이미 200만 개 이상의 센서가 설치되어 있었다. 여기에 더해 더 많은 센서를 추가로 설치하는 스마트 계량 확장 계획을 추진하고 있었다. 이러한
런던 탬스밸리(Thames Valley) 지역의 1,500만 명에 달하는 고객들에게 식수 및 하수 서비스를 제공하는 이 기업이 목표를 달성하기 위해서는 프로토콜부터 수집한 데이터의 보관 및 분석 방법까지 네트워킹에 대한 접근방식 전체를 다시 생각해야 했다.
탬스워터는 컨설팅 기업 액센츄어 및 딜로이트, 엔지니어링 기업 빌핑거(Bilfinger), IBM과 함께 새로운 방법을 고안하기 위해 TTA(Technology and Transformation Alliance)를 구성했다. 핵심은 탬스워터의 기존 모니터링 네트워크가 고급 분석(advanced analytics)을 활용할 수 있도록 업그레이드하는 것이다.
탬스워터의 인텔리전스 허브(Intelligence Hub) 네트워크 고급 분석 프로그램을 지휘하는 액센추어의 상무이사 사이먼 쿰스는 “수 년 동안 구축된 일련의 인프라를 유지해야 했다. 도심 한 복판에 고객들이 몰려 있으며 시골에는 당연히 밀도가 낮았다. 이로 인해 회사는 다양한 문제를 가지고 있었다”라고 말했다.
탬스워터가 성능, 신뢰성, 보안 등을 희생하지 않으면서 더욱 비용 효율적인 센서 네트워크를 달성하고자 한 방법은 구형 표준을 새로운 IoT(Internet of Things) 프로토콜로 점진적으로 대체하는 것이었다.
최신 IoT 기술은 훨씬 저렴한 기기를 도입할 가능성을 제시하지만 수 년 동안 거대한 센서 네트워크를 운영한 탬스워터 같은 기업에게는 광범위한 프로토콜 지원해야 했기 때문이다. 쿰스는 “물론 비용을 낮추고 싶어하지만 여전히 유지하고 관리하여 처리해야 하는 기존의 지배적인 포트폴리오를 유지해야 한다”라고 말했다.
유량과 압력 등의 변수를 모니터링하는 탬스워터의 기존 센서 대부분은 로컬 원격 측정 장치에 연결되어 있는 유선 장치다. 쿰스의 설명에 따르면 새롭게 도입된 원격 측정 장치는 광범위한 프로토콜을 지원하지만 대부분의 센서가 상대적으로 구식이기 때문에 GSM 또는 ADSL을 사용하고 있다.
이제 원격 측정 시스템에서 포차된 데이터는 피닉스(Phoenix) 기반 OSI 소프트(OSI Soft)의 PI 시스템(PI System)이 수집 및 정리한다. 직원들은 이 시스템에서 데이터에 접근하거나 추가 분석을 위해 클라우드로 전송하게 된다. 템스워터는 이제 이런 실시간 데이터 피드를 마이닝(Mining)함으로써 에너지 비용을 낮춤과 동시에 오염 사고의 수를 줄이면서 수질을 관리하고 있다.
또한 탬스는 AWS(Amazon Web Services)와 마이크로소프트 애저(Microsoft Azure)로 전향했다. 회사는 클라우드에서 고급 분석을 수행함으로써 신규 및 구식 프로토콜을 이용해 데이터에 신속하게 접근할 수 있게 됐다.
쿰스는 “새로운 클라우드 기법을 통해 우리는 특정 장치에 직접 연결하여 더 낮은 프로토콜에서 인터셉트(Intercept)할 수 있다. 클라우드를 통해 유연성이 크게 증가했으며 이런 유연성을 통해 비용을 낮출 수 있다”라고 말했다.
