전기전자/정보통신

Telecommunication_2018.10 특집 요약 (p8-25)

엣지 컴퓨팅의 최전선
IoT∙AI 시대의 거대한 비즈니스

IoT/AI 시대에는 어떤 ‘거대 비즈니스’가 새로이 생겨날 것인가? 하나의 후보로서 ‘엣지 컴퓨팅’이 급부상하고 있다. 통신사업자나 클라우드 사업자, 인더스트리얼 IoT 벤더 등 다양한 플레이어가 급속하게 대책을 강구하고 있는 가운데 가시화된 엣지 컴퓨팅의 가능성과 유스케이스, 그리고 과제. 엣지 컴퓨팅의 최전선으로 안내한다.

Part 1. 5Gⅹ엣지로 새로운 세계
이동통신 사업자가 그리는 엣지 컴퓨팅 활용

5G의 특징을 활용한 서비스 창출에는 분산데이터 처리나 저지연 응답을 실현하는 엣지 컴퓨팅의 활용이 필수다. 구체적으로 움직이기 시작한 NTT도코모, KDDI, 소프트뱅크의 3사에게 이야기를 들었다.

2020년의 5G 상용서비스 시작을 앞두고 이동통신 사업자들이 엣지 컴퓨팅 대책을 본격화하고 있다.

엣지 컴퓨팅은 분산되어 있는 소형 서버가 데이터를 실시간 처리하는 기술로 네트워크 가장자리(엣지)에서 먼저 데이터를 처리한다. 중앙 서버가 모든 데이터를 처리하는 클라우드 컴퓨팅과 대비된다. ①초(超)저지연, ②높은 보안성 ③전송 비용의 삭감이 주요 특징이다.

자율주행, 원격제어, 또는 방대한 데이터를 다루는 IoT 서비스 등 5G만이 가능한 서비스 실현에 있어서는 이러한 특징을 갖는 엣지 컴퓨팅과의 연계가 중요하다. 때문에 이동통신 사업자들이 주력하고 있는 것이다.

그럼 이동통신 사업자 3사(NTT도코모, KDDI, 소프트뱅크)는 엣지 컴퓨팅을 활용하여 구체적으로 어떠한 서비스를 제공하려고 생각하고 있는 것일까?

-- 도쿄올림픽, 새로운 관전 스타일 --
-- 커넥티드카의 혼잡 대책도 --
-- 기업에 제3의 선택지를 제공 --
-- 검증 시설에서 유스케이스를 발굴 --

Part 2. NTT동일본의 엣지 거점에 잠입
하쿠호도DY, 사이타마현과 엣지에 대한 ‘대답 찾기’

NTT동일본은 올 6월에 엣지 컴퓨팅을 활용한 AI/IoT 비즈니스의 공동가치창출을 위해 ‘스마트 이노베이션 랩’을 도쿄 구라마에(蔵前)에 개설하였다. 과연 어떤 공동가치창출이 시작되고 있을까? 스마트 이노베이션 랩에서 이야기를 들어 보았다.

아사쿠사에서 지하철로 한 정거장 거리에 있는 도쿄 구라마에는 장난감이나 문구 도매점이 즐비한 동네다. 최근에는 멋진 카페나 잡화점 등이 잇달아 문을 열고 있어 ‘도쿄의 브루클린’이라고도 불린다.

올 6월, 이 구라마에에 엣지 컴퓨팅을 활용한 AI/IoT 비즈니스의 공동실증 환경이 만들어졌다. NTT동일본이 NTT구라마에 빌딩 안에 개설한 ‘스마트 이노베이션 랩’이다.

올해 6월에 새로 취임한 NTT동서의 사장은 성장전략의 하나로서 ‘통신빌딩’이라는 자산의 활용을 제시하였다. 즉, 엣지 컴퓨팅 비즈니스의 추진이다.

NTT동일본의 통신빌딩은 동일본 지역에 약 2,000개나 있으며 견고성도 뛰어나다. 엣지 컴퓨팅을 위한 컴퓨팅 리소스의 설치장소로서는 상당히 유망하다. AI/IoT시대에 본격 돌입하여 엣지 컴퓨팅 시장이 형성된다면 큰 비즈니스 기회를 기대할 수 있다.

