대규모 IoT 응용 분야 구축을 위한 효과적인 네트워크 커버리지 생성

저가형 센서를 사용한 계측으로 기업, 도시 및 국가의 가치 창출 방식을 변화시킬 수 있게 되었습니다. 의미 있는 규모로 이를 달성하는 방법이 구체화되기 시작했습니다.

오늘날 센서 기반 사물 인터넷(IoT) 응용 분야는 운영 간소화, 생산성 향상, 새로운 서비스 창출에 사용되는 상업 및 소비자 시장에서 발전을 주도하고 있습니다. 또한 자원 보존과 지속 가능성을 위한 노력을 통해 세계 경제 및 환경 변화에 힘써 기업과 시민들이 더 나은 세상을 만들 수 있도록 합니다.

분석가들은 2025년까지 250억 개의 연결된 센서 지원 장치와 총 1조 달러의 시장 가치를 예상했으며¹, 사물 인터넷은 다른 어떤 기술 발전보다도 많은 혁신과 변화를 가져올 수 있을 것입니다.

IoT 시장의 변곡점

수년간 셀룰러, Wi-Fi와 Bluetooth는 IoT 구축에 가장 용이한 기술로 여겨졌지만 셀룰러 부품 및 연결 계획에 드는 막대한 비용과 현지화된 연결 솔루션의 제한된 범위 및 수동 구성 요구 사항 때문에 규모에 알맞은 IoT 응용 분야 채택이 어려웠습니다.

또한 이제 셀룰러 연결의 강제 새로고침 주기는 얼리 어답터들에게 과제를 제시하고 있습니다. 최근 연구에 따르면, 사라져 가는 2G와 3G는 기존의 모든 셀룰러 기반 IoT 장치의 50% 이상에 영향을 미칠 것입니다.². 모바일 네트워크 사업자는 NB-IoT 및 LTE-M과 같은 저전력 기술로 이 문제를 해결하고 있지만, 이러한 기술의 채택은 2019년 말까지 미국에 2백만 대 미만의 장치가 구축되었고 별 감흥이 없었습니다³.

5G는 대규모 IoT를 위한 차세대 최고의 연결 옵션으로 과대 광고되어 왔으며, 운영자와 시스템 통합 업체는 사용 사례를 소개하고 신제품에 5G를 제공하기를 열망하고 있습니다. 그러나 기업의 채택은 아주 적었습니다. ABI Research는 세계적으로 공개된 사설 5G 네트워크 구축 건수가 290건에 불과하다고 추정합니다⁴. 그 수가 실제로 몇 배 이상 된다고 하더라도, IoT 시장에서 차지하는 점유율은 매우 낮습니다.

셀룰러와 Wi-Fi는 초기 독점 또는 일회용 기계 간 통신(M2) 응용 분야의 목표를 달성했지만 오늘날의 대규모 반복 가능 IoT 솔루션의 요구 사항을 충족하지는 못합니다.

오늘날 IoT 구축에 성공하려면 저가형 장거리 네트워크 연결, 센서 배터리의 긴 수명, 엔터프라이즈급 보안과 SLA 지원 통신사급 네트워크 서비스의 결합이 필요합니다. 이러한 요구 사항은 이제 셀룰러보다 훨씬 최신인 IoT용 기술로 인해 해결되고 있습니다.

대규모 IoT를 위한 저전력 장거리 LoRaWAN® 네트워크

500개 이상의 회원사로 구성된 비영리 협회 LoRa Alliance는 LoRaWAN 개방형 표준의 개발과 홍보를 통해 저전력 광역 네트워크(LPWAN)의 대규모 구축을 위해 노력하고 있습니다. (이미지 출처: Senet)

향후 수년간 연결할 것으로 예상되는 수십억 개의 IoT 센서 지원 장치 중 절반 이상이 장거리에서 낮은 비트 전송률 통신을 지원하는 저전력 광역 네트워크(LPWAN)를 사용하여 작동하는 것으로 추정됩니다. 시간당 몇 번만 또는 하루 한 번 소량의 데이터를 송수신하는 센서와 응용 분야에 알맞게 설계된 LPWAN은 사물을 모니터링, 측정하는 방식을 바꾸고 있습니다. LPWAN 기술은 비즈니스 모델에서 지원하는 새로운 IoT 혁신의 물결에 기여하고 있으며, 이것이 아니었다면 불가능했을 수익원을 창출하고 있습니다.

