통합 연결 표준인 매터(Matter)가 기기 간 상호운용성을 넘어 시스템 차원의 지능형 조정 기능까지 갖추면서 차세대 스마트 홈의 핵심 기반 기술로 진화하고 있다
우리의 주거 환경은 갈수록 더 스마트해지고 있다. 인텔 마켓 리서치(Intel Market Research)의 최근 데이터에 따르면, 선진국 가구의 35% 이상이 최소 하나 이상의 스마트 홈 기기를 사용하고 있으며, 보급률은 매년 12 ~ 15%씩 증가하고 있는 것으로 나타났다. 하지만, 완전한 스마트 홈을 구현하기 위한 기술 발전은 획기적인 도약보다는 점진적인 형태로 이뤄져 왔다. 지난 2022년, CSA(Connectivity Standards Alliance)는 통합 연결 표준인 매터(Matter)를 공개하고, 서로 다른 에코시스템 간의 상호운용성을 제공함으로써 파편화 및 비호환성 문제로 정체되어 있던 스마트 홈의 비전을 실현할 수 있는 새로운 길을 열었다.
유튜브 링크(https://www.youtube.com/watch?v=BV4HppnUsW8)
이후 매터는 사양 업데이트를 통해 지원 기기 범주를 지속적으로 확대해 왔다. 조명이나 도어록과 같은 명령 및 제어 기기에서 로봇 청소기와 화재경보기로 범위를 넓힌 데 이어, 냉장고와 식기세척기, 세탁기, 오븐과 같은 대형 가전제품까지 폭넓게 확장되었다. 새로운 기기 유형이 추가될 때마다 업계는 보편적 상호운용성이라는 목표에 한 걸음 더 가까워졌다. 이는 분명한 진전으로 평가될 수 있지만, 그 성과는 여전히 지원 범위 확대, 즉 이전에는 연결할 수 없었던 기기들이 새롭게 연결될 수 있게 되었는가에 초점이 맞춰져 있었다.
그러나 최근에는 논의의 중심이 달라지고 있다. 매터가 어떤 기기를 지원하는가가 아니라, 매터를 지원하는 기기들이 서로 어떻게 연동되어 동작할 것인가로 그 중심이 이동하고 있다. 한때 궁극적인 목표로 여겨졌던 상호운용성은 이제 기본 요건이 되었다.
연결 그 이상의 기능 확장
지난 몇 년간 매터는 더욱 복잡한 기기에 대한 지원을 빠른 속도로 확대해 왔다. 매터 1.4에서는 배터리, 히트펌프, 온수기와 같은 새로운 유형의 기기들이 추가되었다. 이어 매터 1.5에서는 수분과 온도를 측정하는 토양 센서 뿐만 아니라, 스마트 개폐 장치에 대한 접근 방식을 새롭게 개선했다. 또한, 전기차(EV) 충전과 태양광 발전 시스템 연동, 향상된 전력소모 추적 기능 등 매터의 주요 신규 기능도 도입되었다.
이와 동시에, 매터는 기기 간 상호운용성을 지원하는 계층을 넘어 더 넓은 개념의 스마트 홈 플랫폼으로 진화하고 있다. 매터 1.4와 매터 1.5는 단순히 새로운 유형의 기기를 추가하는 수준이 아니라 기기 간 더욱 풍부한 상호작용이 가능하도록 발전했다.
매터 1.4 업데이트의 핵심 기능 중 하나는 ‘향상된 멀티 어드민(Enhanced Multi-Admin)’으로, 단 한 번의 동의 절차만으로 여러 에코시스템과 기기를 원활하게 연동하여 사용할 수 있도록 지원한다. 이러한 개선된 멀티 어드민 기능은 아직 실제 환경에서 완벽한 사용자 경험을 제공하지는 못하지만, 사용자가 스마트 홈을 구축할 때 특정 에코시스템을 선택해야 하는 제약을 해소한다. 이후 등장한 매터 1.5에서는 카메라와 같이 데이터 전송량이 많은 기기를 위해 보다 효율적이고 안정적인 TCP(Transmission Control Protocol) 전송 방식이 도입되었으며, 펌웨어 업데이트 기능도 개선되었다.
