기획시리즈 주간기술동향 2015. 10. 14. 사물인터넷 (IoT) 국방분야적용기술현황및전망 양현상 방위사업청 yhs10386@korea.kr 1. 서론 2. IoT 국방분야주요추진현황 3. 국방 IoT 적용기술현황 4. 맺음말 1. 서론군현대전투의핵심화두가네트워크중심전 (Network Centric Warfare: NCW) 으로바뀌면서세계각국이 ICT 기술을군에적용하여전력을강화하는움직임을보임에따라 NCW 에대응하는한국형 IoT 국방분야적용확대가필요한시점이다. 사물인터넷 (Internet of Things: IoT) 기술을활용한전장환경개선과장비도입등을핵심과제로선정하여추진해야하는것은정보공유가최우선인네트워크중심전에서사물과사물을잇는 IoT 기술만큼유용한것이없기때문이다. 예를들어, 전투원이착용한장비가스스로전투상황을공유하고, 각전투원의위치를파악할수있도록해주는것만으로도전투력은배가될수있다. 또한전투결과분석을통해미리전투전략을수립하는데도큰도움이될수있기때문이다. 국방통신지휘체계에 LTE 망이이용되고전장감시, 부대방호, 물품관리시설물에 IoT 센서가적용되며, 빅데이터를활용하는방역체계가가동될것이다. 그러기위해현재국방 IoT 는활발하게다양한과제를추진중이며, 국방분야의 IoT 적용가능기술을통해앞으로국방분야에서 IoT 발전은다양하고광범위하게활용될것이다. 나아가서는산업으로창출되어국가안보뿐만아니라경제발전에도기여할것이다. 따라서본고에서는국방 IoT 추진현황과적용기술현황을살펴보고, 마지막으로국방 * 본내용과관련된사항은방위사업청양현상 ( 02-2079-4114) 에게문의하시기바랍니다. ** 본내용은필자의주관적인의견이며 IITP 의공식적인입장이아님을밝힙니다. 14 www.iitp.kr
기획시리즈 사물인터넷 IoT 의발전을위한제언을해보고자한다. 2. 국방 IoT 주요추진현황우선국방사물인터넷 (M-IoT) 기반플랫폼체계가구축되고, 상용 LTE 망기반통신네트워크의구축, IoT 센서를통해수집되는데이터분석과신속한보고체계가구현되는국방정보서비스이다. 국방부는창조비타민사업성과를토대로향후전군을대상으로확대할계획이다. 군이신병훈련과병영생활, 군사작전체계등에 IoT 적용을본격화할계획이다. 미래창조과학부주도로농업ㆍ제조업ㆍ보건산업등의 IoT 적용논의는있었지만국방분야적용은이번이처음이다. 최근문제가된불합리한신병훈련과병영생활을 IoT 기반으로개선할수있다는점에서시선이모였다. 나아가지휘시스템과전투기ㆍ탱크등무기체계를 IoT 로연결하여지능형전투체계도갖출예정이다. 정부가국방영역에 ICT 기술적용을핵심으로한 창조국방 전략수립에착수하였다. 선진강군육성과무기체계현대화를목표로빅데이터, IoT 등을도입하기위한청사진을제시할계획이다. 국방부는 창조국방개념및추진방향에대한연구 를마무리하고, 2015 년연말안에현재수립중인기본계획을확정할계획이라고한다. 국방발전의새로운패러다임으로제시한창조국방개념을구체화하는첫움직임이라는점에서의미가있다국방전력지원체계스마트화와군사력운용혁신을위해사물인터넷활용에적극나선다. 공군전투기조종사헬스케어체계도시범구축한다. 국방부와미래부는국방경영혁신을위해주파수자원의효율적이용, 국방분야 3D 프린팅활용, 격오지부대원격의료구축, 민군기술협력과제발굴등을협력한다. 부대내창업마인드를확산하고심리인지기반군생활관리시스템을개발하며, 육군훈련소에스마트훈련병관리체계도갖춘다. 공개 SW 개발ㆍ활용활성화와 IT 역량지수평가인에대한국방적용을확대할것이며, 과학기술과사이버보안전문인력양성과부대내기술인력전문성제고등도추진한다. 국방부와미래부는반기별로고위급정책협의회를개최, 협업과제추진현황을점검하는한편, 추가협력분야를발굴하여역할분담, 재원조달방안등을구체화한다. 시범ㆍ실증사업후성과가우수하면전부대로확산되도록기획단계부터실증사업과본사업을연계, 단계별 정보통신기술진흥센터 15
