로 연결되어 갈 것임. 마찬가지로 정보를 오른쪽으로 옮겨갈수록 과제 해결과 문제 발생의 분량과 규모는 증대 국가차원이라면 감염증, 그리드 네트워크의 이용 상황, 전기 사용량 등을 판단함 과 동시에 국가안전보장과 연계하여 전력상황을 처리할 수 있도록 하여 줄 수도 있음. 지구차원에서는 온난화, 환경문제, 대형재난, 핵 위험 감시 등이 있을 수 있음 이처럼 M2M/IoT의 사용과 활용은 개인차원, 가정 및 가정차원, 도시, 국가 그 리고 지구차원으로 확대될수록 다양한 사용법과 해결방안이 생겨날 수 있고, 노 동과 산업과의 연관성도 그 만큼 다양하고 복잡하여지는 것임 2014년도에 들어와서 점염성과 치사율이 높은 에볼라의 확산 방지 대책이 지구 사회의 공통관심사가 되고 있음. 에볼라에 감염된 사람이 국제항공편을 이용하여 특정국가의 공항에 내려 국내에서 이동하였을 경우, 이동 도중에 감염이 확대될 가능성이 현실 문제로 드러나면서 많은 논쟁을 불러일으키고 있음 이러한 문제도 출국 혹은 입국심사 단계에서 감염 가능성이 높은 사람을 검출해 낼 수 있다면, 보균자가 접촉한 사람을 특정하거나 이동경로를 추적하여 문제의 확산을 최소화할 수 있음 21

22 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 Type of IoT Usages Source:Sandhipark Bhide_Intel Corporation, Trillion Sensors Summit, Feburary 앞으로 IoT 디바이스의 관리문제 또한 한층 중요해질 것임. 전주나 건물 벽에 디바이스를 설치 할 것 인지, 이 경우 데이터를 송신하는 부분뿐만 아니라 센서 를 어떻게 배치할 것인지 기본방침도 설정해야 함 IoT의 센서 규모가 확장될 수록 사이버 테러, 안전, 프라이버시, 신원확보 등의 과제가 경제사회적 확산과 보급을 저해하는 심각한 요인이 부각될 수 있음 지금부터라도 무수한 디바이스와 센서로 둘러싸인 차세대 모바일과 미래인터넷 환경과 공생하는 바람직한 삶의 방식에 대하여 진지하게 성찰하지 않으면 안 됨 22

23 ETRI 창의미래연구소 Ⅲ 만물지능통신기반 ICT전망과 전략 1. 만물지능통신시대의 ICT 발전경로 이상에서의 논의를 기저로 30년 후의 이동통신 시스템은 사실상 무한대의 저장 장치, 무한대 CPU, 무한대의 유무선 네트워크 역량을 지닐 전망. 동시에 이러한 무한대 인프라를 기반으로 IoT, 빅데이터 해석, 클라우드 서비스 그리고 인공지 능형 디바이스간의 초연결 생태계로 나아갈 것임 2040년대는 100억 명의 스마트 가입자가 1000억대의 스마트 디바이스를 활용하 며, 1조-100조개의 센서로 둘러 싸이는 디지털 우주에 서 생활하게 되는 것임 사람은 5G/6G/7G의 스마트 디바이스를 통해 하늘에 있는 스마트 클라우드 서비 스와 지상의 지능형 사물과 공간에 내뿜는 맞춤형 스몰 데이터와 빅데이터 서비 스를 자연스럽게 받을 수 있는 환경임 미래의 이동통신산업은 곧 모바일 인터넷 생태계의 진화과정이기도 함. 앞 절에 서 고찰한 바와 같이 이동통신시스템은 사물인터넷과 그 진화형태의 만물지능인 터넷 그리고 슈퍼 클라우드가 초연결되고, 초지능화된 생태계와 그 맥락을 같이 하기 때문임 이 과정에서 인공지능(Artificial Intelligence), 가상현실과 증강현실(Augmented Reality) 등과 연계된 미동통신의 미래는 내 손안의 천국(HHH : Hand Held Heaven)서비스를 제공하면서 인류의 삶을 극적으로 향상시킬 수도 있음 지금까지는 인터넷과 모바일은 실제경제의 보완단계라고 할 수 있다면, 앞으로의 인터넷은 실제경제의 그 자체로 발전하고(The Internet is The Economy), 5G 이후의 이동통신은 도시단위, 국가단위 그리고 글로벌 차원의 물리 가상통합시스 템 CPS플랫폼시대를 열어가면서 또 하나의 디지털 우주생태계로 진화할 것으로 전망되기 때문임(The Mobile is The Universe). 케빈 켈리는 2010년에 출간한 저서 What Technology Wants 에서 거대한 테크놀로지 시스템은 종종 극히 원시적인 살아있는 생물처럼 처신한다고 주창하 고 있음. 네트워크 특히 전자 네트워크는 생물과 닮은 행동을 보인다고 지적하고 있음 그는 테크놀로지가 집합적으로 형성하는 에너지의 총체를 지칭하는 테크늄 (Technium)이라는 조어를 만들어 내었음[15]. 테크늄은 인간의 통제나 의사를 떠나서 테크놀로지 자체가 자기발전하고 있다는 것임. 테크늄의 관점에서 보면 인터넷과 이동통신 시스템의 융복합 세계는 우리 23

24 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 주변에서 요동치는 더 크고 세계적이며 대규모로 상호 연결된 기술계(System of Technology) 의 전형적인 사례라고 할 수 있음 [표 1] 10년 단위로 전망한 이동통신 생태계 발전경로 3G-4G(-2020년) 5G( 년) 6G( 년) 7G(2040년 이후) 빅데이터, 클라우드, 인공지능형 디바이스와의 연결 전파이용 플랫폼으로서의 M2M/IoT생태계의 발전 빅데이터 G공간 등 상위계층 시장의 성숙화 분야별 CPS(Cyber-Physi cal System) 기술개발과 표준화 4G광대역 기반 산업생태계 전산업과 전인프라에 M2M/IoT플랫폼 과 연계 심화 하늘(클라우드), 땅(M2MIoT), 사람(인공지능형 단말)간의 천지인 생태계 성숙 산업과 인프라에 CPS(Cyber-Phy sical System) 전면적 보급 5G기반 초연결 산업 생태계 사람-사물-공간- 데이터-프로세스가 지능적으로 연결되는 AIoE 환경 실현 6G와 인터넷의 융합으로 만물지능인터넷 생태계 정착 글로벌 CPS 정착으로 디지털 행성 시대진입 가상현실과 증강현실 (Augmented Reality) 연계와 융합 심화 6G기반 초공간 산업 생태계 사람이 존재하는 공간자체가 네트워크화, 인터넷 환경으로 전환 CPS와 신체망 (Body Network)이 연계되는 만물초지능 인터넷 생태계 정착 트릴리온 센서 우주(Trillion Sensors Universe) 시대의 성숙 지구차원에서 모든 산업과 인프라의 CPS(Cyber-Physical System)생태계 정착 7G기반 초지능 산업 생태계 이상의 관점에서 살펴본다면 전반적으로 2010년대는 스마트폰과 스마트 디바이스 그리 고 웨어러블 중심의 단말이 보급되고 전파이용 플랫폼으로서의 M2M과 IoT생태계가 발 전할 전망 2010년대는 스마트폰 플랫폼의 고도화(Advanced Smart Phone)국면이라고 할 수 있음. 그러나 2020년대는 스마트폰 플랫폼을 기반으로 M2M/IoT 등이 만물인터넷으로 진화하여 전산업과 융합을 촉진하고 빅데이터와 클라우드 컴 퓨팅과의 정교한 상호연계가 고차원적으로 이루어질 것임 내비게이션/ITS, STB, 게임기, 개찰기, 계측제어기기 등이 5G시스템에 연동 이 본격화되면서, 5G기반의 스마트 디바이스가 한층 다양화(Expanded Smart Device)될 전망 2030년대는 무수한 단말이 자율적으로 정보를 수집하고 판단하기 시작하는 자율컴퓨팅과 소프트웨어 로봇의 시대로 나아갈 것임. CPS(Cyber-Physical System)이 경제사회 전분야의 기본 시스템으로 대체되면서, 무수한 센서 네 트워크가 현실시스템과 가상시스템을 초연결하는 필수적 사회 인프라로 정착 뇌과학의 성과로 인공지능이 탑재된 로봇 등이 보급되고 특히 재난 재해 현 장에서 본격적으로 활동하고 인프라를 유지 관리하게 될 전망 24

