“커넥티드 카”는 이제 GPS/텔레매틱스에서 인터넷을 통한 라이브 스트리밍 비디오, 핸즈프리 통화, eCall(긴급 통화), 원격진단, 충돌회피를 위한 차량 간 V2V 통신에 이르는 모든 것을 의미한다. 그리고 그 이면의 해결 과제로는 보안 문제가 있을 수 있고, 또 충돌회피와 같은 안전에 대한 커다란 상업적 과제가 존재한다.

글│앤디 버니(Andy Birnie) * 자동차 시스템 엔지니어링
이앤 데이비드슨(Iain Davidson), ** 네트워크 사업 개발, 프리스케일 반도체

“커넥티드 카(Connected Car)”라는 문구는 이제 GPS/텔레매틱스에서 인터넷을 통한 라이브 스트리밍 비디오, 핸즈프리 통화, eCall(긴급 통화), 원격진단, 충돌회피를 위한 차량 간 V2V 통신을 아우르는 포괄적인 의미로 사용되고 있다.
현재 전 세계 곳곳에서 커넥티드 카 범주에 속하는 수많은 도전과 시연이 이뤄지고 있으며 일부는 실용화 단계에 접어들었다. 그러나 무수한 연결(connection) 및 형식(format)으로 인해 표준 채택과 시행은 더뎌질 수도 있다. 현재 이 분야를 주도하고 있는 애플리케이션들은 확립된 네트워크를 사용하는 GSM 상의 eCall과 같은 법적 제도, 또 포드의 SYNC나 GM의 온스타(OnStar)와 같이 비즈니스 모델이 매우 명확한 멀티미디어 애플리케이션이다. 양산 차량에서 가장 늦게 도입될 기술은 “비용 지불 주체가 누가될까”란 문제를 해결해야하는 안전 관련 기술이 될 것이다.

커넥티드 카의 활용 사례

OEM은 먼저 각 범주에 속한 몇 가지 애플리케이션에 필요한 대역폭과 신뢰 수준을 설명하고(표 1), 이를 그림 1에 제시한 복수 계층 모델로 매핑함으로써 커넥티드 카 애플리케이션을 구축할 것이다.



OEM이 간단한 멀티미디어/eCall 형태의 애플리케이션을 넘어선 커넥티드 카에서 지배적 이권을 보유하는 것은 타당하다고 생각된다. 최근의 보안 위협을 고려할 때, 자동차 OEM은 자동차 네트워크에 대한 액세스를 제어함으로써 전반적인 통신 경로 소유권을 유지해야만 한다. 이는 자동차 OEM이 데이터 호스트와 애플리케이션을 소유하는 서비스 제공의 “중첩형(nested)” 배열로 이어진다. 분명히 OEM은 이를 하도급으로 처리하겠지만, 필요한 보안 수준과 차량 네트워크에 직접 액세스가 이뤄지는 점을 고려할 때 더 많은 흥미로운 활용 사례를 지원하려면 소유권 확보가 필연적이다.
표 1의 활용 사례는 다양한 애플리케이션과 그 보안 요건을 보여준다. 물리적 분리는 보안과 신뢰를 보장하면서 차량 내의 다양한 네트워크와 해당 네트워크에 필요한 여러 SIM/연결 등 모든 활용 사례를 지원할 수 있는 한 가지 방법이다. 자동차 OEM이 두 가지를 모두 제공할 경우 이 방식에는 필연적으로 추가적인 비용이 발생한다. 멀티미디어/ 인포테인먼트용의 두 번째 연결이 운전자/탑승자의 모바일 인터넷 디바이스를 통해 제공된다면 이 방식도 만족스럽거나 적당한 해결책이 될 수 있다.

보안 및 신뢰

현재 확실한 것은 제시된 활용 사례 및 애플리케이션 대부분에 안전하고 신뢰할 수 있는 SIM/연결이 필요하다는 것이다.
이러한 측면이 기준이 돼야 한다. 따라서 패킷 코어의 에지에서 트래픽 분리를 이행한다면 그러한 연결을 신뢰할 수 없는 애플리케이션에도 사용할 수 있으며, 신뢰할 수 없는 인터넷과 신뢰할 수 있는 비공개 도메인을 적절히 분리할 수 있다. 이는 훌륭하거나 또는 최상의 솔루션이 될 소지가 있다.
앞서 언급한 것처럼 물리적 분리는 보안 측면에서 유용하기 때문에, 자동차 제조사들은 2개의 개별 게이트웨이 ECU를 선호한다. 대개 하나는 센터스택 또는 헤드유닛 내에 존재해 외부의 신뢰할 수 없는 네트워크에 연결되고, 다른 하나는 차량 내 네트워크를 제어하는데 연결된다. 두 게이트웨이 사이에는 안전한 데이터만이 통과할 수 있다.
그러나 가상화 등의 다양한 온칩 보호 방식을 사용해 이러한 2개의 게이트웨이를 하나의 디바이스 즉, 마이크로컨트롤러 또는 마이크로프로세서로 통합하는 것이 확실한 통합이다. 종합적인 소유권이 제공하는 초기 장점은 자동차 OEM의 통제된 출시를 허용한다는 점이다. 그 다음은 자동차 OEM이 소유한 데이터베이스를 사용해 관련 수익 흐름을 통한 새로운 비즈니스 제안 개발을 시작할 수 있다. 여기에는 다음과 같은 사안이 포함될 수 있다.

