IoT 5대 과제 극복 2부: 연속성, 규정준수, 공존, 사이버보안

키사이트 테크놀로지스(Keysight Technologies)의 수크 화 웡(Sook Hua Wong)

1부에서 IoT의 5가지 핵심 과제 중 하나를 살펴보았습니다. 이번 2부에서는 연속성, 규정준수, 공존, 사이버보안을 다룹니다.

2. 연속성

연속성은 IoT 기기 배터리 수명 연장에 초점을 맞춥니다. 소비자 제품의 경우 더 긴 배터리 수명이 결정적 경쟁 우위가 될 수 있고, 산업 시스템의 경우 5-10년 수명이 기대되며, 의료용 임플란트의 경우 배터리 고장이 생명을 위협할 수 있습니다.

이러한 까다로운 요구사항을 충족하기 위해 IC 설계자는 마이크로암프만 소모하는 딥 슬립 모드, 클럭 속도 조절, 저전압 작동 지원을 구현합니다. 표준화 기구들은 NB-IoT, LTE-M, LoRa, 시그폭스(Sigfox) 같은 초저전력 프로파일을 정의해 활성 시간을 제한하면서 전력 소비를 최소화합니다.

감지, 처리, 제어, 무선 서브시스템을 통합하는 제품 설계자는 각 주변장치의 전력 소모를 이해한 뒤, 불필요한 웨이크업을 제거하기 위해 펌웨어와 소프트웨어를 미세 조정해야 합니다. 전류 소비 패턴을 드러내는 견고한 측정 도구는 이러한 최적화를 검증하는 데 필수적입니다.

3. 규정준수

규정준수는 IoT 기기가 시장에 출시되기 전 무선 표준과 글로벌 규제 요건을 충족함을 보장합니다.

테스트 프로세스를 주도하는 두 주요 범주: 무선 표준 적합성 및 통신사 인수 테스트, 그리고 RF, EMC, SAR 같은 규제 준수 테스트. 설계 팀은 끊임없이 진화하는 규제를 탐색하며 타이트한 제품 출시 데드라인을 맞춥니다. 그림 3은 일반적인 적합성 및 규정준수 테스트 매트릭스를 보여줍니다.

그림 3: IoT 기기의 적합성 및 규정준수 테스트 요건.

사내 사전 규정준수 테스트는 문제를 조기에 포착하고 위험을 줄이며, 공식 시험소 테스트 시스템과 측정을 정렬합니다. 자동화된 테스트 장비는 테스트 시간을 며칠 또는 몇 주에서 몇 시간으로 단축해 시장 출시 시간을 가속화합니다.

4. 공존

공존은 다른 신호가 같은 스펙트럼을 공유할 때 무선 기기가 안정적으로 수행하는 능력입니다. 수십억 기기가 유통되면서 무선 혼잡은 커지는 과제입니다.

표준 기구들은 혼잡한 환경에서 기기 동작을 평가하는 테스트 방법을 고안했습니다. 예를 들어, 블루투스®는 적응형 주파수 호핑(AFH)을 사용해 높은 충돌률을 겪는 채널을 회피합니다(그림 4 참조). 리슨-비포-토크(LBT)와 협력적 충돌 회피(CCA) 같은 다른 기술들도 처리량을 추가로 개선합니다.

그림 4: 블루투스 기기가 간섭을 피하기 위해 와이파이 채널 6을 우회함.

소비자 웨어러블의 경우 짧은 지연은 용인 가능하지만, 산업용 센서나 의료용 주입 펌프의 경우 제어 신호 손실이 치명적 결과를 초래할 수 있습니다. IEEE ANSI C63.27 지침의 공존 테스트는 제조사가 위험을 정량화하고 완화 전략을 설계하는 데 도움을 줍니다.

5. 사이버보안

IoT 배포가 미션 크리티컬 영역으로 확장됨에 따라, 사이버보안은 더 이상 사후 고려사항이 될 수 없습니다. 공격은 기기 자체, 무선 링크, 클라우드, 애플리케이션 계층을 표적으로 삼을 수 있습니다.

전통적 보안 도구는 네트워크와 클라우드 계층에 초점을 맞춰, 엔드포인트와 무선(OTA) 취약점을 대부분 방치합니다. 블루투스와 WLAN 같은 성숙한 프로토콜조차 공격자가 악용할 수 있는 미묘한 구현 결함을 가집니다.

IDC에 따르면 보안 침해의 70%가 엔드포인트에서 기인합니다[1]. 이러한 지점을 보호하려면 지속적으로 업데이트되는 위협 데이터베이스에 대한 선제적 OTA 테스트와, 악용 시도를 탐지하기 위한 이상 징후 모니터링이 결합되어야 합니다.

설계 주기 초기에 견고한 보안 테스트를 임베드함으로써 제조사는 알려졌거나 새롭게 등장하는 위협 모두로부터 기기를 보호할 수 있습니다.

IoT의 5C를 통한 견고한 기반 구축은 산업 전반에 혁신적 애플리케이션을 여는 동시에, 새로운 사고를 요구하는 전례 없는 과제들을 제시합니다. 성공적인 배포는 설계자들의 이러한 기술적 장애물에 대한 깊은 이해, 설계와 테스트 고려사항에 대한 세심한 주의, 제품 수명주기 전반에 걸친 올바른 측정, 검증, 규정준수, 제조 도구 모음에 달려 있습니다.

저자: 수크 화 웡, 키사이트 테크놀로지스(Keysight Technologies, Inc.) 일반 전자 측정 솔루션 산업 부문 매니저.

저자 소개

수크 화는 말레이시아 페낭 소재 키사이트 테크놀로지스의 산업 부문 매니저입니다. 그녀는 키사이트의 IoT 솔루션 포트폴리오 전략 기획과 마케팅을 주도하며 일반 전자 부문 성장을 이끕니다.

이전에는 RF/마이크로웨이브 파워 미터와 센서 라인의 제품 기획자로 근무했습니다.

말레이시아 기술대학교(1999)에서 전기공학 학사, 말레이시아 과학대학교(2003)에서 전자 시스템 설계 공학 석사를 취득했습니다. 키사이트에서 20년, 그중 15년을 일반 전자 측정 솔루션(GEMS) 팀에서 제조, 제품 개발, 영업 지원, 마케팅 전반에 걸쳐 광범위한 경험을 쌓았습니다.