25 ETRI 창의미래연구소 다원적 계층 디바이스로 둘러싸인 미래 이동통신 생태계의 이미지 이러한 미래이동통신 생태계의 구축에 관건이 될 기술적 조건 중에서 가장 관건 이 될 핵심기술로 에너지 하베스팅(Energy Harvesting)기술을 들 수 있음. 동 기술은 태양광 진동 온도차 바람 강의 흐름 전파 등 일상생활 속의 에너지를 추출 하여 전력으로 변환하는 기술 단적으로 표현하여 일일이 배터리를 깔아 끼우지 않아도 되는 자립발전전자 디 바이스(Energy Harvesting Device)환경의 실현이라고 할 수 있음 [그림]에서는 2020년대 이후의 디바이스는 사람이 지니고 다니는 통신 디바이스 뿐만 아니라 일상생활 공간의 센서 디바이스, 사회 인프라의 환경 디바이스 등 이 중층적으로 사람들의 일상생활 세계를 에워싸게 될 것이라는 모습을 보여주 고 있음 이러한 환경의 무수한 디바이스는 스스로 에너지를 획득하는 발전기능, 활용 후 남는 에너지의 축전기능 그리고 무선기능을 갖춘 고차원 모듈(복합부품)을 탑재 할 수 있게 되면서 비로소 혁신적 생태계로서 작동할 수 있게 될 것임 [표 2]에서는 광섬유망 수준의 모바일 광대역 서비스가 보편적으로 활용되는 4G 네트워크(2010년대), 에너지 인터넷과 M2M/IoT/CPS가 초연결되면서 모바일 만 물인터넷 서비스가 성숙되는 5G네트워크(2020년대), 자율주행자동차와 분산에너 지, 초공간서비스가 선순환 발전하는 6G네트워크(2030년대), 인공지능컴퓨터가 모든 생활 소도구(LifeKit)에도 탑재되는 본격적인 나노/바이오 시대로 접어드는 7G네트워크(2040년대)로 발전하는 미래이동통신 네트워크의 로드맵을 보여주고 있음 2014년 10월 29일 구글의 첨단기술개발 연구부서인 구글X 가 나노 기술을 이용 해 암 등을 조기 진단할 수 있는 새로운 진단기술의 개발에 착수한다고 발표[16] 25

26 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 [표 2] 10년 단위로 전망한 이동통신네트워크의 발전경로(로드맵) 3G-4G(-2020년) 5G( 년) 6G( 년) 7G(2040년 이후) 광섬유망 수준의 4G시스 템 서비스의 글로벌 전 개 슈퍼 와이파이 등 고정망 대체수요 활성화 스마트폰과 웨어러블, 홈 IoT기반 성숙 Universal Mega Net 5G시스템과 에너지 인터넷 간의 연계심화 M2M/IoT/CPS의 보급으로 모 바일 만물인터넷 서비스 수 요의 발전 빅데이터와 스몰데이터의 연 계처리 시스템으로서의 5G성 숙 Ubiquitous Giga Net 6G시스템과 자율주행자동차, 분산에너지 시스템의 공진화 만물지능인터넷이 모든 경제 사회 인 프라로 정착 지금, 여기서, 당신과 나를 중심으로 하는 모바일 초공 간 서비스 성숙 Ambient Giga/Tera Net 7G시스템 기반 정보 전 력 교통 시스템의 초융합 만물초지능 인터넷과 7G시스템이 모든 경제사 회 인프라로 정착 인간의 생체시스템사한 중추 신경망 구조로 진화 Neural Giga/Tera Net 동 기술이 개발되면, 캡슐 형태의 알약으로 적혈구 2000분의 1크기의 나노 입 자 를 체내에 투입할 수 있게 됨. 투여된 나노 입자는 혈액 속에서 암 세포 등 특정세포와 결합함 입자와 결합된 혈액 세포는 손목 안쪽 정맥에서 자성을 띄고 스마트 워치 형태의 웨어러블 기기를 이용해 측정할 수 있을 것으로 기대하고 있음. 구글은 제약회사 와 웨어러블 기기 제조사들과 협력하여 상용화에 나설 방침 이처럼 2040년대 이후는 사람 몸 속의 암진단 캡슐, 암세포에 달아 붙은 나노입 자, 그리고 웨어러블 단말이 데이터를 주고 받은 시대로 진입할 전망 뇌과학과 나노기술 등을 바탕으로 사람의 인지와 오감을 대체 보완하는 Nano/Bio Device와 브레인 & 뉴럴 네트워크 시대로의 대이행이라고 할 수 있 음 CPS는 인간의 신체망과 융합되어 CP&NS(Cyber Physical & Neural System) 로 새로운 진화를 불러올 전망 2. 만물지능통신기반 ICT산업의 발전전망 향후 30년 이라는 장기적 관점에서 전망하는 이동통신산업의 기본축은 사람, 가 전, 기계, 설비, 주택, 다동차, 도로, 인프라 등이 초연결로 볼 수 있음. M2M/IoT는 IoE로 발전하면서 트릴리온 센서 우주(Trillion Sensors Universe) 에서 신체로 일부가 되는 디지털 생명 플랫폼으로 진화할 전망 이러한 혜택을 받는 모바일 이용자는 증강인류(Augmented Human)가 되어 지 적 창조력을 발산하게 되고, 증강 주택(Augmented Housing), 증강 그리드, 증 강 인프라, 지능형 증강 로봇, 증강 안전(Augmented Security) 등의 영역에서 26

