소비자 경험 방해, 표준화, 상호 운용성 문제 해결 기대

새로운 통합 연결 표준인 매터(Matter)는 세계 선도적인 기술 기업들의 지원으로 스마트 홈 시장에 혁명을 일으키고 있다. 표준이 확립되면, 매터는 스마트 홈 제품의 품질 향상을 견인할 것으로 예상된다. 상호 운용성 문제가 해결되면, 기기 제조업체들은 다양한 네트워크 및 에코시스템에 기기를 등록할 수 있도록 지원하는 앱이나 아키텍처 개발에서 벗어나 차별화된 핵심 경쟁력을 갖추는데 주력할 수 있게 될 것이다.


1959년 여름, 미국은 공산주의 국가들에게 자본주의의 발전상을 보여 주기 위한 목적으로 미국 국립 전시회 (American National Exhibition)를 동유럽에서 개최했다. 이때 공개된 주방 데모에는 중앙에서 제어되는 조명과 로봇 바닥 청소기를 비롯해 식기를 세척하고 건조하는 것은 물론, 이를 정리할 수 있는 움직이는 식기세척기 등 까지 전시되었다.

그러나 소위 ‘마술 같은 주방’이라고 불렸던 이 데모는 참가자들에게 미래는 서구의 것이라는 메시지를 주기 위한 목적으로 실제 기술이 아닌 일종의 눈속임으로 구성된 환상에 불과했다.

다행히도, 이제는 진정한 홈 자동화 시대가 도래하고 있다. 동유럽에서 전시회가 개최된 지 10년도 채 되 지 않아 웨스팅하우스(Westinghouse) 엔지니어인 제임스 서더랜드(James Sutherland)는 집 안의 온도를 제어하 고, 가전제품을 켤 수 있는 프로토타입 자동화 시스템인 에코 IV(Echo IV)를 설계했다. 이후 1984년에 이르러, 미국 주택건설협회(American Association of House Builders)는 ‘스마트 하우스’라는 용어를 처음 사용하기 시작했다.
 
전 세계 스마트홈 구축

최근에는 무선으로 연결된 스마트 기기들이 대거 가정내로 확산하면서 일상 생활의 편리함과 자동화를 실현하고 있다. 스마트폰이나 전용 홈 어시스턴트를 통해 원격으로 활성화할 수 있는 연결된 스피커와 전구 및 블라인드들이 현실화 되었다. 일부 예측에 따르면, 오늘날 전세계적으로 약 1억7,500만 가구에 스마트 홈이 구축되어 있으며, 2025년까지 130억 개 이상의 스마트 홈 기기가 사용될 것으로 예상되고 있다.
 
이는 놀랄 만한 수치이기는 하지만, 이러한 진보 중 일부는 신기루에 불과할 수도 있다. 각각의 연결된 제품들이 주택 소유자들에게 혜택을 제공한다는 것은 의심의 여지가 없지만, 일반적으로 이러한 기술에 대한 소비자 경험이 아직은 혼란스럽고 일관성이 없으며, 원활하지 않기 때문에 완벽한 통합 스마트 홈의 실현은 여전히 부족한 상태이다.

가장 중요한 문제는 스마트 홈 기기들 간의 상호 연동이 잘 이뤄지지 않는다는 점이다. 하나의 에코시스템을 위해 구현된 제품이 다른 에코시스템에서 항상 계획대로 동작하는 것은 아니다. 예를 들어, 한 제조업체의 디지털 음성 어시스턴 트는 다른 공급업체에서 구현한 스마트 조명이나 홈 알람 시스템의 구성 및 제 어 과정에서 종종 문제가 발생할 수 있다. 스마트 홈 공간에서는 수백 개의 브랜드가 공급하는 수십 여종에 이르는 기기들이 상호 동작해야 하기 때문에 이는 쉽게 해결될 수 있는 문제가 아니다.