이러한 업데이트는 개별 기기를 독립적으로 제어하는 방식에서 벗어나 시스템 차원에서 통합적으로 동작을 조정할 수 있는 방향으로 전환되고 있음을 보여준다. 실제 이러한 변화는 가정에서 사용하는 모든 에너지를 통합적으로 관리할 수 있는 시스템의 등장으로 확인할 수 있다.
매터 표준에 대한 초기 논의에서는 스마트 플러그와 온도 조절기, 전기차 충전기와 같은 에너지 기기를 각각 개별적인 엔드포인트로 다뤘다. 그러나 이제 이러한 기기들은 가정 전체의 에너지 흐름을 동적으로 관리하는 시스템의 일부로 점차 통합되고 있다. 매터 1.5는 동적 에너지 요금제와 공유 에너지 데이터 모델을 지원함으로써 기기들이 단순히 전력 소비량을 보고하는 데 그치지 않고, 이러한 데이터를 기반으로 서로 연동하여 동작할 수 있도록 지원한다. 이에 따라, 요금 체계나 탄소 배출강도(Carbon Intensity)와 같은 실시간 신호에 따라 태양광 발전, 전기차 충전, HVAC 시스템 운영 및 가전제품 사용 등을 조정할 수 있게 되었다.
이는 홈 에너지 관리 시스템(Home Energy Management Systems, HEMS)이 단순 제어가 아닌 최적화를 중심으로 발전하고 있는 업계 전반의 변화를 보여준다. 즉, 이러한 시스템은 스마트 플러그를 단순히 원격으로 켜는 데 그치지 않고, 비용을 최소화하거나 지속가능성을 극대화하기 위해 언제 스마트 플러그를 켜야 하는지 스스로 결정하는 방식으로 달라지고 있다.
이와 유사한 변화는 가정 내의 다양한 기기를 연계하는 스마트 홈 자동화에서도 나타나고 있다. 과거에는 조명을 켜고, 블라인드를 내리고, 온도를 조절하는 모든 동작들이 개별적인 명령으로 실행되었다면, 이제는 상황에 맞춰 여러 기기들이 동시에 연동하여 동작하는 방식으로 발전하고 있다. 이에 따라 사용자가 여러 엔드포인트를 원하는 상태로 만들 수 있는 ‘상황(Scenes)’ 설정과 ‘명령 일괄 실행(Command Batching)’ 기능이 중요해지고 있다.
이러한 변화는 개발자와 제조업체의 제품 설계 방식에도 상당한 영향을 미치고 있다. 이제 기기는 단순히 독립적인 엔드포인트가 아니라, 데이터를 공유하고 외부 신호에 대응하며 다른 기기들과 유기적으로 연동하여 동작을 수행할 수 있는 보다 광범위한 에코시스템의 일부로 설계되어야 한다. 결과적으로 스마트 홈은 여러 시스템이 연결된 하나의 분산형 시스템으로 진화하게 된다. 이러한 변화를 종합하면 그 방향은 분명하다. 이제 중요한 것은 ‘연결되는가?’가 아니라 ‘상호 연동되어 동작하는가?’이다.
매터의 비전을 현실로
이러한 진화의 기반에는 네트워크 인프라 과제를 해결하고, 플랫폼 간 제어를 보편화하기 위한 매터의 노력이 자리하고 있다. 초기 매터는 일관되지 않은 스레드(Thread) 설정과 파편화된 네트워크, 그리고 에코시스템마다 크게 달랐던 온보딩 프로세스로 인해 실제 사용 경험이 저해되는 경우가 많았다.