27 ETRI 창의미래연구소 거대 신산업이 속속 등장하게 될 것임 리처드 도킨스이 주장한 이기적 유전자(The Selfish Gene)가 인간이 만들어낸 과학적 소산인 모바일과 인터넷에 스며들어 인간의 의지와도 상관없이 무한 자 기증식과 무한 자기진화를 반복하고 있는 형국임 이처럼 트릴리온 센서/디바이스와 이동통신시스템이 상호 공진화되면 무수한 차 세대 애플리케이션과 플랫폼이 출현. 인공지능 디바이스와 고차원 이동통신시스 템은 리처드 도킨슨이 말하는 이기적 유전자(The Selfish Gene)를 내장하고 스 스로 그 유전자의 복제욕구를 디지털 생명체로 나아가고 있음 이들 디지털 생명체들은 인간과 사물, 공간 그리고 시스템간의 대동맹이라는 디 지털 생물권(Digital Biosphere)을 탄생시킬 것임 디지털 생물권으로서의 초연결된 대륙은 거대한 가상적 물리적 시스템과 인간생 체 메커니즘을 정교하게 엮어내는 모바일 디지털 행성(Digital Planet)생태계를 융성하게 할 것임 물리적 지구와 가상적 지구가 최적으로 연계되는 디지털 행성은 60억 스마트 인 터넷 인구와 100억 스마트폰 가입자 그리고 1000억 개의 스마트 디바이스를 입 체적으로 구조화하는 증강 인프라와 증강 산업을 잇달아 쏟아낼 전망 물리적 인프라와 가상적 인프라를 연계하고 융합하는 일종의 군집인프라(Cluster Infra)로서의 정전교( 情 電 交 )복합인프라로의 재구조화임. 정전교 복합인프라는 인 류의 3대 인프라인 정보 전력 교통인프라를 소프트웨어적으로 단일 플랫폼상에서 작동시킬 것임 디지털 행성시대의 인프라와 산업의 전개방향 출처 : ETRI Creative Opinion ECO 시리스, 만물지능통신시대 10대 메가트렌드,

28 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 시스템과 인프라가 해체되면 산업 또한 재구성되게 됨. 물리적 산업과 가상적 산 업의 연계와 융합으로 고전적인 제1차, 제2차, 제3차 산업분류는 존립기반이 붕 괴될 것임 제1차 산업의 6차산업화 등 만물지능기반산업이 모든 산업의 기본형이 될 것임. 한마디로 2040년을 시계로 하는 모바일 전파산업의 기본좌표는 초연결화 초지능 화 초증강화라고 할 수 있음[17]. [표 3] 주요 분야별 10년 단위의 이동통신산업 발전전망 구 분 3G-4G(-2020년) 5G( 년) 6G( 년) 7G(2040년 이후) M2M /IoT분야 교통/운수 (ITS)분야 콘텐츠&방 송 분야 디바이스/복 합부품 분야 스마트폰과 웨어러블 기반 M2M/IoT발전 M2M/IoT플랫폼 확립과 호환성 확보 억 디바이스/센서 기반 제품 및 서비스 산업 안전운행 지원 시스템 중심 ITS발전 자율주행자동차 실증기술 확보 광섬유 4G기반 4K/8K의 시험방송 운용 UHD TV와 디스플레이 보급 다큐멘터리 게임 등 UHD 콘텐츠 보급 유비쿼터스 모바일 광대역 디바이스의 발전 안경형, 시계형 등 웨어러블 단말의 본격적 보급 무선 전력 전송기기(WPT)탑재 기기의 제품화 보급 산업 다비이스/센서 인프라의 정착으로 각 산업의 생산성이 비약적으로 향상 사람 사물 공간 시스템의 초연결 산업화 1천억-5천억 디바이스/센서 기반 제품 및 서비스 산업 ITS 전용계통 시스템에 의한 대열주행실현 ITS 대응 탑재용 디바이스 보급이 보편화 광섬유 5G기반 4/8K방송의 본격화 4/8k방송과 인터넷 4K/8K컨텐츠, 스마트 디바이스와의 연계 심화 SW기반 지식창조 콘텐츠 보급 SW기반 단말/센서 트래픽 발신중심 디바이스 전환 스마트 센서 1조개 보급 EV/PHEV의 20%에 WPT탑재 가전제품에 WPT가 표준탑재 인체-주택-산업-인프라 등 모든 객체가 유기적으로 구성되는 만물지능인터넷 환경 실현 사람 사물 공간 시스템의 초공간 산업화 1조-5조 디바이스/센서 기반 제품 및 서비스 산업 ITS전용 계통 시스템에 의한 자동주행이 고속도로에서 실현 자율주행시스템의 보편적 보급으로 관련 투자수요 확대 6G기반 지구차원의 8K콘텐츠 보편화 유비쿼터스 8K 디스플레이 시대 SW기반 초공간 콘텐츠 보급 물리적 행성이 스마트 디바이스와 스마트 센서로 피부화 모든 디바이스와 센서에 WPT기본 탑재 인체-주택-산업-인프라 등 모든 구성요소가 생명체처럼 재구조화 되는 디지털 초지능 인터넷 환경 실현 사람 사물 공간 시스 템의 초증강 산업화 무한대 디바이스/센서 기반 제품 및 서비스 산업 완전자율주행 시스템이 세계적으로 확산 완전자율주행 자동차 의 보급으로 교통사고 급감 7G기반 포스트 8K와 홀로그램 방송의 보편화 벽지형 초박막 스크린의 범용화 초증강 콘텐츠 보급 두뇌형 디바이스와 생체형 센서의 보급 모든 디바이스와 센서의 자율형 에너지 하베스팅 환경성숙 [표 3]은 이상에서 살펴 본 맥락과 연관시켜 보았을 경우, 발생할 수 있는 미래 이동통신 산업을 거시적으로 조망하여 본 것임. 동 산업전망 로드맵은 다음과 같 이 기존의 일상생활에서 그 모습을 감추거나, 첨차 사라지는 경험을 목격하게 되 는 거대한 여정으로 볼 수 있음 첫째, 가정 사무실에서의 케이블 배선은 급격히 줄어들거나 시야에서 보이지 않 고 공간 속으로 스며들 것임. 스마트 전기 전자 제품의 M2M/IoT플랫폼의 보급 으로 대부분 와이어리스로 접속되고 전원 공급 또한 와이어리스로 공급되기 시 작하기 때문임 둘째, 안심 안전 모바일 와이어리스 시스템의 고도화로 방범 방재 예방, 도시 안 프라의 상시점검과 유지 보수로 기존 인재로 인한 대형 사고는 크게 감소할 전망 28

29 ETRI 창의미래연구소 임 특히 자동차와 도로 인프라의 스마트화로 주차상태에서 통상운전, 충돌직전, 충 돌 후, 사고시의 구조에 이르기까지 모든 운전단계에서 운전자를 지원할 수 있 게 될 것임 셋째, 모바일과 와이어리스 UHD 콘텐츠 유통과 확산, 각종 초고화질 디스플레이 의 보급으로 방송 콘텐츠 산업도 혁신적으로 변모하여 갈 것임. 이와 동시에 스 마트 디바이스로 4K동영상을 촬영하여 SNS로 공유하거나 임장감과 감동을 확대 하는 미디어 융합인프라가 급격하게 기존 방송과 통신의 경계를 허물어갈 것임. 넷째, 모바일과 와이어리스 기반의 가상현실과 증강현실 서비스와 제품이 급속히 증대되어 갈 것임. 특히 웹 서비스를 기반으로 상호참여적이며 거대규모로 이루 어지는 온라인 공개수업 (MOOC : Massive Open Online Course)이 확산되 고, 교육뿐만 아니라 의료, 행정 등 여러 공공영역으로 MOOC버전이 재생산될 것임 다섯째, 인공지능기반의 디바이스의 보급으로 서비스와 트래픽 구조가 기지국에 서 단말방향 으로 흐르는는 것이 아니라 단말에서 기지국과 시스템방향 으로 역 전. 또한 교통, 의료 등을 중심으로 빅데이터와 클라우드를 순식간에 처리하는 초저지연성( 超 低 遲 延 性 )서비스가 보편적 서비스로 정착하게 될 전망 2020년까지의 이동통신과 전파 신산업 환경으로서 지금까지는 사람이 데이터를 만들어 왔지만, 앞으로는 사람이 아니라 사물이 데이터를 생산한다는 점에 주목 할 필요가 있음 이에 따라 트래픽의 구조가 현재는 기지국에서 단말방향 이 대부분이지만, 앞으 로는 단말 디바이스에서 기지국 시스템 방향 이 보다 큰 비중을 차지하는 상황으 로 전환될 전망 [그림]은 독일의 CPS(Cyber Physical System)기반 인더스트리 4.0구상은 미래 이동통신시스템과 IoT의 관계성을 상징적으로 보여주고 있음. 2013년 4월 독일 공학 아카데미와 독일의 주요 기업, 대학 등이 공동으로 정리한 인더스트리 4.0 실현을 위한 권고 [19]에서 미래 인더스트리 실현전략이 발표 인더스트리 4.0은 생산 프로세스 전과정에 IoT를 통해 생산설비, 원재료, 부품, 최종제품 등의 저장, 재고시스템, 운송시설 등이 상호연결되어 CPS로 통합시키 는 21세기 제조업의 그랜드 디자인이라고 할 수 있음 현재의 기업들은 분산된 시장 수요를 충분히 파악할 수 없음. 그러나 인더스트리 4.0이 구현되는 2020년경에는 50억 명을 대상으로 시장수요를 탐색하고 마케팅 을 할 수 있음 전 세계에 산재되어 있는 공장에 연결된 제품을 센서와 빅데이터 분석을 통해 실시간으로 맞춤형 정보를 수집할 수 있게 됨 29

