셀룰러 기반 광역 IoT 기술과 블루투스5 등장(2)
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셀룰러 기반 광역 IoT 기술과 블루투스5 등장(2)
  • 이나리 기자
  • 승인 2017.03.09 14:38
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[CCTV뉴스=이나리 기자] 이제는 용어가 너무나 익숙해진 사물인터넷(Internet of Things: IoT)이란 모든 사물들이 인터넷에 연결되어 상호 간에 직접 통신하는, 향후 정보통신의 미래 인프라와 서비스를 통칭하는 것이다.

사물인터넷이 필요한 이유는 초연결 사회를 기반으로 한 삶의 질 향상과 생산성 향상에 있으나 궁극적으로는 국가 자체의 인프라, 더 나아가서는 인류와 지구를 위한 중추 신경계를 이루기 때문에 무엇보다 중요할 것으로 예측하고 있다. 하지만 사물인터넷은 아직까지는 현재 거품 최고조기에 있으며 주목할 만한 큰 수익모델이 없는 시작단계에 불과하다. 구글의 NEST와 같은 업체나 일부 업체에서 성공적인 결과를 얻고는 있으나 아직까지는 미진한 상태다.

IoT의 향후 시장규모는 기존 셀룰러 이동통신시장의 10배 이상이 될 것으로 예측되며, 급격히 성장해 갈 것으로 예측되고 있다. 특히 2020년경에 서비스를 목적으로 표준화가 진행중인 5G 이동통신 서비스의 세 분야 중 두 분야가 IoT 분야다.

사물인터넷은 크게 셀룰러 이동통신 기반의 IoT와 비셀룰러 기반의 IoT로 대분된다. 전자의 경우는 배터리수명, 모듈가격이 고가인 점, 셀룰러 모뎀의 고가 라이선스 문제로 인한 진입장벽 때문에 개발 회사의 다양하지 못한 점이 확산의 어려움으로 지적되고 있다. 또한 모뎀 칩의 버전 변경에 따라 새롭게 구현해야 하므로 제품 수명이 짧은 점, 이동통신사업자의 모듈 별 비싼 월정료 때문에 활성화되지 못하고 있다.

따라서 사물인터넷은 현재까지 수직적인 시장에서 적용 분야 별로 독립적으로 느리게 발전돼 왔다. 그러나 최근 사물인터넷의 개념이 수평적으로 진화되고 확대되면서 공통의 개방형 표준 플랫폼 활용을 기반으로 모든 적용 분야의 서비스를 해당 플랫폼에서 응용 계층만 달리해 구현할 수 있게 됐다.

이로써 서비스 구현에 필요한 디바이스, 게이트웨이, 클라우드 서버 및 분석 소프트웨어 엔진을 비롯한 솔루션을 상대적으로 훨씬 저가로 구축할 수 있으며, 각 솔루션의 시너지를 활용해 부가가치가 매우 큰 서비스의 구현이 가능해질 전망이다.

이번호에서는 지난 <IoT 상용화 붐…'블루투스5.0' 등장> 기사에서 다루었던 저전력, 광역 IoT에 대해 좀 더 자세하게 다루겠다.

IoT 요구사항과 서비스 활성화 문제점

IoT의 요구사항은 암호화, 저전력소모, 통신거리, 가격과 서비스 전개 비용 등을 들 수 있다. 이들은 사물인터넷 활성화의 근본적인 문제인데, 최근 몇 년 사이 오픈소스 하드웨어의 진화, SoC 플랫폼 기반의 칩 가격 하락, 다양한 센서의 지능화, 다양한 무선 커넥티비티(Wireless Connectivity) 기능의 향상 등으로 인해 급속도로 해결되고 있다.

[그림1]은 사물인터넷의 대표 적용 서비스별 전송 빈도수와 전송 데이터양의 관계를 나타낸다. 예를 들어 영상모니터링 분야는 전송 데이터양이 많고, 전송 빈도수는 중간이지만, 스마트 미터링 분야는 전송 빈도수는 많고 한번에 전송할 데이터양은 매우 적다. 이처럼 사물인터넷은 수많은 적용 분야별로 파편화돼 있고, 각 적용 분야별로 서비스 특성이 다르기 때문에  최적화와 적합한 사물인터넷의 무선 커넥티비티의 선정이 중요하다.

커넥티드카와 같은 실시간, 광역 응용 분야에는 셀룰러 기반의 솔루션이, 홈, 오디오, 비디오와 관련된 응용분야에는 WLAN(Wireless Local Area Network)과 WPAN(Wireless Personal Area Network)이 적합하며, 스마트 시티, 스마트 미터링과 같은 분야에는 LPWA(Low Power Wide-Area)와 같은 솔루션이 적합하다.

리테일 분야 등과 같은 멀티서비스 환경에서는 융복합적 커넥티비티 솔루션이 필요하다. 최근 LPWAN(Low-Power Wide-Area Network) 분야는 향후 커넥티비티 수요가 가장 많을 것으로 예측되고 있다. 따라서 LPWAN을 위한 새로운 저전력 광역 IoT에 대한 기술개발과 표준화에 관심이 고조되고 있다.

즉 초창기에 수행되어 오던 셀룰러 방식의 모뎀·모듈에 의한 서비스는 가격과 솔루션에 대한 라이선스 문제 등으로 인해 진입장벽이 높았다. 또 각각의 디바이스별로 부가되는 월정료가 고가라는 걸림돌로인해 진정한 사물인터넷 서비스로의 확장이 불가능했다. 게다가 모듈은 셀룰러방식 이동통신의 음성이나 멀티미디어 전송을 목적으로 최적화 설계됐기 때문에 사물인터넷용으로 사용하기에는 부적합하다. 더불어 전력 소모가 상대적으로 커서 상시 전원을 인가하는 응용분야를 제외하고는 실제 적용하는데 문제가 있었다.

이런 문제를 해결하기 위해서 대부분 사물인터넷 서비스들은 기술개발과 표준화가 진행되고 있다. 즉 저전력 광역 통신(최대 40km)이 가능해 상대적으로 설치해야 할 인프라 수를 대폭 축소해 솔루션 구축비용의 절감이 가능하며, 월정료가 아닌 1년에 디바이스 당 1달러 정도의 비용으로 저렴하게 사물인터넷 서비스 제공이 가능하도록 기술개발과 표준화 작업을 하는 것이다.

◇ 사물인터넷과 저전력 광역 IoT

셀룰러에 기초한 무선 커넥티비티 보다 비셀룰러 특히 LPWA에 기초한 무선 커넥티비티 증가가 가장 커질 전망이다. 2019년부터 LPWA 즉 광역 IoT에 의한 커넥티비티가 셀룰러 IoT에 의한 연결보다 많아지면서 2024년경 상대적으로 가장 지배적인 커넥티비티 수단이 될 것으로 추정된다. 사물인터넷의 수많은 적용 분야의 커넥티비티 중에서 저전력 광역 커넥티비티 LPWA가 가장 많이 필요하며, 이같은 대량의 IoT를 위한 새로운 표준이 필요한 것으로 전망된다.

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