오래된 과제

기술 사용에 익숙하고, ‘플러그&플레 이(Plug-and-Play)’ 성능을 기대하는 현재의 주택 소유자들은 오늘날 스마트홈 기기의 상호 운용성에 상당한 불만을 가지고 있다. 제품에 대한 실망은 구매 하기 전부터 시작된다. 소비자는 제품을 구매하기 전에 어떤 기기가 어떤 에코시 스템이나 네트워크 및 홈 어시스턴트와 호환되는지 꼼꼼히 확인해야 한다.

하지만 이는 쉬운 일이 아니다. 이로 인해 일부 소비자들은 아마존(Amazon) 의 알렉사(Alexa) 또는 애플(Apple)의 홈킷(HomeKit) 대상 제품과 같이 단일 제조업체의 호환 제품만 구매함으로써 하나의 폐쇄형 플랫폼인 ‘월드 가든(Walled Garden)’에 갇히는 경우가 많다. 이는 소비자들의 제품 및 공급업체에 대한 선택을 제한하게 된다. 반면 더 많은 제조 업체의 다양한 제품을 선택하는 사람들도 있지만, 이후 발생하는 불가피한 호환성 및 상호 운용성 문제에 대한 해결 방법을 찾아야 하며, 불필요한 작업들을 수행해야 한다. 또한 여러 에코시스템과의 호환성을 자랑하는 기기들이라도 여전히 모든 에코시스템의 모든 기능을 동일한 수준으로 지원하지 않는 경우가 많다. 이러한 도전적인 소비자들은 완벽하게 통합된 스마트 홈이라는 여전히 실현 되지 않은 꿈에 대한 실망을 안고 살아 가게 될 것이다.

상호운용성 문제

문제는 소비자 측에서만 끝나는 것이 아니다. 상호 운용성 및 파편화 문제를 최소화하기 위해 제품 개발자와 제조업 체는 서로 다른 에코시스템에서 동작하 도록 동일한 제품의 여러 버전을 만들어야 한다. 이로 인해 중복된 작업과 추가 비용 및 불필요한 복잡성이 증가하게 된다. 또한 여러 버전의 동일한 스마트 홈제품으로 인해 전시공간이나 적재공간이 소모되면서 소매업체와 유통업체들 까지도 영향을 받게 된다.

상호운용성은 오랫동안 스마트 홈 분야에서 논의되어 온 잘 알려진 문제이 다. 업계와 밀접한 관계를 맺고 있는 분석가와 논평가들 사이에서도 문제가 해결되지 못하면서 불안이 엄습하기도 했다. IoT 분야의 유명한 전문가인 스테이시 히긴보덤(Stacey Higginbotham)은 자신의 저서인 ‘스테이시 온 IoT(Stacey on IoT)’에서 ‘스마트 홈은 죽었다’고 선언하기도 했다. 그녀는 “지금쯤이면 상호 운용성 문제를 해결하고 주요 소비자 들이 커넥티드 홈을 보다 쉽게 채택할수 있을 것이라고 생각했다. 하지만 내가 틀렸다”라며, “이 분야의 전문가인 나조차도 가끔 구글 홈(Google Home)이나 아마존 에코에서 기기를 구동시키는데 어려움을 겪고 있다”고 토로했다.

이러한 문제가 해결되지 못하면서 스마트 홈 산업 또한 기대했던 것만큼 빠르게 성장하지 못하고 있다. 학술지인 ‘센서(Sensors)’의 한 연구 논문에서는 ‘최근 몇 년 동안 이 기술에 대한 연구가 진행되었지만, 스마트 홈 채택률은 여전히 낮은 상태이다. 가장 큰 장벽 중 하나는 스마트 홈 에코시스템 내의 파편화된 기술 때문이다’라고 설명하고 있다. 또한 지난해 CTA(Consumer Technology Association)의 보고서에 따르면, 스마트홈 부문의 매출은 이전 대비 ‘동일한 수준’인 것으로 나타났으며, 이전 간행물에 서는 스마트 홈이 ‘아직 가치제안을 충 족하지 못하고 있다’고 언급하기도 했다.