30 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 CPS(Cyber Physical System)기반의 독일 인더스트리 4.0 구상 개발부분에 있어서도 현재는 개발자끼리만 생각하고, 개발자들의 다양한 수요에 즉시 대응할 수 없음. 그러나 인더스트리 4.0 환경에서는 50억 명이 개발에 참 여할 수 있고, CPS를 이용하여 이들의 개발자원을 최대한 활용할 수 있게 됨 수요측면에서도 마찬가지임. 현재는 제품별 라인이 운용되고, 라인간 유연성이 결여되어 있음. 하지만 앞으로는 플렉시블 라인 구성이 가능하고 스마트 센서와 인공지능기술을 활용하여 자동으로 판단하고 최적화할 수 있게 됨 이러한 미래 IoT와 무선통신환경을 실행하기 위한 과제는 무선전력전송기술 (WPT:Wireless Power Transmission)이 될 것임. 이것은 방송이나 휴대전화 전파를 이용하여 전원 없이 무선통신으로 전력을 공급하는 것임 이미 다른 용도를 위해 존재하는 무선신호를 전력원으로 하여, 다시 통신을 매체 로 재이용하여 전원 없이 통신을 실현하는 것은 스마트 하우스, 웨어러블 컴퓨터 등 분산된 IoT 응용을 위해 반드시 필요한 근간기술임 2030년, 2040년을 사정권에 넣은 무선통신 환경은 유비쿼터스와 엠비언트 기반 의 성숙화 프로세스 그 자체라고도 할 수 있음. 정보단말, 네트워크, 주변기기는 공통적으로 고속화 소형화 대용량화되고 다시 다양화 기능복합화 편재화 성전력화 의 조건을 충족해야만 우리 환경에 의식하지 못할 정도로 스며들어 사람과 자연 스럽게 인터페이스 할 수 있게 되기 때문임 그리고 이들 시스템이 저가격화 되면서 모빌리티, 인지, 센싱 기능 또한 한층 고 도화되어 갈 것임. 네트워크, 클라우드, SDN 등의 기술 환경도 고도로 성숙되면 서, 현재의 네트워크, 단말 등의 컨셉도 바뀌고 하드웨어와 소프트웨어의 경계도 점차 소멸되어 갈 것임 스마트폰 등 현재의 스마트 디바이스는 한층 진화되어 남아있겠지만, 중요한 것 30

31 ETRI 창의미래연구소 은 모든 사물은 어떤 형태로든 통신 및 처리 모듈을 탑재하고 있을 것으로 예상 할 수 있음 정보통신은 통신 인프라 부문과 단말부문의 융합으로 명확한 경계선은 없어질 전 망. 이용자 관점에서는 고도로 발달된 무선통신 모듈을 게이트웨이로 하는 클라 우드앱이 보편화되면서, 본원적인 의미로 망(Net)과 기능(Work)이 이원화되는 상 황으로 생태계가 구성될 것으로 봐야 한다. 이에 따라 센서, 칩, 통신 모듈을 통 합하는 개방적 OS의 존재가 핵심경쟁력으로 부상할 것임 IT대융합에 의한 기존 시스템의 해체 이미지 Source : David Mitchel Smith, Top 10 Strategic Predictions:Gartner Predicts a Disruptive Future for IT, 2013 Gartner, Inc. 31

32 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 Ⅳ 국가ICT신전략 방향 : 5G와 만물인터넷 최적화관점을 중심으로 지금까지 고찰한 바와 같이 미래 이동통신과 미래 인터넷의 대융합 세계로서의 미래 지구사회는, 100B디바이스와 1조개의 센서로 구성되는 트릴리온 센서우주 (Trillion Sensors Universe)시대라고 해도 과언이 아님. 이러한 트릴리온 센서 우주는 한 사람이 평균 10개의 스마트 디바이스를 사용하 는 100억 스마트 폰 가입자 환경과 이들이 어림잡아 100개의 각종 스마트 센서 (1조)로 에워싸이는 디지털 행성 생태계라고 할 수 있음 2014년 10월이 구글이 발표한 피지컬 웹(Physical Web)프로젝트는 이러한 트릴 리온 센서 우주시대를 구체화하는 플랫폼 선점전략이라고 할 수 있음. 동 구상의 목표는 현재의 복잡한 모바일 앱 대신에 인터넷 주소(URL)를 사용함으로써, 각 종 앱 대응 디바이스와 개별 IoT 규격이 난립하고 있는 현재의 상황을 단번에 해결하겠다는 만물인터넷 공통 플랫폼 확보에 있음 이러한 피지컬 웹 프로젝트가 실현되면, 웹에 접속된 모든 사물이 URL을 스마트 폰이나 태블릿에 발신함(스마트폰이나 태블릿이 URL을 통해 웹에 접속된 모든 사물에 접속함)으로써 어떤 공간에 있는 이용자와 쌍방향 소통을 가능하게 함. 이렇게 되면 일일이 전용 앱을 다운로드 받는 번거로움 없이 원터치로 맞춤형 서비스를 이용할 수 있게 됨 여기서 주목한 점은 이러한 플랫폼 선점은 곧 5G의 요구사항과 만물인터넷의 생 태계를 일거에 충족하는 빅 스위치를 장악하는 국면으로 전개될 가능성이 크다 는 것임. 1G에서 4G까지 10년 주기로 진화하여 온 이동통신은 휴대단말간의 속 도와 안정된 연결성 확보라는 비교적 단순한 요구조건의 충족이었음. 그러나 사 람 간 연결에서 모든 것이 연결되는 만물인터넷 생태계에서는 그 요구조건(목표 성능)은 극적으로 차원을 달리함 네트워크에 연결되는 다양한 단말이 기하급수적으로 증대되고, 그 만큼 늘어난 융합 서비스를 위해 더욱 정교한 소프트웨어를 실시간으로 지원해야 하기 때문 임. 더구나 사업자는 이러한 요구조건을 한층 안정된 시스템과 간편한 이용자 인터페이스 환경으로 제공하지 않으면 안 됨 앞으로 디지털 혁명은 각종 웨어러블 단말 뿐만 아니라 자동차, 주택, 로봇 나아 가 여러 유형의 센서 등을 경쟁적으로 인터넷의 생태계로 편입시켜 갈 것이다. 우리가 목격하게 될 이러한 초연결 혁명은 현재의 이동통신 규격과 시스템의 선 형적 연장선상의 접근만으로는 사실상 한계에 맞닥뜨리게 할 것임 본 연구의 성과를 바탕으로 미래창조국가 전략의 나침반이 되었으면 하는 소망 32