- 예방적 유지보수를 위한 원격진단
- 더 저렴한 비용의 보증 프로그램
- 판매 시점에 더 저렴한 비용의 보험을 번들로 제공
- 종량제 마력
- 종량제 보험
- 친환경 운전자 리베이트 체계

전기자동차

전기차는 다음과 같은 두 가지 이유로 본질적으로 “연결형”이다. 첫째는 주행 범위 제한으로 인해 운전자가 선택한 목표지 또는 배터리 충전소 위치를 차량 배터리 충전 상태와 비교해 운전자에게 지속적인 피드백을 제공해야 한다는 점이고, 둘째는 과금 및 충전 일정 목적으로 자동차가 충전되는 동안 전력 회사에 연결돼야 한다는 점이다.

안전

커넥티드 카의 안전 분야 활용 사례는 좀 특별하다. 미 교통부 산하 연구 및 혁신기술청(RITA)을 이끄는 피터 어펠(Peter Appel) 청장은 “커넥티드 카 기술은 정상 운전자와 관련된 모든 충돌의 81%에 대응할 수 있는 잠재성이 있다”고 말했다.
즉 V2V 또는 V2I 통신에는 짧은 대기시간(<10 ms), 좁은 범위(1 km), 높은 보안이 필요하다. 양방향 단거리 전용통신(DSRC)은 V2V 및 V2I의 이러한 요구를 만족하도록 설계됐다. DSRC가 할당된 대역은 5.9 GHz이며 정의된 통신 표준은 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments) 또는 IEEE802.11p이다.
DSRC의 이면에는 시야에 확인되지 않은 차량과 충돌하는 것을 방지하는 V2V 통신, 주변의 사고 발생 등 지역 교통상황에 대한 V2I 또는 V2V 통신, 운전자에게 응급 차량이 접근함을 경고하는 “블루웨이브(Bluewave)”와 같은 몇 가지 활용 사례가 있다. DSRC의 제한적인 범위를 고려할 때 차량들은 임시 메시 네트워크를 구성해 고속도로 하행선으로는 계속 자동차들이 자유롭게 통행하는 상황에서 상행선의 사고에 대한 경고를 재전송하는 등과 같이 자체적 통신사 역할을 하는 것도 상상할 수 있다. 하지만 DSRC와 관련된 중요한 문제는 “지불 주체”다. 사고가 줄고 그에 따라 부상 및 사망이 감소하기 때문에 수익자는 사회라고 볼 수 있지만 비즈니스 모델을 창출하기가 어렵다. 해결책은 아마도 건강보험 또는 자동차 보험사에서 지출하는 장려금이 될 수도 있지만, 이를 널리 현실화하려면 법적 강제와 정부의 인프라 투자가 필요할 것이다. DSRC의 범위(1 km)와 도로량에 따른 투자액이 적지 않을 것이기 때문에, 분명히 사고다발 지역과 혼잡한 교차로를 먼저 해결하는 단계별 접근 방식이 필요할 것이다.

커넥티드 카와 관련 충돌방지를 통한 안전 강화에서 온보드 인포테인먼트 시스템에 완벽한 인터넷 연결을 제공함으로써 운전자/탑승자의 환경을 개선하는 등 많은 사례가 제시되고 있다. 이러한 활용 사례에는 대역폭, 대기시간, 보안 측면에서 서로 다른 요구사항이 있고 단 하나의 프로토콜이 어떻게 해결책이 될 수 있는지 확인하기가 어렵다. 또한, 여기에는 많은 기술적 과제와 더불어 안전 강화를 달성하기 위한 서비스(및 인프라)의 “지불 주체”가 분명하지 않음에 따른 더 큰 상업적 문제가 존재한다.
 

AEM_Automotive Electronics Magazine