클라우드로 이행함으로써 탬스워터는 전통적인 물리적 데이터 센터에서 네트워크 운영을 관리해야 할 필요성이 사라지면서 비용을 낮출 수 있었다. 쿰스는 “자체 인프라를 구축해야 하는 예전에는 솔루션 구축에 수 개월에서 수 년이 소요되었다. 이제 우리는 수 일 또는 수 주 만에 클라우드에서 새로운 접근방식과 새로운 분석 스트림을 매우 신속하게 운용할 수 있고 빠르게 시험 및 배치할 수 있다” 라고 전했다.
쿰스 및 관련 종사자들과의 인터뷰를 통해 IoT 센서 네트워크 배치에 관한 몇 가지 요령을 살펴보았다.
1. 불필요한 기능에 과도하게 지출하지 말라
두 개의 센서 네트워크가 같을 수는 없다. 기업들은 필요와 목표가 서로 다르지만 다양한 기본적인 관리 접근방식과 전략을 이용해 비용을 아낄 수 있다.
기본적인 비용 효율성 규칙은 불필요한 기능 또는 유지보수에 돈을 낭비하지 않는 것이다. 또 프로젝트의 현재 및 미래 요건을 충족하는 기술을 선택하는 것이다.
네트워크 설계 기업 콤스코프(CommScope)의 글로벌 빌딩 솔루션 책임자 모네 데라스무스는 “예를 들어, 고주파 센서 애플리케이션에 대해 배터리 작동 무선 센서가 아닌 POE(Power Over Ethernet)를 선택하면 배터리 유지보수의 필요성 및 와이파이 간섭이 사라진다”라고 말했다.
그는 이어 “한편, 단기 배치에는 자성 부착 배터리 작동형 와이파이 센서가 유용할 수도 있다”라고 덧붙였다.
2. 센서의 역할과 성능을 명확히 정의하라
너무 많은 종류의 센서 노드(Node)를 역할과 필요를 명확히 정의하지 않은 채 하나의 네트워크에 배치하는 실수가 흔하다. IT 모니터링 및 관리 툴을 제공하는 기업 솔라윈즈(SolarWinds)의 네트워크 모니터링 책임자 데스티니 베르투치는 “성능을 시험하거나 파악하기 전에 이런 장치에 대역폭을 적용하는 것은 돈과 자원을 낭비하는 행위다. 네트워크 관리자는 구체적으로 센서 장치에서 필요한 것이 무엇인지 알아야 활용성을 극대화할 수 있다”라고 말했다.
3. 시험 및 모니터링 툴을 활용하라
네트워크가 가동되기 시작하면 많은 기업들이 시험 및 모니터링 툴을 이용해 어느 정도의 네트워크 대역폭이 특정 시간대에 실제로 소모되는지 정확히 파악해야 한다. 이 과정을 생략해 돈을 낭비하곤 한다. 베르투치는 “사용량에 대한 개념 또는 기준을 마련함으로써 [대역폭] 추가가 전반적인 네트워크 비용에 어떤 영향을 끼치는지 더욱 잘 파악할 수 있다”라고 말했다.
4. 결합을 두려워 말라
탬스워터와 마찬가지로 대규모 센서 네트워크를 계획하는 기업들은 기존의 구성요소와 서비스를 현재의 네트워크 인프라에 통합할 수 있는 방법을 모색해야 한다. 네트워크 컨설팅 기업 초크 서클(Chalk Circle)의 설립자 겸 CEO 매트 라이프닉은 “센서 네트워크에서 가장 크게 차지하는 비용 요인은 초기의 물리적인 센서 배치, 지속적인 유지보수, 관리다”라고 말했다.
쿰스는 기업들이 구식 및 신규 센서와 비전매 특허 및 개방형 프로토콜의 결합을 두려해서는 안 된다고 강조했다. 그는 “과거에는 두려운 일이었지만 지금은 괜찮다. 연결한 후 실시간 데이터 계층에 자체적인 표준화를 덧씌우라”라고 조언했다.
쿰스는 이어 각 장치의 표준화에 대해 과도하게 걱정하는 대신에 해당 데이터를 활용하는 최적의 환경을 구축하는 것이 중요하다고 설명했다.