33 ETRI 창의미래연구소 을 담고, ICT 신전략 방향을 제안함 미래 디지털 혁명은 만물지능인터넷과 미래이동통신이 상호작용하는 전략지점 에서 대폭발할 것이라는 관점에서 국가 ICT신전략을 도출하고자 함. 지금까지는 사람과 사람이 연결하여 연결하여 공유하는 지식이 방대해진 디지털 혁명의 전 반전이라고 할 수 있음. 디지털 혁명의 후반전은 사람과 사람, 사람과 기계, 기 계와 기계, 사람 사물 공간 그리고 시스템을 망라하여 초연결하는 만물지능통 신과 미래 이동통신 시스템의 대융합이라고 할 수 있음 구글의 Physical Web Project의 이미지 Source: -of-things-with-more-search/ 33

34 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 ICT신전략 방향1 : 5G와 만물인터넷 서비스를 최적으로 연계하는 빅데이터 클라우드 플랫폼을 국가 전략 영역별 로 특화하여 준비한다. 5G이동통신과 만물지능인터넷이 본격적으로 개화하는 2020년대는 현재의 ICT전 략과는 발상을 달리하는 대담한 접근이 요청됨. 무수한 정보디바이스가 인간의 지식을 확장하여 모든 사람이 슈퍼 파워를 행사할 수 있는 환경이 성숙되어 갈 것임 현재의 지식 및 서비스 종사자들에게 가장 절실한 문제는 정보가 넘쳐나는 상황 에서도 적시에 필요한 정보와 데이터를 취득하기가 어려워지고 있다는 데에 있 음. 따라서 스마트 디바이스와 기술이 해결해야 할 긴급과제는 보편적 확장지능 (Universal Augmented Intelligence)을 제공하는 것임 이러한 보편적 확장지능을 제공하기 위해서는 빅데이터 클라우드 플랫폼이 필요. 즉 컴퓨터와 인간의 지능을 조합함으로써 보다 창조적인 서비스 창조와 시스템 의 이노베이션에 동참할 수 있도록 하는 것임 대한민국은 5G와 만물인터넷 시대의 선도국가로서 인류의 창조력을 발휘하는 21세기 시스템 혁신의 도전자가 되어야 함 5G와 만물인터넷을 연결하는 빅데이터 클라우드 플랫폼 출처 : ETRI Creative Opinion ECO 시리스, 만물지능통신시대 10대 메가트렌드,

35 ETRI 창의미래연구소 특히 5G의 기술적 조건과 만물인터넷 서비스는 소프트웨어가 클라우드와 빅데이 터, 스마트 정보디바이스를 최적으로 연계하여 사회적 과제를 해결하고, 사회적 으로 참여할 수 있는 핵심역량을 갖도록 함. 따라서 정부는 모든 국민이 보편적 확장지능을 발휘할 수 있는 조건으로서 빅데이터 클라우드 플랫폼 환경을 성숙 시켜 가야 함 이 경우 교육, 의료, 행정, 재난, 교통 등 대부분의 영역이 해당될 수 있음. 예를 들어 전 병원의 의료시스템에 빅데이터 클라우드 의료 플랫폼 환경을 구축하여, 의사뿐만 아니라 필요한 사람 모두가 전자진료정보에 액세스 가능해질 것임. 병 원, 이용자, 산업계 모두에게 혜택이 주어질 수 있음 또한 전국민 공통전자 진료 기록카드를 정비하면, 30%의 예산이 삭감되어 지능 속가능한 의료재정시스템을 운용할 수 있고, 이러한 성공적 운용사례를 21세기형 시스템 수출로 수출정책의 패러다임 전환이 가능 우리나라는 본격적인 저출산 초고령사회로의 진입, 국민연금과 국민의료 재정시 스템의 취약성, 제조업의 신 넛크래커 상황 등에도 아무런 조치도 취하지 않고 맞이하는 미래상은 많은 해결과제를 안고 있음. 다시 말해서 인구 오너스(Onus) 와 축소 스파이럴(Spiral)의 쌍방이 악순환을 강제하는 상황에 놓여 지탱가능하 지 못한 미래국가가 될 수도 있음 지속가능한 미래사회를 위해 적극적으로 선택하는 미래전략국가로 나아가기 위 해, 5G와 만물인터넷이 선순환하는 빅데이터 클라우드 플랫폼 을 고도로 활용하 는 국가시스템 혁신이 필요함 ICT신전략 방향2 : 2020년대 이후의 ICT 신지평을 열고 미래창조경제의 최우선 전략 차원에서 주파수 배정과 확 보에 국민적 공감대를 형성한다. 2020년대는 4K 또는 8K 동영상물을 간단한 조작만으로 촬영 또는 편집하여 기 지국이나 중계국의 개입 없이, 불특정 다수에게 스트리밍하는 수백 개의 소형 사 업자나 1인 방송국이 초밀집하는 상황을 그려볼 수도 있음 TV시청 형태 또한 공중파 중심의 레거시 TV시청에서 스마트폰이나 PC 등으로 다양화되고 있으며, DVR(Digital Video Recoder)이나 VOD 등 타임 쉬프트형 시청으로 바뀌고 있음 이는 광섬유망, 슈퍼 와이파이, 초고속 대용량 모바일 인프라 등을 통해 4K 8K 35

36 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 TV프로그램을 전송하고, 모바일 가입자는 언제, 어디서나 초고화질 동영상 콘텐 츠를 시청할 수 있는 환경에 놓이게 됨을 의미함 전 세계의 자동자 메이커와 인터넷 기업이 다투어 실현하려는 자율주행 자동차 시대의 도래도 현재의 LTE 규격과 관련 시스템의 구조적 재편을 불가피하게 함. 위성과 자동차, 자동차와 교통신호, 다른 주행 자동차와 보행자 상황인식, 도로 상의 돌발적인 장애물 회피 등 시시각각 다차원 커뮤니케이션과 실시간 지능 처 리가 동시다발적으로 수행되어야 하기 때문임 무엇보다도 이러한 상황의 전개는 언제, 어디서나 단말이 분산컴퓨팅의 주체가 되어 데이터를 생산하고 발신하는 트래픽 구조로 바꾸게 함. 그 과정에서 단말 이 주도하는 소형 기지국이나 사실상의 방송국의 역할을 하는 사업형태의 출현 과 서비스 패러다임 전환을 강제하는 양상이 될 가능성도 배제할 수 없음 5G이동통신, 클라우드 컴퓨팅, 만물지능통신이 입체적으로 협업하는 진정한 유비 쿼터스 미디어 리치 시대가 열리고 있음. 1천억 개의 디바이스와 1조개의 센서 가 디지털 피부막(Digital Terraforming)을 형성하는 트릴리온 센서 우주시대의 진입은 피할 수 없는 디지털 혁명의 대항해길이라고 할 수 있음 동경대학 생산기술연구소의 SPISE Project의 지향점 출처 : Beomjoon KIM, NEMS meets Bio/molecular engineering, Institute of Industrial Science, The University of Tokyo, 2014 Tech-BizKorea 발표자료 ( , 전자신문) 바로 이 거대도전에 어떻게 응전하는가에 따라 기업과 국가의 흥망성쇠는 엇갈 린다고 판단됨. 이러한 문명사적 전환기에 트릴리온 센서 우주 시대를 대비하여 담대하게 응전하는 Trillion Sensors Korea 전략을 대통령 프로젝트로 긴급발 진할 수 있음 36