르네상스의 도래

이러한 암울한 상황 속에서 스마트 홈에 대한 새로운 희망이 등장했다. 스마트 홈 소비자의 경험을 방해하고, 업계 전반의 발전을 저해하는 표준화 및상호 운용성 문제를 직접 해결할 수 있는 희망이 생긴 것이다.

이 새로운 이니셔티브의 이름은 스마트 홈 연결 표준인 ‘매터(Matter)’이 다. 이전에 CHIP(Project Connected Home over IP)로 알려졌던 매터는 CSA(Connectivity Standards Alliance) 가 개발한 표준으로, 서로 다른 에코시 스템을 통합하고, 스마트 기기들을 보다 긴밀하게 연결할 수 있는 ‘공통 언어’라할 수 있다. 이 표준은 오픈소스 방식으로 구현이 가능하다.

매터는 기존의 스마트 홈 무선 연결 기술인 스레드(Thread), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스 LE(Bluetooth Low-Energy) 및이더넷(Ethernet) 유선 프로토콜 위에 통합 애플리케이션 계층을 구현하여 동작 한다. 매터는 표준화된 사양으로 제조업 체가 개발하게 될 공통의 데이터 모델을 제공함으로써 궁극적으로 제품의 호환성과 상호 운용성을 보장한다.

매터는 소비자의 사용 경험을 크게 간소화할 수 있다. 네스트(Nest) 온도조절 기가 홈킷과 호환되는지, 또는 에코 기기가 타사의 잠금장치를 제어할 수 있는지 확인할 필요없이, 소비자는 구매하고자 하는 기기에 대한 매터의 인증 마크만 확인하면, 설정에서 지속적인 사용에 이르기까지 상호 동작을 걱정할 필요가 없다. 아마존의 수석 소프트웨어 개발 엔지 니어인 크리스 디센조(Chris DeCenzo) 는 “모든 에코 기기들은 어떠한 네트워킹 기술을 사용하든 홈 네트워크에 있는 모든 매터 기기를 제어할 수 있다”고 설명했다. 개발자와 제조업체는 단일 표준을 기반으로 제품 개발 프로세스를 간소 화하는 것은 물론, 여러 스마트 홈 에코 시스템과의 통합 이점을 활용할 수 있다.

또한 이러한 표준화된 연결 사양은 더높은 신뢰성을 지원할 수 있다.

매터의 가장 강력한 장점 중 하나는 이를 지지하고 있는 회사들의 엄청난 잠재력이다. 매터를 개발하고, 상호 운용성 문제를 해결하기 위해 200개 이상의 회사들이 협력했다. 여기에는 애플, 구글, 아마존과 같은 주요 스마트 홈 기술 플랫폼 회사들을 비롯해 이브(Eve), 예일(Yale), 리다슨(Leedarson), 네타트모 (Netatmo) 및 트리도닉(Tridonic)과 같은 다양한 기기 제조업체와 노르딕 세미컨 덕터(Nordic Semiconductor)와 같은 무선 연결 반도체 분야의 전문 기업들이 참여하고 있다.

강력한 얼라이언스
 
표준의 성공적인 채택과 장기적인 실행 가능성을 위해서는 광범위한 업계의 지지가 필요하다. 매터에 대한 기업들의 대폭적인 지지는 상당한 신뢰성과 추진 력을 제공하고 있다. 매터 얼라이언스의 위상과 입지는 ‘전례없는 산업 연합’으로 표현될 정도로 견고하며, 연관된 수많은 기업들에게 명백한 인센티브를 제공하게 될 것이다. 스마트 홈 분야에 상당한 투자가 이어지면서, 산업의 성장을 가속 화할 수 있는 이 표준에 대한 우호적 전망은 설득력을 얻고 있다.