주간기술동향 2015. 10. 14. 확산방안을만들계획이다. 2013 년부터진행된소부대과학화전술훈련시뮬레이션이대표사례다. 미래부가 3 년간 30 억원을지원하였으며, 국방부는 2015 년육군보병부대, 기계화부대, 기계화학교에시범ㆍ적용한다. 이후단계적으로전부대에확산할예정이며, 국산사이버훈련체계수출도가능하다. 3. 국방 IOT 적용기술현황 가. 감시체계적용기술분야빅데이터는기존처리방식으로적용하기어려운비정형의대용량데이터를통찰력있는분석을통해새로운가치와지식을얻고자하는개념이다. 빅데이터는단순히큰데이터가아니라, 부피가크고 (Volume), 속성이매우다양한데이터 (Variety) 이자, 변화의속도가빠른 (Velocity) 특징을가진큰데이터로정의하며, 최근에는세가지속성인진실성 (Veracity), 시각화 (Visualization), 가치 (Value) 을추가하여 6V 로규명하고있다. 빅데이터기반분석기술의보유가필요하다. 빅데이터기반전투지속성분석모델기술은 1 전ㆍ평시무기체계운용개념모델, 2 무기체계운용및전투피해에따른고장현상모델, 3 지속지원모델, 4 무기체계라이프사이클분석시뮬레이션으로구분된다. 활용 소셜네트워크분석품질분석유전체분석 분석 데이터분석솔루션 빅데이터플랫폼 인프라 빅데이터수집빅데이터저장빅데이터처리빅데이터관리 - 정형ㆍ비정형데이터수집 - 데이터취합후저장 - 데이터분산저장 - 필요시준구조화된데이터저장 - 초고속병렬처리 - 데이터가공, 추출 - 데이터분석전처리 - 데이터보안, 권한 - 데이터품질, 백업 - 플랫폼시스템관리 < 자료 >: 방위사업청자체작성 ( 그림 1) 빅데이터의활용분석과인프라 16 www.iitp.kr
기획시리즈 사물인터넷 1 빅데이터기반하에서효과중심통합작전수행시임무신뢰도및전투준비태세모델 2 교전에의한전투손상발생에따른전투피해모델 3 고장복구를위한정비 / 보급프로세스모델과지원 ( 인원, 시설등 ) 관리모델 4 체계운용현황분석, RAM-D 분석, 군수지원요소최적화분석기술상황적응형 SW 개발프레임워크는소프트웨어의동작상태를모니터링하여전장환경및상황변화에따라소프트웨어의구성및제공하는기능과품질을적절하게실시간으로변경할수있는 SW 개발환경이다. 상황적응형 S/W 프레임워크 컨텍스트디바이스관리기술 컨텍스트수집기술컨텍스트분석기술엑추에이터관리기술 컨텍스트수집에필요한디바이스관리 상황인지에필요한컨텍스트획득및저장 개인화된솔루션에따른컨텍스트분석 상황적응에필요한엑추에이터관리 < 자료 >: 방위사업청자체작성 ( 그림 2) 상황적응형 SW 프레임워크 나. 통신망적용기술분야미래 NCW 네트워크기반환경은지상, 공중및위성이모두통합된다계층복합통신망구조이므로기동간 (OTM) 통신을운용하면서지상백본망과통신불가시위성 / 공중 UAV 등을이용하여언제어디서나지상백본망과통신이가능한다계층간다중링크전송및연동기술이필요하다. 대용량 / 기동다중링크무선전송기술은지형적제약을극복하고고속 / 대용량전송및기동간중단없는다계층다중링크전송을제공하는전송장비기술이다. 방향성다중빔포밍안테나및기동메시망기술등이연구중으로안테나및이동통신기술등의발전에기여하고, 기동메시관련전송기술및다중경로처리기술의수요는꾸준할것으로예상되며, 기반기술확보를통해우수중소기업체발굴에기여가가능할 정보통신기술진흥센터 17
주간기술동향 2015. 10. 14. < 자료 >: 국방 ICT 발전방향세미나. 2015. ( 그림 3) 국방 IOT 통신망구축개념도것이다. 또한, 다양한플랫폼 ( 차량, 항공기, 함정, 순항유도무기등 ) 에장착되어주파수대역 (X, Ku, Ka 등 ) 을바꿔가며이동중에도중단없이대용량정보전송을가능하게하는소형 / 경량 / 저소비전력용위성통신용단말기술이다. 고속대용량전송웨이브폼기술, 고효율 RF 송수신기술, 소형고효율다대역안테나 ( 접시형 / 평판형 / 위상배열 ) 설계기술, 안테나정밀추적 / 안정화기술, 대전자전웨이브폼기술등핵심기술이집약되어있어개발시기술발전에크게기여할것이다. 항재밍 / 다대역 /OTM 위성단말의수요는군용으로꾸준할것으로예상되며, 기반기술확보를통해민수를고려시일부기술은수입대체, 수출등경제적파급효과가클것이다. 다. 정보보호기술적용분야네트워크로연결된정보시스템을이용한서비스들이널리사용되고있다. 그러나이들서비스에대한악의적인사이버공격이급증하고있어, 중요서비스를제공하는정보시스템에대한사이버보안대책이필요하다. 최근사이버테러, 사이버전등의공격방법으로활용되고있는 APT 공격 (Advanced Persistent Threat) 은 목표대상이명확한조직적공격 으로써주로정부나기업을대상으로산업기밀이나군사기밀, 고객정보탈취를목적으로그공격방법이정교해지고지능 18 www.iitp.kr