이러한 문제는 스레드 1.4 사양을 통해 해결되고 있다. 가장 핵심적인 기능은 보더 라우터 간 자격 증명을 공유하는 것이다. 스레드 1.4를 지원하는 두 개의 보더 라우터가 동일한 IP 네트워크와 매터 패브릭에 연결되어 있는 경우, 이 중 하나가 자격 증명 관리 주체로 선정되어 해당 네트워크 데이터세트를 다른 보더 라우터와 공유할 수 있다.
이에 따라 각 플랫폼이 서로 격리된 별도의 스레드 네트워크를 생성하는 대신, 단일 공유 메시(Mesh) 네트워크에 참여해 이를 확장할 수 있다. 또한, 특정 플랫폼을 통해 커미셔닝된 기기도 격리된 환경이 아닌 공유 네트워크 패브릭의 일부로 동작하기 때문에 다른 플랫폼 환경에서도 더욱 안정적인 운용이 가능하다. 이외에도, 동일한 메시 네트워크에 여러 보더 라우터가 참여함으로써 단일 지점의 장애로 인해 전체 네트워크에 미치는 영향을 줄이고, 커버리지와 복원력도 향상시킬 수 있다. 현재 주요 에코시스템의 스레드 1.4로의 전환 작업은 거의 마무리 단계에 진입하고 있으며, 초기 사용자들에게 불편을 초래했던 파편화된 다중 네트워크 경험도 앞으로는 일반적인 문제가 아닌 예외적인 상황이 될 것으로 예상된다.
매터와 스레드 사양이 업데이트됨에 따라 온보딩 프로세스도 간소화되고 있다. 더욱 안정적인 기기 탐색 기능과 보다 명확한 커미셔닝 절차가 도입되었으며, 예외적인 상황에 대한 처리 방식도 개선되었다. 그 결과, 기반 시스템은 더욱 복잡해지고 있음에도 불구하고, 사용자는 보다 예측 가능하고 편리하게 기기를 설정할 수 있게 되었다.
또 다른 주요 발전은 매터 인증 라우터와 액세스 포인트의 등장이다. 이러한 기기들은 기존의 와이파이(Wi-Fi) 기능과 통합 스레드 보더 라우터 기능을 결합하여 가정 내 IP 백본과 저전력 메시 네트워크를 효과적으로 통합할 수 있도록 지원한다. 홈 라우터와 같이 널리 구축된 인프라에 스레드 지원 기능을 직접 내장함으로써 파편화된 네트워크 발생 가능성을 선제적으로 줄일 수 있다. 이러한 개선은 최종 사용자들에게는 잘 드러나지 않지만, 매터의 성공을 가로막는 가장 큰 걸림돌 중 하나인 네트워크 자체의 신뢰성 문제를 해결하는 데 기여하고 있다.
요구사항 충족
매터는 여러 기기가 상호 연동되는 하나의 시스템으로 스마트 홈을 새롭게 정의하고 있다. 이를 뒷받침하기 위해서는 하드웨어 역시 단순히 기기를 연결하는 수준을 넘어 훨씬 더 많은 역할을 수행해야 한다. 즉, 배터리로 구동되는 기기에 필수적인 초저전력 동작을 유지하면서도 여러 무선 프로토콜을 동시에 관리하는 것은 물론, 더욱 풍부한 데이터 모델을 처리하고, 갈수록 정교해지는 엣지 단의 애플리케이션 로직도 지원해야 한다. 또한, 매터 사양이 지속적으로 발전함에 따라 최종 기기들도 단순히 명령에 응답하는 수준을 넘어 에너지 신호나 재실 여부, 환경 데이터 등의 상황 정보를 해석하고 이에 따라 동작할 수 있어야 한다. 이외에도, 매터를 지원하기 위해서는 보안 통신을 처리하고, 보다 광범위한 시스템 내에서 기기 상태를 유지하는 동시에, 여러 에코시스템 전반에 걸쳐 실시간 응답성을 제공해야 한다.