5. 비첨두(off-peak) 시간대에 센서 데이터를 전송하라
명령 수신 및 데이터 전송이 가능한 센서를 배치하면 실제로 필요한 경우에만 정보를 전송하도록 하는 등 데이터 전송을 더욱 유연하고 효율적으로 관리함으로써 비용을 낮출 수 있다.
ABI 리서치(ABI Research)의 수석 애널리스트 라이너 마틴은 “이동통신사들이 필요에 따라 네트워크의 속도를 조절할 수 있는 것과 같은 방식으로 센서 네트워크를 동적 관리할 수 있는 능력이 매우 중요하다. 비효율성을 방지할 수 있기 때문이다”라고 말했다.
6. 변화가 있는 경우에만 데이터를 전송하도록 하라
여러 개의 센서로부터 데이터를 선별적으로 수집하면 데이터 전송 및 보관 비용이 모두 증가하면서 별 다른 통찰은 얻지 못하는 상황을 방지할 수 있다.
베르투치는 “현실적으로 분석을 위해 모든 데이터를 반드시 수집해야 하는 것은 아니다. 하루 일과를 마치고 데이터 수집 그 자체가 목적인 데이터를 보존한다면 시간, 저장소, IT 자원만 낭비하는 꼴이다”라고 말했다. 그녀는 이어 “모니터링이 과하면 단순한 노이즈에 지나지 않으며 실행 가능한 통찰을 제공하는 실질적인 지표를 잃게 된다”라고 덧붙였다.
불필요한 데이터 트래픽을 낮추기 위한 방안 중 하나로는 센서에서 직접 데이터를 사전 분석하는 네트워크를 구축하는 것이 있다고 기술 컨설팅 기업 캠브리지 컨설턴츠(Cambridge Consultants)의 산업용 감지 책임자 사이먼 조단이 전했다.
그는 변경되었거나 어떤 측면에서 흥미로워 보이는 데이터만 데이터센터 또는 클라우드로 전송해야 한다며 “이것을 엣지 인텔리전스(Edge Intelligence)라고 부른다. 센서, 네트워크, 분석을 하나로 취급하는 것이다” 라고 말했다.
조단은 거대한 센서 네트워크를 바라보는 시각에 대해 언급했다. 거대 센서 네트워크를 관련성에 기초해 데이터를 필터링 및 전달하는 에이전트(Agent) 계층으로 보라는 설명이다. 그는 “군의 명령 체계와 우체국의 차이를 생각해 보라. 군인들은 사소한 것은 자체적으로 결정하고 중요한 정보를 체계의 상부로 전달할 수 있지만 우편물은 모든 것을 그대로 통과한다”라고 설명했다. “이를 통해 전통적인 정보 과부하를 방지할 수 있을 뿐 아니라 통신 부하를 줄일 수 있다”라고 그는 덧붙였다.
7. 균형을 꾀하라
효율적인 센서 네트워크를 구축할 때 기업들은 비용과 성능의 균형뿐만이 아니라 지리적 분산 및 필요한 신뢰성을 고려해야 한다. 스마트 그리드 제품 제조사 SSN(Silver Spring Networks)의 스마트 시티 및 가로등 부사장 브랜든 데이비토는 “다양한 측면에서 네트워크 요건을 파악해야 한다. 미래 업그레이드 경로를 제공하는 보안과 유연성을 갖춘 개방형 표준을 기반으로 구축된 네트워크 플랫폼을 선택하는 것이 중요하다”라고 설명했다.
8. 작게 시작하라
마지막으로 최고의 비용 효율성을 달성하는 기업들이 공통적으로 보이는 경향성은 ‘기어가기-걷기-달리기’ 접근방식을 통해 센서 네트워크 배치를 처리하는 것이다.
IoT 소프트웨어를 개발하는 엑소사이트(Exosite)의 CTO 마크 벤슨은 ” 작게 시작해서 빠르게 학습하고 시간에 따라 성장해야 한다. 이례적 상황 및 트렌드를 반영하는 파라미터를 측정하는 방안에 집중하는 조직이 성공할 수 있다”라고 말했다.
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