물론 지금은 아직 ‘가능성’에 지나지 않는다. 그 가능성이 ‘현실화’되기 위해서는 다양한 도전이 필요할 것이다. NTT동일본 비즈니스개발본부 구로사와(黒澤) 부장은 “지금까지의 NTT동일본이라면 ‘우리들이 대답을 알고 있다’라는 전제로 서비스를 개발했었다. 그러나 이번에는 그 전제를 버릴 필요가 있다. 대답은 알 수 없기 때문이다”라고 말한다. 그래서 “우선 시작해 보자”라며 설립한 것이 스마트 이노베이션 랩이다.

현시점에서는 사이타마현, SOMPO홀딩스, 하쿠호도DY홀딩스, 벤처기업인 DVERSE의 4사가 공동실증 파트너로서 발표되었다. 그리고 이 외에도 여러 파트너와의 논의가 진행 중이라고 한다.

NTT동일본이 파트너와 공동으로 착수한 엣지 컴퓨팅에 대한 ‘대답 찾기’. 그 상황을 보고한다.

-- 하쿠호도DY와 무의식의 AI 해석 --
-- VR이나 자율주행의 실증도 --
-- 안심감도 NTT 엣지의 강점 --

Part 3. MEC 표준화의 최신 동향
API로 다양한 망기능을 파트너가 이용 가능

모바일망에 엣지 컴퓨팅 시스템을 설치하는 MEC(Multi-access Edge Computing). 그 표준화가 새로운 국면을 맞이하고 있다. 파트너에게 망기능을 개방하기 위한 API가 확충되었다. 고정망에 관한 논의도 시작되었다.

작년 이후부터 이동통신 사업자들은 엣지 컴퓨팅에 대한 많은 도전을 실시하고 있다. 그 실현 기술로서 널리 이용되고 있는 것이 ETSI(유럽전기통신표준협회)가 2014년 12월부터 표준화를 추진하고 있는 ‘MEC’다.

LTE 등의 모바일 통신서비스를 이용하여 클라우드에 액세스할 경우, 단말과 클라우드는 일반적으로 기지국, 코어네트워크, 게이트웨이를 매개하여 인터넷으로 연결되게 된다. 이 때문에 지연이 커질 수밖에 없다.

그래서 클라우드에서 이루어지는 데이터처리(혹은 그 일부)를 모바일망의 단말에 가까운 장소에서 실시, 지연 요건이 엄격한 어플리케이션 등에도 대응할 수 있도록 하는 것이 MEC의 콘셉트다.

또한 모바일망뿐 아니라 고정망이나 Wi-Fi 등 다양한 액세스로 대상을 넓히기 위해 ETSI는 2017년 9월, 당초의 MEC(Mobile Edge Computing)에서 현재의 MEC(Multi-access Edge Computing)로 명칭을 변경하였다.

보다폰, 노키아, 인텔, NTT도코모, 화웨이, IBM의 6사가 발족한 ETSI의 표준화그룹(MEC ISG)에는 현재 약 80사가 참가하고 있다.

-- 혼잡 상황이나 단말 ID를 API로 취득 --
-- OpenFog와도 연계 --
-- MEC 기반은 어디에 둘까? --
-- MEC 해커톤 개최 --

Part 4. 클라우드를 ‘현장’으로 확장
AWS와 Azure의 엣지 컴퓨팅 전략

IoT플랫폼으로서도 인기가 많은 Amazon Web Services(AWS)와 마이크로소프트 Azure. 양사 모두 클라우드의 기능을 엣지 디바이스로 확장하는 새로운 서비스를 잇달아 투입하고 있다.

IoT 어플리케이션의 개발에 있어서도 지금은 퍼블릭 클라우드의 이용이 주류가 되었다. 여기서도 강세를 보이는 것이 AWA와 Azure다. 2강을 쫓는 그룹도 IoT용 서비스를 확충하고 있지만 AWS/Azure와 타사가 크게 다른 것이 엣지 컴퓨팅 전략의 충실도다.