37 ETRI 창의미래연구소 동경대학의 생산기술 연구소에서는 지구상에서 매년 1조개의 센서 수요(1인당 150개)가 발생하는 트릴리온 센서 유니버스(Trillion Sensors Universe)시대를 대비하여 SPISE Project를 추진하고 있음 SPISE Project란 Self-Powered Intelligent Swarm Electronics 의 두음자를 따 온 것으로, 자립형 무리지능센서 네트워크 를 실현하자는 프로젝트임. 과거 ENIAC은 국가에 한 대뿐이었고, 메인 프레임은 빌딩에 한 대 정도이었음 그러나 PC는 1인 1대, 모바일은 1인 1-2대, 트리릴온 센서는 1인 100개 이상의 스마트 센서가 우리의 물리적 생활세계에 스며들어 안전한 시민생활과 도시시스 템의 유지 및 최적 관리 등을 수행하는 New SoC로 부상하고 있음 근미래 상황은 인류가 일찍이 경험하지 못한 거대한 신산업 혁명이 다가오고 있 고, 그 혁명의 성공을 좌우하는 정중앙에는 주파수라는 거대한 잠재력을 지닌 국 가자원이 있음 도래하고 있는 5G와 그 이후의 이동통신시스템 그리고 만물지능인터넷 시대를 위하여, 낮은 주파수와 높은 주파수의 연계기술, 높은 주파수의 유효활용기술, 낮은 주파수대에 있어서 용량 개선 등 모든 주파수 대역을 총동원함으로써 초대 용량 초안전성을 확보해야 함 NTT DOCOMO`s 5G access concept Source: DOCOMO 5G White Paper, NTT DOCOMO,INC.July 2014 한편, 전 세계적으로 지상파 디지털 전환에 따라 유휴대역으로 남는 700MHz, 800 MHz 대역 대부분이 이동통신용 혹은 차세대 ITS 등 미래 인프라 활용을 위한 대역으로 배치되고 있는 상황에서, 우리나라는 지상파 방송사와 정치가를 중심으로 700MHz 황금 주파수 대역 중 절반 이상을 방송용으로 배치해 줄 것 37

38 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 을 요구하고 있음 지상파방송사들은 방송사들의 합의를 거치지 않은 700MHz 조기배치 반대, 성공 적 디지털 전환 우선, 3DTV, UHDTV 등 미래 방송을 위한 추가 주파수 배치를 강력하고 요구하고 있는 상황 4K8K 등 미래방송의 전송로는 위성 및 방송위성, 광섬유망 및 케이블망, IPTV 의 고도화 등을 종합적으로 고려하면서, 이동통신 및 방통융합산업 발전, 미래 최첨단 국가시스템 확보 등을 입체적으로 검토하는 등 관련업계, 국민 후생, 국 가전략 등을 삼위일체로 하는 종합정책을 추진해야 할 것임 이상과 같은 기술적 혁신과 신산업 혁명의 모두는 주파수라는 자원을 필요로 함. 모든 사람과 사물 그리고 1000억 개의 스마트 디바이스와 1조개의 스마트 센서가 초연결되는 미래사회가 목전에 대가 오고 있음. 이러한 거대한 신세계에 대비하여 국가 주파수 정책과 국가차원의 미래창조 신전략이 디자인되어야 함 지속가능한 국가 ICT 미래상을 위해 보다 광범위한 국민적 공감대를 형성할 수 있는 공론의 장이 필요하고, 디지털 패러다임 대전환기에 실기하지 않는 능동 적 정책이 요구됨 ICT신전략 방향3 : 디지털 행성시대를 주도하기 위하여 사람-사물-공간을 지능적으로 연결하여 21세기 국가시스 템을 운용하는 초연결 만물지능통신기반 구축을 위한 장대한 그랜드전략을 추진한다. 본 보고서에서 고찰한 바와 같이 2010년대 중반에 접어들고 있는 지금, 세계는 모바일 진화, IoT/IoE, 빅데이터 분석, 클라우드 등 4가지의 역사적 기술혁신이 동시에 진행되고 있음. 이러한 역사적 기술이 우리의 생활세계와 사회 시스템에 깊이 투영되는 디지털 행성시대를 대비하여 세계 최초 세계최고 수준의 국가단위 초연결 만물지능네트워크를 구축하여 운용하는 것이 미래창조국가 전략의 최우 선 전략임 이러한 맥락에서 근미래 만물지능인터넷이 생활세계에 스며든 2030년의 어느 하 루를 일기체 형식의 시나리오로 구성한 자료 A Day in the Life of a Networked Designer`s Smart Things [19]는 우리에게 풍부한 통찰을 제공함 동 시나리오에서는 네트워크로 연결된 스마트한 만물들에 둘러싸인 미래 이동통 38

39 ETRI 창의미래연구소 신 시대의 진면목을 보여주고 있음. 2030년대의 미래사회는 스마트 사물들이 가 족의 일부분(Family means people and smart things)이 되어, 가족의 모든 활동과 협업하면서 맞춤화된 정보를 제공하고 상호 협력하는 상황을 실감나게 그려내고 있음 보고서 저자들은 동 시나리오를 다시 작위적인 21세기 초연결 사회의 몽유도원 도( 夢 遊 桃 源 圖 )라고 이름을 붙이고 있음. 주지하듯 몽유도원도는 조선시대의 화 가 안견이 세종대왕의 셋째 왕자 안평대군의 꿈이야기를 그린 산수화임 동 시나리오에 등장하는 메타 메모리(Meta-Memory)는 퍼스널 클라우드에 특화 된 고차원 미디어라고 할 수 있음. 2026년부터 보급되어 세계 인구의 93%가 활 용하며, 각자의 일생을 스크린 기반으로 시각화할 수 있는 일종의 라이프 로깅 도구로 설정되어 있음 네트워크화된 스마트 사물들에 둘러싸인 2030년 디자이너의 어느 하루 Source : A Day in the Life of a Networked Designer`s Smart Things, 2030( 일상생활의 대부분의 상황은 엠비언트 센서 등으로 필요한 신선정보가 끊김없이 수집되고 있기 때문에, 2030년대는 전세계적으로 19.7 브론토(bronto)바이트 (10 26 byte)의 데이터가 축적되어 있음 2030년대의 개인전용 에이전트인 A-Gent 는 개인의 선호를 바탕으로 어떤 상 황의 예상 시나리오와 우발요인에 대한 비용과 편익을 분석하여 맞춤형 대안을 우선 순위를 부여하여 제안하여 주고 있음 특히 이러한 환경을 지원하고 제어하는 2030년대의 정보통신망은 H.O.U.S.E (Heuristically Organized Ultra-wideband Sentient Environment), 즉 스스 39

