텔레메트리는 통신 기술 분야에서 상대적으로 오래 된 개념이다. 이번 세기 초에 들어서면서 센서가 먼 거리까지 신호를 보낼 수 있게 됨에 따라 기술자들은 기계와 다른 활동들을 원격으로 관찰할 수 있게 됐었다. 최근에는 컴퓨터 프로세서를 사용해 센서나 다른 컴퓨터에서 전송되는 데이터를 처리함으로써 M2M(Machine-to-Machine) 커뮤니케이션을 구현할 수 있다. 오늘날의 데이터와 정보통신이 인터넷을 적극적으로 사용하는 경향이 증가하면서 표준화된 프로토콜에 대한 요구가 증가하고 있다.

IoT는 용도에 따라 다른 의미를 가질 수 있다. 용도에 따라 상업적인 목적의 IoT(Internet of Things), 그리고 산업적 목적의 IIoT(Industrial Internet of Things)로 구분할 수 있으며, 이 둘 사이의 차이점은 다음과 같다.

IoT는 소비재, 농업, 제조, 의료 등 여러 시장 분야에 적용되며, IIoT는 제조나 에너지와 같은 산업 분야에 초점을 맞추고 있다. 따라서 IIoT는 일반적으로 거대한 IoT라는 개념의 하위 집합에 해당한다.

우선 IoT는 인간 소비자 중심이다. 반면 IIoT는 가능한 많은 데이터에 액세스해 산업 프로세스를 미세 조정하고 공급망의 효율성을 극대화하는 것을 목적으로 한다. 또한 IoT는 소비자 경험을 개선하기 위한 방대한 양의 데이터를 생성하고 처리하지만, IIoT는 더욱 방대한 양의 데이터를 처리할 뿐 아니라 프로세스의 성공은 물론 작업자의 안전 등의 측면에서 더욱 중요한 역할을 한다.

IoT와 IIoT가 더욱 발전해 나가기 위해서는 수집된 방대한 양의 데이터를 어떻게 처리하느냐에 달려있다.

MQTT란 도대체 무엇인가?

MQTT가 처음 화제가 됐을 때, ‘이것은 도대체 무엇인가’라는 생각만 들었다. MQTT는 다음과 같은 의미를 갖는다.

  • 메시지(Message): 간단히 설명하자면, MQTT는 브로커에 메시지를 게재하는 데이터 소스를 포함하고 있다. 브로커는 정확한 소스의 데이터 태그를 등록한 모든 디바이스에 메시지 데이터를 발송한다.
  • 대기 열(Queue 또는 Queuing): 이름에 ‘대기 열’이라는 단어가 들어있음에도 불구하고 MQTT는 ‘대기 열’ 기반 프로토콜이 아니다. 이 단어는 실제로 사용되지는 않지만 전세대의 프로코톨로부터 유산으로 내려온 것이다.
  • 텔레메트리(Telemetry): IoT와 IIoT의 핵심으로, 데이터 전송은 원격 측정의 가장 중요한 부분이다.
  • 전송(Transport): 데이터 전송은 중앙화된 허브나 브로커를 통해 포인트 투 포인트 방식으로 이뤄진다.

MQTT는 단순한 허브 및 스포크 시스템으로, 센서와 애플리케이션, 디바이스는 데이터센터에서 실행되는 중앙 브로커를 통해 통신한다. 모든 데이터가 브로커를 통해 전송하기 때문에 디바이스는 디바이스간의 통신을 시도하지 않는다. MQTT는 처리 요구량에 비해 가볍고, 일반적인 제조 환경의 요구사항인 대역폭과 지연 시간이 제한된 네트워크 환경에서 운용되는 애플리케이션에 적합하다. MQTT 세션은 연결이나 인증, 커뮤니케이션, 종료 등의 과정을 단순하고 빠르게 처리한다. 프로토콜의 단순성과 경량 특성으로 인해 데이터 볼륨의 증가에 따라 높은 확장성을 확보할 수 있다. MQTT는 전력선이나 파이프라인, 원유시추공과 같은 대규모의 원격 네트워크에 적합하다.

다양한 분야에 적용 가능

MQTT는 광범위한 석유 파이프 라인이나 에너지 전송 시설을 감시하는 기능 외에도, 작고 낮은 대역폭 요구량으로 인해 다양한 분야에 적용할 수 있다. 난방과 공조, 조명, 스마트 가전, 보안 시스템 등의 홈오토메이션 또한 MQTT의 중요한 적용 분야 중 하나다[그림 1]. 홈 가드닝 또한 빛과 온도, 습도 센서에서 전송된 메시지를 통해 적절하게 관리할 수 있으며, 심지어 자동 급수 등의 시스템화가 가능하다. 심지어 일부에서는 아두이노나 라즈베리파이 등을 프로그래밍해 MQTT 프로토콜로 운용되는 크리스마스 조명을 만들기도 한다. 이외에도 의료 모니터링, 교통 네트워크 모니터링, 자산 추적 관리, 환경 컴플라이언스 확인, 기상 데이터 로깅, 자동 키오스크 모니터링 등 MQTT의 적용 분야는 무궁무진하다.

[그림 1] 홈 오토메이션은 MQTT의 중요한 적용 분야 중 하나다.

적시에 정확한 정보를 확보할 수 있다는 것은 IoT와 IIoT 환경에서 성능을 향상시키는 데 매우 중요한 요인 중 하나다. 점점 더 많은 데이터가 해석과 소비에 사용할 수 있게 됨에 따라, 정보 공유를 위한 프로토콜과 방법론의 확립이 필수적이다. M2M 커뮤니케이션 환경에서는 물리적인 제조 영역에서 긴 지연과 낮은 대역폭, 그리고 전송 중단의 영향을 최소화하는 동시에 확장성을 높일 수 있는 중요한 프로토콜로 MQTT가 점차 자리를 잡아가고 있다.

마우저 일렉트로닉스는 고객들이 M2M과 IIoT 시스템을 구현할 때 필요한 센서와 안테나, 모뎀, 데이터 로거, 임베디드 프로세서, 기타 여러가지 구성 부품과 장비를 쉽게 찾을 수 있도록 돕고 있다. 마우저는 제품과 기타 관련 부품의 광범위한 선택의 폭을 제공함은 물론이고 디자인과 구매 결정에 도움이 되는 기술, 혹은 관련 지원 정보를 웹 사이트를 통해 제공하고 있다. 마우저는 IoT와 IIoT를 포함한 다양한 주제를 연구하고 탐구하기 위한 다양한 정보를 제공하며, 전체 제품 정보와 관련 자료를 모두 제공하고 있다.

 

Written by 스티브 슈라이버(Steve Schriber) & Provided by 마우저 일렉트로닉스(Mouser Electronics)

 

[편집자 주] 본 기사는 글로벌 전자부품 유통회사인 마우저 일렉트로닉스 (Mouser Electronics)의 후원을 바탕으로 진행되는 EPNC의 단독 외부 기고입니다.

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