모든 LPWAN 기술 중에서 LoRaWAN®(비영리 LoRa Alliance의 지원 개방형 LPWAN 사양)은 가장 광범위한 실외 및 건물 내 응용 분야의 선두 기술로 떠올랐습니다. LoRaWAN은 개방형 에코시스템, 낮은 전력 소비, 장기적이고 강력한 보안 사양과 용량 확장성으로 차별성을 갖습니다. LoRaWAN은 다른 기술로는 달성할 수 없는 다음과 같은 가치를 제공합니다.

• 상당히 낮은 자본 및 운영 비용
• 10년 이상의 수명을 가진 센서 기반 솔루션 구축
• 소수의 게이트웨이가 제공하는 장거리 고밀도 무선 네트워크 커버리지
• 벽을 투과하기 어려운 장소에서 커버리지를 제공하는 강력한 전파 특성
• 공용, 사설 및 하이브리드 네트워크 구축을 포함한 유연한 연결 옵션
• 장치 및 응용 분야 파트너의 대규모 글로벌 에코시스템

또한 LoRaWAN 프로토콜에 내재된 주요 보안, 안정성, 확장성 측면에서도 이점이 있습니다. 프로토콜은 아키텍처의 기본 요소로 엔드 투 엔드 보안을 사용하여 설계되었습니다. 엔드 노드와 응용 분야 서버 간의 네트워크 통신은 AES-128 암호화를 사용하여 안전합니다. 이 엔드 노드 'VPN 유사' 서비스는 중요한 응용 분야 데이터에 대한 데이터 무결성과 보안을 보장합니다.

주요 LoRaWAN 사용 사례

LoRaWAN는 네트워크 구축의 경제성을 파괴할 뿐만 아니라 LoRaWAN 네트워크 운영 및 유지관리의 효율성이 고도로 최적화되어 있으며 다른 연결 기술보다 더 많은 사용 사례를 지원합니다.

이러한 상업용 IoT 사용 사례는 사설 네트워크 액세스, 공용 네트워크 액세스(실내외 커버리지용) 또는 Senet과 같은 네트워크 운영자가 고유하게 제공하는 구축 모델의 하이브리드 조합을 통해 제공됩니다.

LoRaWAN의 규모가 있고 가장 성공적인 첫 번째 사용 사례 중 하나는 수도 측정입니다. 수도 계량 및 인프라 모니터링 응용 분야는 상대적으로 데이터 페이로드가 적고 대기 시간이 거의 필요하지 않기 때문에, 수도 시장은 낡은 기술을 빠르게 대체하고 15년에서 20년 단위로 구축되고 있는 LoRaWAN 솔루션에 의해 붕괴되고 있습니다. 천연가스 시장은 LoRaWAN의 계량, 누출 감지 및 서비스 개선 제공에 관심이 있는 다중 유틸리티 서비스 제공자들에 의해 대규모 현장에서 시범 운영되면서 그 뒤를 따르고 있습니다.

에너지 및 유틸리티 계량과 인프라 모니터링을 지원하기 위한 고밀도 LoRaWAN 네트워크를 통해 기업, 도시 및 카운티는 동일한 네트워크를 활용하여 IoT 이니셔티브를 구축하고 확장할 수 있습니다. 측정과 모니터링을 넘어, LoRaWAN 솔루션은 다음의 여러 응용 분야에서 사용됩니다.

• 환경 및 건물 모니터링
• 자산 추적
• 폐기물 관리
• 스마트 주차
• 가로등
• 해충 관리
• 공공 안전

제한된 기능의 M2M 서비스에서 대규모 IoT 솔루션을 위해 설계되고 구축된 LoRaWAN 네트워크로의 발전은 통신 인프라 공급자, 기업 조직, 산업 솔루션 공급자, 지역 사회에 새로운 기회를 창출했습니다. 이 기술의 잠재력을 깨닫게 되면 누구보다 빠르게 엄청난 결과를 달성할 수 있습니다.

Senet 소개

Senet은 수백에서 수억 개에 이르는 센서 지원 IoT 장치 연결에 사용되는 사물 인터넷(IoT) 네트워크의 주문형 구축을 위해 네트워크 운영자, 솔루션 개발자 및 시스템 통합업체가 사용하는 클라우드 기반 소프트웨어와 서비스를 개발합니다. 자세한 내용은www.senetco.com에서 확인할 수 있습니다.

참고 자료:

1 - GSMA IoT Revenue: State of the Market 2020

2 - James Brehm & Associates, “IoT Results & News Roundup thru Q3 2019”

3 - James Brehm & Associates, “State of the Market”, 2019

4 - ABI Research, “Shared Spectrum and Private Networks Tracker”, 3Q 2021