40 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 로 학습하며 발견적으로 조직화된 초광대역 지능환경 으로 묘사하고 있음 종이처럼 얇고 7,200DPI(Dot Per Inch)급 고해상도 디스플레이인 비즈카드 (Bizzcard)는 자유롭게 접고 펼쳐 전자신문 등으로 활용할 수 있고, 퍼스널 센 서 네트워크의 노드 역할까지 겸하는 미래의 다목적 웨어러블 단말임. 컴퓨터와 인간의 지성을 엮어서 확장된 증강지성(Augmented Intelligence)을 발휘함으로 써 인간은 보다 창조적인 활동에 전념할 수 있게 하는 가능성이 열리는 것임 한편, 손정의 소프트뱅크 회장은 2010년에 발표한 새로운 30년의 비전(Next 30-Year Vision) 에서 무어의 법칙을 적용하여, 30년 후인 2040년의 컴퓨터 운 용환경은 2010년을 기준으로 CPU트랜지스터 수가 30억 개에서 3,000조개(100 만 배), 메모리 용량은 32GB에서 32BP(100만 배)로 그리고 통신 속도는 1Gbps 에서 3Pbps(300만 배)로 각각 늘어날 것으로 전망[20]. 미래의 정보통신 네트워크와 기술혁신의 지평 상기 [그림] 미래정보통신 네트워크와 기술혁신의 신지평 은 위에서 소개한 2030년대의 시나리오와 소프트 뱅크의 새로운 30년의 비전 등을 토대로 2040 년대에 펼쳐질 미래 이동통신생태계를 도식화하여 본 것임 20세기를 킬로비트 산업사회로 볼 수 있다면, 2010년대는 메가비트 정보사회, 2020년대는 기가비트 지능사회, 2030년대 이후는 테라(Tera) 비트 초지능 사회 로 나아갈 것으로 판단됨. 바로 이러한 미래 ICT의 신지평을 전제로 국가ICT신 전략의 방향이 정립되어야 할 것임 40

41 ETRI 창의미래연구소 만물지능통신시대의 커뮤니케이션 이미지 우리나라는 1980년대에 1가구 1전화 시대라는 백년간의 통신정책의 비전을 실 현한 후, 국가전산망 사업, 초고속정보통신기반 구축사업, 광대역통합망 사업 등 의 성공적 추진으로 IT Korea, UN선정 연속 3회 전자정부 세계1위, ITU의 정 보통신보급지수 세계1위(2014년에는 2위)라는 위업을 달성하였음. 이젠 그 여세 를 몰아 세계최초 세계최고 수준의 초연결 만물지능통신기반을 구축하여 운용 하는 청사진을 마련하여야 할 것임 ICT신전략 방향4 : 디지털 파놉티콘(원형감옥)의 가능성 을 염두에 두고 개인정보보호, 사이버 테러 등 디지털 위 험사회에 한다. 본 고에서 제시된 미래이동통신 생태계의 고찰이 한 차원 높은 차세대 이동통신 비전과 프로세서 책정이 도움이 되었으면 하는 기대를 가져 봄. 마지막으로 현대 산업사회를 참으로 아슬아슬한 위험사회 로 규정한 울리히 벡의 메시지를 전달 하면서, 성찰적 관점의 미래이동통신사회를 맞이할 것을 기원하고자 함 현대의 기술-과학과 그 합리성이야 말로 오늘날의 환경위기로 대변되는 산업사회 41

42 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 의 위험을 낳는 근원이다. 중략- 즉 현대의 기술-과학은 문제의 근원이자 해결 책이라는 이중성을 갖는다는 것이다. 그러므로 중요한 것은 일부 전문가 집단과 기업이 지식을 독점적으로 은밀하게 생산하고 활용하는 것이 아니라 그 전과정에 공중이 비판적으로 개입할 수 있도록 하는 것이다. 결국 상찰적 근대화란 현대 기술과학의 가능성만이 아니라 그 한계도 함께 인식함으로써 과학에 대한 사회적 제어력을 높이는 과정이다. 중략- 사회적 합리성 없는 과학적 합리성은 공허하 고, 과학적 합리성 없는 사회적 합리성은 맹목적이다[21]. 울리히 벡의 이러한 잠언은 모든 사람과 사물이 연결되는 만물지능인터넷과 미 래이동통신 시스템의 환상적인 세상은 시스템의 견고성(Resilience)과 함께 만물 의 보안(Security of Everything)이 담보될 때 건강한 신산업 생태계로 발전할 수 있다는 것임을 웅변적으로 말해준다고 할 수 있음 위험사회의 저자 울리히 벡과 세계적 우주물리학자 스티븐 호킹 출처 : 인공지능 발전이 인류 종말 초래할 수 있다, 문화일보, 2014년 12월3일, 36면 영국의 세계적 우주물리학자 스티븐 호킹 박사도 인공지능(AI)에 대한 강력한 우 려를 제기하고 있음. 그는 BBC와의 인터뷰에서 초기 단계의 AI는 매우 유용했 지만, 인간의 능력에 필적하거나 뛰어넘는, 생각하는 기계를 창조할 경우 인류 존재에 위협이 될 수 있다 고 주장 그 이유로 AI는 빠른 속도로 자신을 재설계하는 반면 인간은 느린 속도로 진화 하는 한계를 가지고 있다 고 하면서 인공지능 발전이 인류종말 을 초래할 수 도 있다고 경고 42

43 ETRI 창의미래연구소 디지털 세계의 가장 큰 변화는 상호연결성이고, 이는 경제적 사회적으로 긍정적 인 효과를 가져다 줄 것으로 기대되지만, 역설적으로 치명적인 결함을 가지고 있 음. 그것은 더 많은 네트워크가 연결될수록 더 많은 개인정보가 유출될 가능성도 높아지고, 사이버 테러와 같은 시스템 붕괴를 가져올 가능성도 공존한다는 점임. 만물지능인터넷 시대의 초기 단계부터 이러한 디지털 파놉티콘(Panopticon) 세 상의 도래를 차단하는 제도적 장치 설계에 정부가 보다 적극적으로 대응해가야 할 것임 ICT신전략 방향5 : 토인비의 도전과 응전 의 역사적 교 훈을 살려, 디지털 행성문명 선봉국가로의 창조적 대항해 를 국가 ICT신전략 1가 1번지로 삼는다. 역사 문명 비평가인 아놀드 조셉 토인비(Arnold Joseph Toynbee, ) 는 장장 30년 년에 걸쳐 완성한 대작 역사의 연구 를 통해 세계 역사 26개의 문명권이 각각 성장 발전 발전 해체의 과정을 주기적으로 되풀이하여 왔음을 규명 하였음 토인비는 역사적 시각은 우주가 공간 시간 이라는 4차원의 틀 안에서 원심적으 로 작용하고 있다는 것을 우리에게 보여준다고 전제하고 있음. 그리고 이 지구위 에 사는 생명이 생명 공간 시간 이라는 5차원의 틀 안에서 진화하고 있다는 것도 보여준다고 봄 그리고 천부적인 정신 에 의하여 고양된 인간의 영혼이 그 정신적 자유를 숙명 적으로 행사함으로써, -중략- 호기심을 창조적 불꽃으로 타오르게 하는 도전 과 함께 응전 이 있다고 보고 있음 한때는 번성하여 영화를 누렸던 그 많은 문명들이 모두 도전 과 함께 응전 의 과정에 의하여, 흥망성쇠를 거듭하게 되었음. 바로 이러한 인류 문명의 역사적 교훈이 우리나라에게 많은 것을 웅변하고 있음 그것은 우리는 지금 5천년 역사상 처음으로 세계사적 문명의 최선봉에 있다는 문명사적 기회를 인식하고, 인류문명 선봉국가로서의 담대한 도전을 준비하는 것임 43

