고도의 비용절감 및 효율성 향상은 지능형 네트워크를 통해서 달성될 수 있다. 비용절감과 효율성 향상이란 두 마리 토끼를 잡으려면 물류, 생산, 식품 및 에너지 공급과 개별 유통 부문의 전 분야에서 데이터, 신호 및 전력의 지능형 관리체계를 구축해야 가능하다. HARTING 테크놀로지 그룹은 스마트 네트워크 인프라(Smart Network Infrastructure) 라는 강력한 컨셉을 개발했다.
글. Dr. Michael Groß, Managing Director, HARTING Technology Group
Michael.Gross@HARTING.com
진보된 고급 네트워크 콘셉트들이 현재 상당수의 테크놀로지 솔루션을 현실화하고 있다: 고속 센서 테크놀로지, RFID, 데이터 트래픽 제어용 지능형 스위치, 스마트 분석기능, 시각화 소프트웨어 및 강력한 네트워크 컴포넌트 등이 지능형 링크연결과 더불어 핵심 기술로 자리잡고 있다.
이러한 신개념 발상으로 달성된 효율성 향상은 에너지 대차대조표를 개선하는 한편, 천연자원의 보다 경제적인 활용과 온실가스 배출 감소에도 도움이 된다.
데이터 네트워크 아키텍처(architecture)
우리는 정보화 시대에 살고 있다: 이제 지능화된 기계설비들이 글로벌 환경에서 프로세스를 처리하고, 통신 자원들이 도처에서 우리들 주변을 감싸고 있다. IT 기술이 무수한 응용기기와 구조를 통해 엄청난 양의 데이터와 정보를 생성하고 여기에 접속할 수 있게 되었지만, 실제로 변한 건 무엇인가? 우리가 정말 ‘스마트’하게 더 똑똑해졌나? 더 나은 결정을 내리고 있나? 우리의 의사결정에 올바른 정보를 적용하고 있나? 불행히도, 충분하지 않을 때가 적지 않다: 우리의 결정에 도움이 되는 올바른 정보가 네트워크의 어딘가에 축적되어 있다 해도, 많은 결정이 아직도 직감과 경험을 근거로 내려지는 실정이다.
전에 비해 당장 결정이 빠르게 이루어질 뿐, 질적으로 달라진 게 거의 없다. 우리가 지금 필요한 것은 적절한 데이터의 투명성과 보편적 가용성을 확보하는 일이다. 우리는 올바른 데이터와 정보를 적시에 사용할 수 있도록 충분한 가용성을 제공할 콘셉트와 체계가 부족한 셈이다.
네트워크를 자유롭게
이제껏, 네트워크 인프라는 지능형 장치들을 단순히 연결해 놓은 것으로만 여겨져 왔다. 전통적인 폐쇄형 네트워크 아키텍처도 각종 인터페이스 및 게이트웨이들로 점차 개방형 구조로 변모하고 있다. 그러나 이러한 콘셉트는 데이터 및 정보에 언제 어디서나 접근할 수 있는 유비쿼터스 접속환경에 대한 기대에 더 이상 부합하지 않는다.
이러한 상황이 지금 클라우드 컴퓨팅을 비롯한 현대적인 콘셉트로 변화하고 있다. 사물의 인터넷과 유비쿼터스 컴퓨팅, 네트워크 인프라 역할이 점차 독립적인 액티브 구성요소로 진화하고, 적극적으로 지원하며 프로세스를 가속하는 추세다. 시스템 캐비닛들이 사라져 갈수록, 시스템 자원 및 데이터에 무제한 자유롭게 접근하려는 요구가 늘어나기 때문에 지금처럼 다양한 네트워크 도메인들을 서로 분리하는 것은 시대착오적인 생각으로 보인다: 결국 세계화가 새로운 시스템 콘셉트를 촉진하는 셈이다.