또한 이러한 기업들은 변화를 주도하 는데 필요한 역할을 적극적으로 수행하고 있다. 구글 스마트 홈의 수석 디렉터인 미셸 터너(Michele Turner)는 “우리는 스마트 홈을 간소화하는데 주력하고 있으며, 이를 위해서는 기기 제조업체들의 제품을 만드는 방식을 변화시켜야 한다”고 밝혔다. CSA의 사장겸 CEO인 토빈 리처드슨(Tobin Richardson)은 “제품의 선택과 설정 및 제어를 간소화하고, 파트너들이 스마트 홈 제품과 경험을 손쉽게 만들 수 있는 하나의 표준이 수립 되어야 한다. 이를 통해 르네상스가 도래하게 될 것이다”고 말했다.

매터는 통일된 공통의 언어 그 이상을 지원한다. 이는 오픈소스 방식을 사용하여 업계 최상의 접근방식을 단일 사양으로 통합할 수 있다. CSA는 “아마존, 애플, 구글, CSA 등과 같이 시장에서 검증된 최상의 스마트 기술을 보유한 기업들이 이를 위해 노력하고 있으며, 이러한 기술을 활용하여 표준 개발을 가속화하 고, 제조업체 및 소비자들에게 보다 신속한 혜택을 제공할 수 있다”고 밝혔다.

구체적인 노력

홈 자동화 및 스마트 홈 산업이 지난 수년 동안 발전을 거듭하면서 다양한 연결 표준이 등장했다. 지-웨이브 (Z-Wave) 및 지그비(Zigbee)를 비롯해 블루투스 및 와이파이와 같은 프로토콜 들도 중요한 역할을 수행하고 있다. 그러나 이러한 표준들은 각각의 틈새 시장에 머무르면서 스마트 홈 시장의 기본 또는 주요 표준으로 성공적으로 부상하 지는 못했다. 이로 인해 소비자들이 기기 레벨에서 경험하게 되는 파편화로 이어지게 되었다.

매터는 특히 와이파이, 스레드, 이더넷과 같은 기존의 연결 프로토콜 간의 상호 운용성을 제공함으로써 이러한 문제를 해결한다. 또한 매터는 IP 기반이기 때문에 개발자들이 기존에 이미 확립된 공통의 통신 기반을 이용할 수 있도록 해준다.

매터의 주요 연결 프로토콜 중 하나인 스레드는 스레드 그룹(구글이 창립 멤버로 참여함)이 스마트 홈을 위해 특별히 개발한 안전한 무선 메시 네트워크이며, 안정성과 짧은 대기시간에 중점을 두고 구현되었다. 또한 스레드는 소형 배터리로 수년에 걸쳐 동작해야 하는 SED(Sleepy End Device)로 분류되는 센서 및 도어 잠금장치 등과 같은 저전력 기기에 매우 적합하다.

저전력 매터 기기들은 일반적으로 스레드 네트워크를 통해 실행되는 반면, 더 높은 전력 및 데이터 대역폭이 필요한 기기들은 와이파이를 사용한다. 스레드 메시와 와이파이, 이더넷 또는 클라 우드를 연결하는 네트워크의 핵심 요소인 스레드 경계 라우터도 메인 전원에서 대부분 전원을 공급받는다. 초기의 매터는 네트워크에 새로운 기기를 등록하기 위해 스마트폰과의 안정 적인 상호 운용성을 지원하는 블루투스 LE를 이용하고 이를 기반으로 기기간 통신이 가능하도록 스레드, 와이파이 및이더넷 프로토콜을 지원하게 될 것이다.

또한 오랫동안 스마트 홈 사용자들에게 상당한 골칫거리였던 새로운 기기의 설정 문제도 해결될 것이다. 매터 회원 사들은 아마존의 FFS(Frustration-Free Setup)와 같은 사례처럼 이러한 문제를 해결하기 위해 대처하고 있다. 아마존의 디센조는 “FFS는 아마존의 에코시스템을 사용하는 소비자들이 상자에서 기기를 꺼내 곧바로 플러그에 꽂기만 하면, 스마트 홈 네트워크에 자동으로 연결되 도록 설계된 ‘제로 터치’ 솔루션”이라고 설명했다. 아마존은 자사의 매터 인증 기기에 FFS를 도입하기 위해 다른 주요 브랜드들과도 협력하고 있다.

