문제는 IoT다
  • 2016-05-03
  • 김영학 기자, yhk@elec4.co.kr



올 MWC에서 눈에 띄는 활동 중 하나는 IoT와 5G의 조기 상용화를 목표로 다양한 파트너십 모색이 활발히 전개됐다는 것이다. 업계는 IoT에 무게 중심을 두고 저전력, 장거리 무선 기술의 상용화에 박차를 가하고 있다.
2015년 12월 세계이동통신사업자협회(GSMA)는 새롭게 떠오르는 저전력 장거리 통신 기술(Low Power Wide Area, LPWA) 시장을 위한 기술 표준에 이동통신 업계가 합의했으며 3GPP가 이 표준을 승인했다고 발표했다.
GSMA의 모바일 IoT 이니셔티브는 허가 받은 주파수 대역에서 LPWA 솔루션을 사용하는 데 주력하고 있지만, IoT 애플리케이션의 요구사항이 다양하므로 단일 기술로는 LPWA 유스 케이스에 모두 대응할 수 없어 보완적으로 승인된 3GPP 표준에 주목해왔다.
모바일 IoT 이니셔티브는 2015년 8월 LPWA 네트워크를 통해 IoT를 가속화하기 위한 프로젝트로 설립됐다. 보다폰과 화웨이 등 이동통신 사업자, OEM 업체, 칩셋, 모듈 및 인프라 업체 등 31개 사가 참여하고 있다. 국내 업체로는 KT와 LG유플러스가 참여하고 있다.
저소비 전력을 특징으로 하는 LPWA 네트워크는 IoT나 M2M 시장의 활성화를 목표로 하고 있다. 모바일 IoT 이니셔티브는, 발족 당시 LPWA 솔루션의 최초 사양은 2015년 말에 완성됐고, 최초의 구현은 2016년 상반기, 완전한 상용 솔루션 제공은 올 하반기로 예상했다.
이미 전 세계에서 LPWA 솔루션 상용 시험과 시범 가동이 다수 진행되고 있다. SK텔레콤과 노키아는 2015년 12월 협대역 IoT(Narrow Band IoT, NB-IoT) 공동 연구 및 개발을 위한 상호양해각서(MOU)를 체결했다. 올해 ‘모바일 월드 콩그레스(MWC)’에서는 LPWA 솔루션의 허가 주파수 내 라이브 시연이 최초로 진행되기도 했다.
 
예를 들어 에릭슨, 인텔, 노키아는 NB-IoT 기술을 사용하는 자전거 추적 솔루션으로 신호 강도가 낮은 도시 지하도나 시골 지역을 지나는 전기자전거의 위치와 상태를 실시간 추적하는 시연을 선보였다. 화웨이, 늘(Neul), 보다폰, 유블럭스(u-blox)는 보다폰이 스페인 발렌시아 지역에서 진행한 기술 검증 시험에서 제공된 실제 결과를 활용해 NB-IoT 기술이 실시간 사용 정보와 고장 관리를 지원하는 방식을 소개했다. 에릭슨, 인텔, 오렌지(Orange)는 EC-EGPRS(Extended Coverage EGPRS)는 지하실처럼 접근이 힘든 실내 장소는 물론 포도원, 농장 등 멀리 떨어져 있는 시골 지역으로 커버리지를 넓히는 과제를 어떻게 해결할 수 있는 지를 보여줬다.
LPWA 네트워크
IoT의 통신 부분을 담당하는 대표적인 기술에는 무선 LAN, 지그비(ZigBee), 블루투스 LE(Bluetooth Low Energy), Wi-SUN 등의 근거리 무선통신 기술과 2G, 3G, 4G 등의 이동통신 기술이 있지만, LPWA 네트워크는 데이터 전송률이 낮고 오랜 배터리 수명을 요하며 원거리 지역에서 오랜 시간 무인 상태로 운영되는 M2M 애플리케이션을 위해 설계됐다. 따라서 안전 감시, 용수 및 가스 계량, 스마트 그리드, 주차장, 자판기, 가로등, 웨어러블 기기 등 광범위한 애플리케이션에 사용할 수 있다.
 
앞서 지적한 바와 같이, 단일 기술로 모든 LPWA 유스 케이스에 대응할 수 없다. 이에 업계는 NB-IoT, EC-GPRS, LTE-MTC(LTE-Machine Type Communication) 등의 보완적인 기술에 주목하고 있는 것이다.
NB-IoT
NB-IoT는 5G가 아닌 이미 구축된 모바일 네트워크상에서 장치를 쉽고 효율적으로 연결하며, 아주 드문 빈도의 적은 2-way 데이터를 안전하게 다룬다. 무엇보다도 중요한 것은 아주 적은 양의 전력 소모와 탁월한 통신 커버리지를 제공한다는 점이다.
 
NB-IoT는 각종 소형 센서나 기기에 내장할 수 있는 작은 송수신 모듈을 사용해 수 km의 전송거리(최대 20 km 정도)에서 데이터를 교환한다. 이용하는 대역폭은 180 kHz로, LTE에 비해 협대역이므로 LTE의 가드 밴드(인접 주파수 대역을 사용하는 다른 시스템과의 간섭을 방지하기 위해 마련된 미사용 주파수 대역)나 GSM 주파수 대역 등 다양한 대역을 이용할 수 있다.
 
NB-IoT는 보다폰과 화웨이가 2014년 상반기에 공동 제안해 2015년 9월부터 3GPP에서 본격적인 사양 검토가 이뤄지고 있다. 2015년 11월에는 보다폰, 화웨이 테크놀로지스, 에릭슨, 노키아 등이 NB-IoT 추진을 위한 업계 단체 설립을 선언했다. 29개사가 현재 NB-IoT 표준을 지원하고 있으며, 한국에서는 LG전자와 삼성전자가 참여하고 있다.
NB-IoT 확산에 특히 공을 들이고 있는 화웨이 테크놀로지스는 최근 보도자료에서 “NB-IoT 표준 사양이 릴리스 되는 올 6월 이후 트라이얼 및 규모를 한정한 상용화 수준의 전개가 다수 있을 것으로 예상한다”며 “LPWA 시장에서 사용되고 있는 기존 기술 대비 그 우위성이 분명해질 것”이라고 주장했다.
화웨이는 통신 사업자들과의 협력 하에 GSMA NB-IoT 포럼의 틀 안에서 NB-IoT 기술에 특화된 오픈 연구소의 개설을 진행하고 있다. 이 연구소는 다양한 활용사례를 검증하고 업체 간 제휴를 통해 NB-IoT 기술을 이용한 서비스 개발을 촉진하는 것을 목표로 하고 있다. 

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