IIoT 프로토콜: OPC UA 및 MQTT

OPC UA는 특히 산업 자동화 및 제조 환경 면에서 IoT 에코시스템의 초석으로 부상한 개방형 다목적 산업 통신 프로토콜입니다. OPC UA는 상호 운용성, 확장성 및 보안 문제를 해결하기 위해 개발되었으며, 이로 인해 IoT 애플리케이션의 데이터 교환을 위한 신뢰할 수 있는 선택이 되었습니다.

OPC UA의 한 가지 뛰어난 기능은 장치들의 통신을 위해 플랫폼 독립적인 표준화된 방법을 제공한다는 것입니다. 이로써 제조업체나 기반 기술에 관계없이 다양한 장치에서 원활하게 데이터 교환이 가능하게 되었습니다. 이러한 상호 운용성은 다양한 장치, 센서, 컨트롤러 또는 더 넓게는 전체 기계설비가 일관되게 협업해야 하는 복잡한 IoT 환경에서 귀중한 특징입니다.

TCP/IP 프로토콜을 기반으로 구축된 OPC UA 통신 표준은 보안에 특히 중점을 두며 최첨단 인증, 암호화 및 액세스 제어 메커니즘을 제공합니다. 데이터 보안이 매우 중요한 시대에 OPC UA는 IoT 데이터가 전송 중에 무단 액세스나 조작으로부터 보호되도록 보장합니다.

또한, OPC UA는 데이터 모델링을 지원하여 사용자가 데이터 자체의 구조와 의미를 정의하거나 컴패니언 규격(Companion Specifications)을 따를 수 있도록 하여, 장치 간 정보 교환 상황이 쉽게 문서화할 수 있습니다. 이로써, OPC UA 지원 장치가 다른 장치와 상호 작용해야 할 때, 커미셔닝 속도가 빨라지고, 데이터에 대한 사용자의 이해도가 향상됩니다. 또한 이 기능은 서드파티(third-party) 시스템의 데이터 통합 및 분석을 간소화하여, IoT 계측의 전반적인 가치를 크게 향상시킵니다.

이와 반대로, MQTT는 초기에 설계된 낮은 대역폭, 긴 지연 시간 또는 불안정한 연결을 가진 네트워크를 위한 가볍고 효율적인 메시징 프로토콜입니다. 원래 원격 모니터링 및 제어를 위해 개발된 이 제품은, 중단 없는 통신과 같은 항상 최적의 네트워크 조건을 갖고 있는 것은 아니지만 데이터 도착이 보장되어야 하는 IoT 애플리케이션에 이상적인 선택입니다.

MQTT의 주요 강점 중 하나는 Publisher(송신자)-Subscriber(수신자) 아키텍처입니다. 이 모델에서 IoT 장치는 특정 "주제"에 데이터를 발행하고 다른 장치 또는 애플리케이션은 관심있고 수신이 필요한 데이터만 포함하는 주제를 선택적으로 구독합니다. 이러한 생산자와 소비자의 분리는 디바이스가 다른 디바이스의 ID나 위치를 알 필요 없이 통신할 수 있기 때문에 분산된 IoT 지원 시나리오에서 커뮤니케이션을 간소화합니다.

MQTT 스택의 메모리 사용량이 적기 때문에 오버헤드가 최소화되어 센서 및 마이크로컨트롤러와 같이 리소스가 제한된 IoT 장치에 적합합니다. 또한 MQTT는 품질 서비스(QoS, Quality of Service) 수준을 지원하므로, 사용자가 메시지 전달 안정성과 네트워크 대역폭 소비 간의 균형을 조정하고 유지할 수 있도록 합니다.