이제 모든 해당 정보에 때맞춰 접속하는 접근성이 경쟁 우위를 제공하여, 올바른 정보사용 역량을 갖춘 기업들이 더욱 효율적으로 사업을 영위하고 수많은 정확한 결정을 내릴 수 있다는 사실이 이미 분명해졌다.
HARTING 테크놀로지 그룹이 개발한 Smart Network Infrastructure (SNI) 콘셉트는 수동형 구성요소들을 순수한 구성 및 조합을 통해 현대 공정사슬의 주요 기능을 담당하는 핵심 요소로 전환하여 데이터 및 시그널 네트워크를 자유롭게 한다. 현장 및 지역 인프라들이 우리들 환경의 핵심요소로 변화하는 한편, 갈수록 사용자에서 자유로운 독립 요소로 구축되는 추세다. 이로써 다양한 서비스 품질 요건을 수반한 각종 응용기기들이 동일한 인프라를 동시에 사용하는 병렬 접속환경이 가능하게 되었다.
가상 및 실제 프로세스의 동기화
예를 들어, RFID 및 이미지 기록장치와 같은 Auto ID 테크놀로지에 사용되는 유무선 센서들은 많은 객체들의 데이터 및 신호들을 판별하여 실시간으로 처리할 수 있다. 일례로 차량, 인원, 공급라인 등이 여기에 해당한다.
상태 정보는 추후의 사용방식에 관계 없이 독립적인 접근이 가능하도록, 표준화된 교환 형식으로 해당 네트워크 인프라에 구축된다. 실제 사용 목적과는 별도로, 잠재적인 처리 개체를 고려한 일종의 서비스로 데이터가 구축되므로, 데이터 준비, 필터링 및 전송 등을 위한 새로운 절차가 해당 네트워크 인프라 내에 확립될 필요가 있다. 이러한 미들웨어는 이미 RFID 테크놀로지에 사용된 것으로, 이제 네트워크 인프라 성능 레벨에 핵심적인 중요성을 차지하게 되었다.
네트워크 인프라 내에서 지속적인 업그레이드가 진행되는 소프트웨어 솔루션은 끊임 없이 증가하는 데이터 흐름을 거의 동시에 평가하여, 그 결과를 가공되지 않은 (이벤트 데이터) 상태 또는 전처리를 거친 (복합 이벤트 데이터) 형태의 서비스로 해당 사용자에게 제공한다.
모니터링 및 관리용 플랫폼들이 특정 기능에 부합하는 적절한 품질의 데이터를 생성 및 전송하고, 비즈니스 이벤트로 컴파일하는 한편, 상위수준의 제어기능에 위해 분석 가능한 형식으로 가공된 데이터를 공급한다. 실시간 이벤트 처리, 복합 이벤트 프로세싱(CEP), 패턴 인식 및 규칙 기반의 동적 제어기능을 기반으로 작동하는 응용기기들은 이제 스마트 네트워크 인프라(SNI)의 부분과 한 축을 이루는 요소로 변모하고 있다.
유비쿼터스 네트워크 인프라 접속환경
스마트폰, 태블릿 PC 및 노트북 등의 로밍 장치를 이용한 유비쿼터스 정보 접속에 대한 요구로 인해 어떤 데이터가 언제, 어디서, 어떻게 필요하게 될 것인가는 점차 분명하게 구분되지 않는 추세다. 이러한 유비쿼터스 데이터 접속환경은 이제 우리 세계의 일부가 되었고, 더이상 독점적 데이터 네트워크 시대에 그랬던 것처럼 특정 애플리케이션이나 지정된 프로세스에 부속되지 않는다. 다시 말해, 스마트 네트워크 인프라는 이제 기존의 데이터와 신호 전송 구조와는 전혀 다른 새로운 사양으로 일신한 셈이다:
리얼타임 이더넷(결정적 데이터 전송)에 대한 요구는 더 이상 개별 셀과 독점적 데이터 섬, 혹은 제어 단위에 한정될 수 없으며, 필히 유비쿼터스 응용환경에 적합한 솔루션으로 충족되어야 한다.