AWA는 2017년 6월에 엣지 디바이스에서 작동하는 ‘AWS Greengrass’의 일반 이용을 개시. 약 1년 후인 2018년 6월에는 마이크로소프트가 ‘Azure IoT Edge’의 일반 제공을 시작하였다.

AWS Greengrass도 Azure IoT Edge도 클라우드의 기능을 엣지로 확장하는 서비스다. 각각의 기능과 양사의 엣지 전략에 대해 살펴보자.

● AWS Greengrass
기계학습을 엣지 디바이스에서 실행

AWS Greengrass는 클라우드 서비스 ‘AWS IoT’에서 제공되고 있는 각종 기능을 엣지 디바이스에서 이용하기 위한 서비스다. AWS의 각종 서비스와의 연계가 가능하다. 클라우드의 이점을 활용하면서 로컬 측에서 처리함으로써 지연을 단축하거나 클라우드와 연결되어 있지 않은 오프라인 때도 계속 처리할 수 있다는 이점을 얻을 수 있다.

-- Lambda를 엣지에 전개 --
AWS Greengrass는 게이트웨이 장치와 PC서버 등에서 작동하는 소프트웨어(Greengrass Core)와 클라우드서비스(Greengrass Service)로 구성된다. Greengrass Core를 작동시키는 하드웨어는 실행하고 싶은 앱의 요건에 맞춰서 선택할 수 있다.

디바이스 접속이나 관리, 메시지교환, 보안과 같은 AWS IoT의 기능을 로컬 측에서 사용할 수 있고 엣지만이 가능한 기능도 준비되어 있다.

하나가 ‘AWS Lambda’를 로컬에서 실행하는 기능이다. Lambda는 서버 없이 프로그램을 실행할 수 있는 서비스다. 서버설정이나 관리를 하지 않고 코드를 써서 클라우드 위에 놓아두기만 하면 어플리케이션을 구축∙실행할 수 있다. AWS Greengrass는 이 Lambda를 엣지 위에 배치하여 실행시킬 수 있다.

그 외에 AWS IoT에서 사용하고 있는 MQTT와 산업용 기계에 있어서 표준통신규격 OPC-UA와의 통신을 가능하게 하는 프로토콜 어댑터와 IoT 디바이스에 안전하게 접속하기 위한 로컬 리소스 액세스 등의 기능도 갖추고 있다.

-- 엣지를 사용하는 3개의 동기 --
-- 얀마/소니가 채용 --

● Azure IoT Edge
전세계를 ‘똑똑한 엣지’로 채운다

일본 마이크로소프트 IoT디바이스본부의 쇼부야(菖蒲谷) 본부장은 IoT의 미래상에 대해 “클라우드만도 아니고 엣지만도 아니다. 양자가 모두 똑똑해져서 상호 보완하지 않으면 안 된다”라고 말한다. 쇼부야 씨도 IoT의 유스케이스에 있어서 중요시하는 것은 클라우드와 엣지의 연계를 통한 기계학습의 활용이다. 올 6월 말에 국내에서 일반 이용이 시작된 Azure IoT Edge를 통해 그 준비가 정비되었다.

Azure IoT Edge라는 것은 Azure 상에서 만드는 기계학습 모델을 엣지 디바이스에 내장할 수 있도록 하는 시스템이다. 엣지로 실행한 추론 결과를 피드백하고 클라우드에서 학습 모델을 경신하여 정밀도를 높여 나가는 사이클을 실현한다.

-- 인정 디바이스가 속속 등장 --
-- 사내에 ‘Azure의 카피’를 --
-- 칩에 지성을 내장한다 --

Part 5. FA와 IT의 간극을 매운다
제조업 IoT를 가속하는 Edgecross

제조업은 엣지 컴퓨팅이 가장 진전된 업계라고 할 수 있다. FA(Factory Automation)와 IT를 융합하기 위한 가교로서 제조업 IoT에서 엣지는 반드시 필요한 존재가 되고 있다.

“제조업에는 클라우드보다 엣지 컴퓨팅이 친숙해지기 쉽다”. FA와 IT를 협조시키는 오픈 엣지 컴퓨팅 플랫폼 ‘Edgecross’의 실현을 목표로 2017년 11월에 설립된 Edgecross 컨소시엄 사무국장인 도쿠나가(徳永) 씨는 이렇게 말한다.