선택의 자유

매터 사양의 ‘다중 관리자(MultiAdmin)’ 기능은 여러 스마트 홈 에코시 스템에서 연결된 기기들을 쉽게 제어할수 있도록 지원한다. 다중 관리자 기능을 통해 소비자들은 단일 공급업체의 폐쇄된 플랫폼 환경에서 벗어나 선호도에 따라 자유롭게 원하는 제품을 조합할 수있다. 예를 들어, 애플 시리(Siri)와 아마 존의 알렉사 음성 어시스턴트 중 하나 또는 둘 모두를 사용하여 네스트 온도조 절기를 제어할 수 있다.

매터의 등장은 새로운 표준에 최적화된 실리콘과 소프트웨어를 공급해야 하는 칩 제조업체들에게도 영향을 미치고 있다. 노르딕 세미컨덕터의 제품 마케팅 엔지니어인 핀 보이티우스(Finn Boetius) 는 “이러한 칩은 스마트 홈 솔루션의 성능에 매우 중요한 역할을 한다”며, “매터 애플리케이션에서 칩은 스위치와 전구 또는 스마트 허브와 같은 실제 애플리케 이션을 실행하고, 여러 무선 프로토콜을 동시에 처리해야 한다. 배터리로 구동되는 스마트 홈 기기들의 경우, 저전력에 최적화되어 있으면서도 애플리케이션을 처리할 수 있는 충분한 성능을 갖춘 칩을 사용해야 한다”고 말했다.

매터의 잠재력은 분명하지만, 실현 되기까지 어느 정도 시간이 걸릴 것이 다. 하지만 생각만큼 길지는 않을 것이 다. 보이티우스는 노르딕 고객들은 현재 스레드 및 블루투스 LE를 지원하는 노르딕의 nRF52840 및 nRF5340 SoC를 사용하여 매터 기기를 적극적으로 개발 하고 있다고 말했다. 또한 노르딕은 최근 와이파이로 제품 포트폴리오를 확장 하면서 향후 노르딕 와이파이 제품을 통해서도 매터를 지원할 계획이다.

이외에도 노르딕은 최신 매터 개발 툴을 자사의 nRF Connect SDK에 통합하여 고객을 지원하고 있다.

노르딕은 지속적으로 매터 표준의 개발 및 프로모션을 위해 중추적인 역할을 수행하고 있다. 노르딕의 기술 제품 매니저인 크지슈토프 로스카(Krzysztof Loska)는 “노르딕 엔지니어들은 매터와 관련된 200개 이상의 기업들 중 코드 저장소인 깃허브(GitHub)에서 구현내용을 변경할 수 있는 단 9개 회사 중 하나다”고 밝혔다.

또한 노르딕은 CES 2022 전시회에서 스레드 네트워크에서 매터 표준으로 실행되는 구글 네스트 허브 (Google Nest Hub) 컨트롤러와 구글 픽셀(Google Pixel) 휴대전화, 이브의 스마트 플러그, 리다슨의 RGBW 전구, 네타 트모의 접촉 및 점유 센서, 예일의 도어 잠금장치 및 노르딕 Thingy:53 기반 ‘기 상국’ 등의 독보적인 데모를 통해 매터의 상호 운용성 능력을 선보이기도 했다. 노르딕의 로스카는 스레드 기기를 구동하 기 위해 현장에 이미 사용되고 있는 노르딕 SoC는 무선 소프트웨어 업데이트 기능을 통해 매터를 완벽하게 준수할 수있다고 언급했다. 따라서 스레드를 조기에 도입하여 이미 수천 대의 기기를 출하한 제조업체들도 해당 제품을 매터 표준으로 원활하게 업그레이드할 수 있다.