현실세계의 비유
현실 세계에서 유추한 비유는 이러한 개념을 설명하는 데 도움이 될 수 있다. 가령, 도로 교통망이 폭넓은 대역과 확장 단계 및 (신호등, 교통 표지판, 요금소 등) 관리 자원들로 운영된다고 하자. 이는 다양한 속도와 시간대에 각양각색의 수많은 사람들이 이용하는 까닭에, 전반적인 통계 파악은 가능해도 세부적인 예측이 불가능하다.
스마트 네트워크 인프라는 도로 교통망과 유사하다. 녹색 신호로 전환되거나 파란불이 켜지면 우선 접근권이 주어지는 격이다. 인프라 비용이 부과되고 피크 사용 시간대와 이용률이 낮은 시간대가 번갈아 생긴다. 감시 센서에서 우선권을 부여받은 데이터 패킷은 다운로드에서 속도가 느린 대용량 데이터를 포착하도록 실시간 처리가 가능해야 한다. 이와 아울러, 해당 데이터는 무선, 전력선, 구리 및 광섬유 케이블 등의 다양한 성능 수준과 구조에 따른 요구조건에 부합해야 한다.
또한 대역폭이 혼잡하면 동적 라우팅을 통해 우회해야 하고, 최종적으로 추적 가능한 사용자별 요금청구서를 생성할 수 있어야 한다. 이제 하나의 스마트 네트워크 인프라 내에서 동적 규칙에 기반한 데이터 및 신호 전송은 현대적인 통신을 위한 핵심 기술로 자리잡고 있다.
여기에 시종일관 따르는 것은, 이 모델이 데이터, 신호 및 전력이란 3대 프로세스 생명선에 적용될 수 있다는 사실이다.
새로운 에너지 콘셉트를 적용할 경우, 이제 전력은 관리형 자원으로 취급되며, 더 이상 무한히 사용 가능한 기본 개체가 아닌 데다 특정 프로세스와 결부될 수 없는 까닭에 프로세스 관리체계에 통합될 필요가 있다.
RFID, 패스트 트랙 스위칭(FTS) 및 SEoP (Switched Ethernet over Power) 등의 기술들은 이러한 미래의 통합형 스마트 네트워크 인프라 구축에 도움이 된다. 따라서 가상의 프로세스 뷰를 실제 세계와 조화시키고 동기화하는 것은 미래를 크게 앞당기는 진일보가 될 것이다.
로세스 뷰를 실제 세계와 조화시키고 동기화하는 것은 미래를 크게 앞당기는 진일보가 될 것이다.
제공. HARTING Technology Group, www.harting.com
박스 팁
적용 혜택
• 스마트 디바이스: 해당 네트워크 인프라 내의 능동형 컴포넌트들이 자율적인 논리에 기반한 내부 공정 전력을 통해 데이터, 신호 및 전원의 생성과 전송을 관리 및 제어할 수 있다. 예를 들어 관리형 스위치, 관리형 WLAN AP, RFID 리더 및 스마트폰 등이 여기에 속한다.
• 스마트 오브젝트: 수동형 컴포넌트로, 고유의 태그나 교체형 메모리를 통해 자체 ID를 지니고 있기 때문에 능동형 컴포넌트들과의 통신이 가능하다. 예를 들어 일반 트랜스폰더 및 수동형 R/W 트랜스폰더를 부착한 컨테이너 등이 여기에 속한다.
• 스마트 애플리케이션: 데이터, 신호 및 전력의 흐름을 인식할 수 있는 소프트웨어들로, 해당 기능을 수행하기 위해 규칙에 따라 인프라 컴포넌트들과 통신을 수행한다.
아이씨엔 매거진 2012년 08월호