기획시리즈 사물인터넷 < 자료 >: 국방 ICT 발전방향세미나. 2015. ( 그림 4) IoT/M2M 디바이스및네트워크보안영역화되고있다. 기존 PC 와같은환경이아닌제한된자원 ( 열악한상황, 즉에너지가충분하지않고 CPU 성능이낮거나, 소형화등 ) 을가진임베디드 SW 디바이스들이다양한유무선근접네트워크를이용하여인터넷에연결된환경에서보안기능을제공한다. IoT/ M2M 보안기술의범위는디바이스및네트워크보안영역으로구성된다. 라. M&S 기술적용분야가상전투모의훈련기술은실제와유사한전장상황을참여요원이체험하도록개별병사 / 장비단위로구현하는모의모델기술이다. LVC 지능형환경은 Live 체계와 Virual 체계, Constructive 체계로구성되며, 미래의병사에게실전과같은훈련을수행할수있는훈련환경을제공한다. LVC 지능형환경을구축하기위해각체계를하나의통합된단일공통합성전장체계로연동할수있는기술이요구된다. LVC 연동기술은 LVC 지능형환경에서각체계별로운용되는상이한네트워크프로토콜과데이터전송미들웨어, 객체모델이상호연동이가능하도록호환성과상호운용성을지원하는기술을의미한다. 정보통신기술진흥센터 19
주간기술동향 2015. 10. 14. 국방 M&S 분야의핵심기술로각종무기체계개발에사전효과도검증에필요한효과도분석기술확보를통해무기체계개발에필요한주요성능및소요기술개발에적용가능하다. 무기체계개발에필요한전투효과분석기술을직접접해보고, 활용성을검토해보면서국산무기체계개발에사용되는모델의구현수준을한단계이상끌어올릴수있다. 4. 맺음말 IoT 도입을위한현황분석을실시하고관련정책방향을수립해야한다. 또한, 시범과제와다부처협력과제를추진하고, 빅데이터와연계하여 IoT 도입을확대해야한다. 그동안미래부를중심으로범부처 IoT 신사업육성전략이적극추진되었지만국방분야는포함되지않았다. 국방분야 IoT 발전을위해서는 IoT 도입이가능한국방분야를식별해야한다. 예를들어, 신병훈련, 병영생활, 감시ㆍ정찰, 사건ㆍ사고예방, 군수품물류혁신, 군의료체계등다양하게적용될수있다. 병사가체온이나혈압측정이가능한스마트시계등을착용, 실시간신체정보를파악해갑작스러운사고발생에대비하는등위치정보시스템 (GPS) 을이용, 병사위치파악과군폭력등사고발생시가해자와피해자식별도가능하다. 소대규모의특수부대원대상으로웨어러블형태의디바이스를지급, 각종무기체계와양방향으로데이터를주고받아전투현장에서즉시대응력을높이고, 단계적으로전술지휘통제자동화체계 (C4I) 등대규모전투시스템적용으로확대해야한다. 국방 IoT 도입을위한통합플랫폼을개발하여다양한영역에서의 IoT 구현을지원하는국방환경에최적화된플랫폼을개발해야한다. IoT 구현을위한네트워크활용방안으로는블루투스, 와이파이, 롱텀에벌루션 (LTE) 등다양한무선상용망을고려할수있다. IoT 활용에따른보안체계구축도매우중요한과제이다. 이러한것을포함한활동들의추진을위한관련법ㆍ규정등도정비해야한다. < 참고문헌 > [1] IoT 동향과국방적용방안검토, 한국인터넷정보학회, 학술발표대회논문집, 2015. 5. [2] 사물인터넷기반헬스케어서비스및플랫폼동향, 한국통신학회, 2014. 11. [3] IoT 서비스지능화를위한디바이스오브젝트화및오케스트레이션메커니즘, 한국통신학회 2013.1. 20 www.iitp.kr
기획시리즈 사물인터넷 [4] 환경센서네트워크를위한 M2M/IoT 기반스마트데이터로거, 한국정보과학회, 2014. 1. [5] IoT 기반컨테이너보안장치및시스템성능평가, 한국정보통신학회, 2013. 9. [6] IoT(M2M) 기술동향및발전전망, 한국통신학회, 2013. 7. [7] IoT 기반 Big Data 기술동향, 한국전자파학회, 2013. 7. 정보통신기술진흥센터 21