보안 강화

스마트 홈이 본격적으로 호황기에 접어들기 시작하면, 보안 문제가 그 무엇 보다 중요해질 것이다. 제품 보안에 대한 다양한 방식을 취하고 있는 많은 이질적인 제조업체들의 시장 진입이 증가 함에 따라 사이버 공격에 대한 잠재적 위험성도 높아질 것이다.

CSA의 마케팅 책임자인 미셸 민달 라-프리먼(Michelle Mindala-Freeman) 은 “우리는 보안 설계와 제로 트러스트 접근방식을 채택하고, 모든 기기들이 네트워크에 연결되기 전에 인증될 수 있도록 특정 산업 표준 암호화 기술을 사용 하고 있다”며, “매터는 모든 메시지를 네트워크 상에서 안전하게 보호하고, 보안 무선 업데이트를 지원한다”고 말했다.

매터는 표준으로서 지속적인 점검과 강화 작업이 이뤄질 것이다. CSA는 위협 모델링 및 완화 등과 같은 사전 예방적 활동을 수행하는 커뮤니티 회원사들이 매터의 보안을 지원하고 있다고 밝혔다.

많은 기기들이 상호 운용되는 환경 에서는 기기 간의 데이터 공유 가능성이 높아지기 때문에 개인정보보호에도 더욱 중점을 두어야 한다. 매터는 개인정보보호에 중점을 둔 일련의 ‘매터 개인정보보호 원칙(Matter Privacy Principles)’을 발표하고, 특히 데이터 최소화에 대한 보장과 함께 매터 기기 간에 공유되는 데이터가 해당 기기의 특정 동작을 지원하는 용도로만 사용되도록 제한하고 있다. 또한 데이터를 기기에서 클라우드로 보내지 않고도 로컬에서 동작할 수 있도록 하는 매터의 설계 방식은 개인정보보호를 유지하는데 상당한 이점을 제공한다.

2022년 중반, SDK 및 인증 프로그 램과 함께 최종 매터 사양 릴리스가 공식 출시될 예정이다. 매터 인증 기기들은 2022년말에 소비자들에게 공급될 전망이다. 이는 이전에 발표된 일정보다 늦어진 것이다. 이러한 지연은 코로나 대유 행으로 인한 영향도 있지만, 관련 문제의 규모가 상당했다는 점을 반증하는 것이 기도 하다. 다양한 이해당사자들이 쉽게 수용할 수 있고, 파편적으로 개발된 여러 에코시스템 간의 상호 운용성을 지원하는 사양을 만들기 위해서는 세밀한 기술 검토와 상당한 테스트가 필요하다.

표준이 확립되면, 매터는 스마트 홈제품의 품질 향상을 견인할 것으로 예상 된다. 상호 운용성 문제가 해결되면, 기기 제조업체들은 다양한 네트워크 및 에코시스템에 기기를 등록할 수 있도록 지원하는 앱이나 아키텍처 개발에서 벗어나 차별화된 핵심 경쟁력을 갖추는데 주력할 수 있게 될 것이다. 또한 폐쇄 적인 플랫폼 환경인 ‘월드 가든(Walled Garden)’이 무너지면, 고객의 종속성도 사라지게 될 것이며, 제조업체들은 고객 확보를 위해 더 많은 노력을 집중해야할 것이다.

매터의 등장은 새로운 시대를 예고하고 있다. 스마트 홈이 그저 희망사항에 불과했던 일반 소비자들이나 틈새 시장에 집착해야 했던 마니아들 모두 마침내 꿈을 실현할 수 있는 기반이 조성된 것이다.

이 기사는 노르딕 세미컨덕터 WQ(Wireless Quarter) 저널에서 제공한 것이다.
www.nordicsemi.com/News/ Wireless-Quarter