44 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 구현건 아주대 금융공학과 교수는 최근 글로벌 금융현상을 둘러싼 상황 비교 에 서 세계 근현대사는 공교롭게도 100년의 주기를 보이고 있다고 진단하고 있음. 200년 전에는 제1차 산업혁명기가 마무리되면서 나폴레옹 전쟁이 있었고, 100 년 전에는 제2의 산업혁명과 1차 세계대전이, 그리고 이번에는 IT혁명으로 표현 되는 제3의 산업혁명과 글로벌 금융위기가 있었다 (근현대사 100년 週 期 로 위 기...조선일보, 2014년12월6일, C3면) 이러한 역사적 인식이 오늘날 우리 대한민국이 처한 현주소를 보다 깊이 이해함 과 동시에 우리는 향후 어디로 가야할 것인가. 변혁과 위기의 시대에는 역사를 교훈 삼아 미래를 준비해야 된다는 통찰력을 일깨운다고 할 수 있음 우리나라는 앨빈 토플러가 말하는 제1파도인 농업혁명은 2000년, 제2의 파도인 산업혁명은 200년, 제3의 파도인 정보혁명은 20년 늦게 시작한 후발국가이었음. 그러나 최근 반세기 동안 우리나라는 3개의 파도를 단숨에 넘어, 제4의 파도라 고 할 수 있는 창조혁명의 최전선에 와 있음 제4의 파도는 IT와 BT, NT 그리고 CT가 대통섭하는 디지털 행성문명으로 구 체화될 것임. 지금 대한민국은 최단기간에 2만 불 국가로 도약하는 과정에 축적 된 집단이기주의를 떨쳐내고, 겸허한 자세로 백지위에 장엄한 미래국가 설계도를 그리고, 새로운 문명의 허브국가로 굴기하는 국민적 저력을 발휘해야 하는 중차 대한 시점에 와 있음 44

45 ETRI 창의미래연구소 참고문헌 [1] 마리아 윌헴 더크 매디슨 지음/김현중 옮김, 제임스 카메론의 아바다 판도라의 역사와 생명에 관한 기말보고, 램덤하우스, [2] 하원규외 공저, 유비쿼터스 IT혁명과 제3공간(2002년), Beyond the Internet of Things(2008년), Super IT Korea 2020(2009년), Super IT Korea 2030(2011년), 디지털 행성과 창조도시전략(2013년) 등 [3] Jeffrey Burt, Cisco CEO Chambers: Architecture Key to Internet of Everything, eweek, , y-to-internet-of-everything/, [4] Social-design-net( Social-design-net.com/archives/10157) [5] [6] Janusz Bryzek, Trillion Sensors:Foundation for Abundance and Internet of Everything, TSensors Summit Tokyo,Feburary 20,2014. [7] Ibid. [8] Ibid. [9] TSensor Summit(UC, Berkleu, ),TSensor Summit(Stanford University, ), TSensor Summit Japan(Tokyo, ) [10] 미래창조과학부, 창조국가실현을 위한 미래 이동통신발전전략, , EU METIS, Mikael Fallgren and Bogdan Timus (Ed.), Deliverable D1.1 Scenarios, requirements and KPIs for 5G mobile and wireless system version 1.0, [11] NTT DOCOMO 5G White Paper, 5G Radio Access: Requirements, Concept and Technologies, NTT DOCOMO,INC. July [12] ERICSSON WHITE PAPER, MORE THAN 50 BILLION CONNECTED CEVICES,February 2011, Ericsson, ERICSSON MOBILITY REPORT ON THE PULSE OF THE NETWORKED SOCIETY, ( [13]Sandhipark Bhide_Intel Corporation, Emerging IOT Usages & Apps for Trillion+Sensors Trillion Sensors Summit, Tokyo Japan [14] Ibid. [15] 케빈켈리 이한음 옮김, 기술의 충격 WHAT TECHNOLOGY WANTS, 민음사,

46 만물지능통신시대의 국가 ICT 신전략 방향 [16] 自 ら 学 び 育 つ 人 工 知 能, 日 經, 面 [17] ETRI Creative Opinion ECO시리즈, 만물지능통신시대의 10대 메가트렌드, ETRI 미래사회연구실, [18] INDUSRIE 4.0 Working Group Final Report, Recommendation for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0, [19] A Day in the Life of a Networked Designer`s Smart Things, 2030( [20] SOFTBANK, Next30-Year Vision,2010. [21] 울리히 벡 홍성태 옮김, 위험사회 : 새로운 근대(성)을 향하여, 새물결,

47 ETRI 창의미래연구소 저자소개 하원규 ETRI 창의미래연구소 창의경제연구부 미래사회연구실 책임기술원 Tel 최민석 ETRI 창의미래연구소 창의경제연구부 미래사회연구실 선임연구원 Tel 이승민 ETRI 창의미래연구소 창의경제연구부 미래사회연구실장 Tel 정지형 ETRI 창의미래연구소 창의경제연구부 미래사회연구실 선임연구원 Tel 김정태 ETRI 창의미래연구소 창의경제연구부 미래사회연구실 선임연구원 Tel 안춘모 ETRI 창의미래연구소 창의경제연구부장 Tel 만물지능통신시대의 국가 ICT신전략 방향 발 행 인 : 정 성 영 발 행 처 : 한국전자통신연구원 창의미래연구소 발 행 일 : 2014년 12월 20일 한국전자통신연구원 창 의 미 래 연 구 소 대전광역시 유성구 가정로 218 전화 : (042) , 팩스 : (042) * 주의 : 본서의 일부 또는 전부를 무단으로 전제하거나 복사하는 것은 저작권 및 출판권을 침해하게 되오니 유의하시기 바랍니다. 47

48 ETRI 창의미래연구소의 ECO Market은 미래 사회 기술에 대한 일반적인 트렌드와 ICT 기술 전반의 시장 분석, 신산 업 도출, 창업 및 기업 생태계 분석, 산업 서비스 활성화를 위한 정책 및 규제 등에 대한 연구내용을 담고 있습니다. 기획보고서 스마트미디어 시장 현황 및 경쟁력 강화 방안 기획보고서 방송장비산업 고도화 방안 연구 Issue Report 창업 인큐베이터의 국내 외 현황 및 운영사례 분석 Issue Report 오프라인 아이디어 혁신공간의 운영현황 및 활성화 전략 Issue Report 만물지능통신시대의 10대 메가트렌드 Issue Report 스마트 기술 진화와 미래 고용환경 변화 전망 Issue Report 북유럽의 주요 ICT 혁신 클러스터 분석 Issue Report ICT분야 국내 대기업의 스타트업 투자 및 지원 사례 분석 Issue Report 혁신가치사슬 개념을 이용한 사내 기업가정신의 확산전략 Issue Report 수요자 관점에서의 지역 R&D 센터 활성화 방안 분석 Issue Report 공공연구기관의 R&D성과확산을 위한 애로사항 및 니즈분석 Spot Report 초고압 직류송전(HVDC) 시장의 현황과 전망 Spot Report 스위칭 소장 IGBT 시장의 현황과 전망

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