노르딕은 개발자들이 안전하고 미래 확장성을 갖춘 저전력 스마트 홈 제품을 개발할 수 있도록 통합 매터 지원 솔루션을 제공함으로써 이러한 변화에 대응하고 있다. nRF54L 시리즈는 이러한 통합 솔루션을 한 단계 더 발전시킨 제품이다. 첨단 공정 기술을 기반으로 스레드 1.4와 매터, 블루투스 LE(Bluetooth LE)를 동시에 지원하는 nRF54LM20A, nRF54LM20B 및 nRF54L15는 성능과 메모리, 에너지 효율성을 모두 충족해야 하는 까다로운 스레드 애플리케이션을 위해 설계되었다. 또한, 이러한 제품들은 복잡한 펌웨어를 처리할 수 있는 충분한 여유 자원을 제공함으로써 개발자들이 더 높은 수준의 지능형 기능을 기기 자체에 직접 구현할 수 있도록 지원한다.
무엇보다 중요한 점은, 노르딕이 오랜 기간 축적해 온 멀티 프로토콜 지원 기술이 여전히 핵심적인 역할을 한다는 것이다. 스레드 기반 매터(Matter over Thread)는 기기 간 통신을 위해 저전력 자가 복구 메시 네트워크를 활용하는 반면, 블루투스 LE는 원활한 온보딩 및 사용자와 기기 간 상호작용을 지원한다. 전력 소모를 늘리지 않으면서도 이러한 프로토콜을 동시에 실행할 수 있어 개발자들은 뛰어난 응답성과 에너지 효율성을 모두 갖춘 기기를 개발할 수 있다. 이는 최신 스마트 홈을 구성하는 센서와 잠금장치 및 기타 배터리 구동 노드에 필수적이다.
향후에는 알리로(Aliro)와 같은 새로운 표준과 매터의 융합을 통해 더 높은 수준의 통합이 가능해질 것으로 전망된다. CSA가 개발한 알리로는 서로 호환되지 않는 독자적인 모바일 자격 증명 시스템을 표준화된 방식으로 대체함으로써 업계의 파편화 문제를 해결하고 있다. 이와 함께 매터는 신뢰할 수 있는 명령 및 제어 기능을 구현할 수 있도록 지원한다. 노르딕의 nRF54L 시리즈는 알리로와 매터를 동시에 실행할 수 있도록 지원함으로써 하드웨어의 복잡성을 줄이고, 상호운용성을 극대화할 수 있다. 또한, 노르딕은 새로운 레퍼런스 디자인을 통해 이러한 기술을 상호 보완적으로 활용할 수 있는 방안을 제시하고 있다.
실제 활용 측면에서는 스마트 홈 시스템에 접근 권한이 동적으로 통합되는 시나리오도 가능하게 될 것이다. 예를 들어, 방문자에게 임시 접근 권한을 부여하면 단순히 도어록을 해제하는 데 그치지 않고, 사전에 설정된 자동화 상태가 실행되도록 할 수 있다. 또한, 매터 1.5에서 지원 범위가 카메라까지 확대되면서 보안 시스템도 상당한 이점을 얻게 될 것으로 기대된다. 실시간 비디오 스트리밍과 양방향 오디오, PTZ(Pan-Tilt-Zoom) 제어 기능을 통해 카메라도 스마트 홈 시스템 내의 능동적인 구성 요소로 변화될 것이다.
현재 스마트 홈은 여전히 진화 과정에 있다. 매터의 지원 범위는 빠르게 확대되고 있지만, 실제 도입과 사용 환경에서의 완성도는 아직 그 비전에 미치지 못하고 있다. 그럼에도 불구하고 발전 방향은 분명하다. 매터는 단순한 연결 표준을 넘어 보다 지능적인 스마트 홈을 구현하기 위한 시스템 프레임워크 형태로 진화하고 있다. 이제 매터는 개별 기기를 연결하는 데 그치지 않고, 기기 간의 상호작용과 조율, 그리고 다양한 상황에 대응하는 핵심 기반 기술로 자리잡아 가고 있다.
<저작권자(c)스마트앤컴퍼니. 무단전재-재배포금지>