엣지 컴퓨팅의 이점으로서는 일차처리에 의한 데이터양의 삭감이나 실시간성의 향상, 또는 로컬 처리함으로써 보안을 확보할 수 있다는 점을 들 수 있다. 또한 제조업에서는 클라우드와 생산현장을 연결하는 네트워크가 끊겨도 엣지로 계속 처리할 수 있다는 점도 중요시된다.

-- IT와 FA가 협동하는 신(新) 레이어 --
또한 그러한 기술적인 관점 이상으로 제조업과 IT업계 사이의 간극을 메우는 의미에서 엣지 컴퓨팅이 담당하는 역할은 크다고 도쿠나가 씨는 지적한다. “IT전문가는 생산 현장의 일은 모른다. 어떤 데이터를 수집하여 무엇을 할지는 현장 사람들이 생각하고 실천한다. 엣지라면 현장에서 핸들링할 수 있기 때문에 ‘우선 엣지로 처리한다’는 것이 제조업의 흐름이 되고 있다”라고 말한다.

즉, IT시스템과 FA시스템의 중간에 오픈 엣지 기반을 만듦으로써 양자가 서로 깊게 이해하여 협동하기 위한 새로운 ‘레이어’를 만드는 것이다.

Edgecross 컨소시엄은 Advantech, 오므론, NEC, 일본 IBM, 일본 오라클, 미쓰비시전기의 6사가 간사기업이 되어 설립되어(18년 2월에 히타치제작소도 참가), 소프트웨어 벤더나 공작기계/산업용PC/기기업체, SIer, 유저기업이 회원으로서 활동하고 있다. 이들 다양한 기업이 Edgecross를 활용하여 제조업 IoT의 과제를 해결하기 위한 대책을 추진하고 있다.

-- 최대 난제는 ‘표준화’ --
-- 목표를 초과하는 기세로 회원 증가 --

Part 6. SD-WAN으로 클라우드와 연계
엣지 컴퓨팅을 뒷받침하는 네트워크

엣지와 클라우드가 밀접하게 연계되기 위해서는 그 사이를 연결하는 네트워크에도 일찍이 없었던 유연성과 관리 용이성이 요구된다. 그래서 기대를 받고 있는 것이 가상 네트워크의 관리∙제어가 특기인 SD-WAN이다.

엣지 컴퓨팅을 실현하기 위해서는 ‘엣지’와 ‘클라우드’, 그리고 현장의 ‘디바이스/센서류’를 연결하는 네트워크를 어떻게 구축∙운용할까가 과제다.

IoT의 보급에 따라 IoT 디바이스와 그 데이터를 이용하는 IoT 어플리케이션의 수는 증가하고 그들과 엣지를 연결하는 네트워크도 복잡해진다. 디바이스에서 발생하는 다종다양한 데이터를 엣지 컴퓨팅으로 처리하여 클라우드 상의 적절한 앱에 보내기 위한 네트워크를 어떻게 심플하게 구축하고 운용할 것인가? 이것은 중요한 포인트다.

“SD-WAN이 갖추고 있는 기능을 그에 적용할 수 있을 것으로 생각한다”. 엣지 컴퓨팅을 뒷받침하는 네트워크의 미래상에 대해 이렇게 말하는 사람은 SD-WAN서비스 ‘Master’s ONE CloudWAN’(이하, CloudWAN)을 제공하는 NTTPC커뮤니케이션즈의 미사와(三澤) 본부장이다.

현시점에서는 CloudWAN은 어디까지나 기업 WAN을 최적화하기 위한 서비스로 엣지 컴퓨팅/IoT용 기능은 설치되어 있지 않다. 그러나 SD-WAN의 트래픽/경로제어기능과 물리회선을 추상화하여 가상 네트워크를 집중 제어하는 구조는 엣지 컴퓨팅 운용에도 크게 도움이 된다고 한다.

-- 클라우드에서 엣지까지 일괄 제어 --
-- 클라우드의 구분 사용도 간단하게 --
-- 엣지의 보조 SD-WAN --

  -- 끝 --