[2020 CEO 전망] 다니엘 콜리, 실리콘랩스 최고전략책임자(CSO)



실내 무선 추적 기술, 와이파이 6, LPWAN 프로토콜 등

오늘날에는 가정과 직장 생활, 상업, 산업, 교통이 모두 커넥티비티 기술과 관련되어 있다. 사물인터넷(IoT)은 지난 10년 동안 우리의 삶에 영향을 미쳤고 산업을 변화시켰으며, 2020년 이후에는 훨씬 더 많은 무선 혁명이 이루어질 것으로 기대한다. 이와 관련하여, 실리콘랩스는 3가지 무선 기술에 주목하고 있다.

이들은 우리가 물건을 찾고 추적하는 방법을 향상시킬 것이며 가정과 사무실, 공공 장소에서 데이터를 공유 및 스트리밍 하는 방법을 개선할 것이며, 스마트 시티, 스마트 공장, 스마트 농업을 위해보다 장거리의 커넥티비티를 실현할 것이다. 지금부터 2020년에 주류 기술로 떠오를 차세대 실내 무선 추적 기술, 와이파이 6 표준, 그리고 LPWAN 프로토콜에 대해 좀더 자세히 살펴보기로 한다.

위치, 위치…또 위치

하이테크 기업들은 IoT가 등장하기 훨씬 오래전부터 “내 물건이 어디에 있나?”라는 문제를 해결하기 위해 노력해 왔다. 스마트폰과 같은 일부장치들은 GPS(global positioning system) 기술을 사용하여 위치를 파악하거나 추적할 수 있지만, GPS는 일반적으로 비싸고 전력 소모가 큰 데다 위성신호를 수신하려면 실외에서 사용해야 하는 제약이 따른다. 실내에서의 위치 추적은 GPS의 실용적인 옵션이 아니다. 최근까지 기기 제조회사들은 실내 위치 서비스 문제를 해결하기 위해 RFID, 블루투스 비콘 같은 다양한 기술을 활용하여 정밀 위치 서비스를 구현했다.

2019년에는 실내 추적 및 위치 서비스 분야에서 두 가지 중요한 혁신을 볼 수 있었다. 블루투스 5.1 표준에 AoA(angle of arrival) 및 AOD(angle of departure) 방향 탐지 기능이 도입된 것과 UWB(Ultra Wideband) 무선 기술이 도입된 것이다. 두 가지 무선 기술 모두 스마트폰에 통합되고 있다.

스마트폰에는 2010년대 초부터 블루투스 LE 무선 기술이 표준 기능으로 포함돼 왔으며, 주요 스마트폰 제조회사들은 애플(Apple)이 아이폰 11과 11 프로(Pro)에 UWB 기능을 포함한 것처럼 UWB 무선 기술을 자사 최신 모델에 추가하고 있다.

와이파이 6: 차세대 무선 표준

IEEE 802.11ax라고도 하는 와이파이 6(Wi-Fi 6)는 지난 20년 간 이루어진 와이파이 표준 기술의 혁신 과정에서 중요한 이정표를 세웠다.

이 표준은 802.11ac의 강점을 기반으로 하며, 차세대 애플리케이션을 위해 기존 및 신규 네트워크의 속도와 용량을 향상시키는 효율성, 유연성, 확장성을 제공한다. IEEE는 고속기가비트 이더넷 무선 기술의 성능과 다양성에 허가 받은 RF기술의 신뢰성과 예측가능성을 결합한 와이파이 6 표준을 제안했다.

참고로, 와이파이 얼라이언스는 와이파이 무선 표준의 브랜드를 변경했다. 과거에는 새로운 와이파이 버전을 소개할 때 IEEE 표준 명명법에 따라 브랜드를 정했는데 이 방법은 소비자에게 혼란을 주었다. 이제 와이파이는 ▲와이파이 4 = IEEE 802.11n ▲와이파이 5 = IEEE 802.11ac ▲와이파이 6 = IEEE 802.11ax 등과 같은 작명법을 따르게 된다.

와이파이 6는 많은 디바이스들이 이 표준에 고밀도로 내장될 수 있도록 개발된 최초의 근거리 무선 표준이다. 이전의 와이파이 버전들은 속도와 성능을 가장 우선시했다. 와이파이 5(802.11ax)를 초고속 열차라고 생각해 보자. 이 열차(와이파이 5)는 승객(데이터)을 매우 빨리 운송할 수 있지만, 철로에는 동시에 운행할 수 있는 초고속 열차가 많지 않다. 이에 반해 와이파이 6은 처음부터 기기의 밀도를 염두에 두고 개발되었다. 이 표준은 디바이스 밀도, 배터리 수명, 무선 도달 범위를 다루는 여러 새로운 기능들을 비롯하여, 다음 표에 정리한 것처럼 원시 데이터 처리 능력을 향상시키도록 설계된 다양한 기능들을 지원한다.

와이파이 6의 공표로, 와이파이 네트워크에 연결할 수 있는 장치 수가 많아지고 대기 시간은 줄어들며 배터리 수명은 길어지는 등 전반적인 사용자 경험이 향상될 것이다. 이미 시장에는 와이파이 6 칩이 출시되었으며, 여러 AP 제조사들 역시 관련 제품을 선보이고 있다. 스마트폰 제조사들은 차세대 핸드셋에 와이파이 6를 추가할 것으로 예상되며, 커넥티드 디바이스 제조사들 역시 다양한 IoT 제품에 이 새로운 무선 기술을 포함시킬 것이다.

장거리 연결(long haul)을 위한 LPWAN

스마트폰용 무선 기술로 활용돼 온 셀룰러 기술이 최근에는 저전력 광역 네트워크(LPWAN) 연결을 위한 실용적인 옵션 기술로서 사물인터넷(IoT) 분야로 옮겨 가기 시작했다.

퀄컴, 노르딕 세미컨덕터, 소니(Altair), 시퀀스 커뮤니케이션 등 여러 반도체 제조회사들이 NB-IoT와 LTE-M (CAT-M1) 셀룰러 표준을 지원하는 칩셋 제품을 출시하고 있으며, 리옷 마이크로(Riot Micro) 같은 신생 기업들도 셀룰러 IoT 시장에 진출하고 있다.
LTE-M은 긴 배터리 수명과 LTE의 신뢰성, 그리고 낮은 지연시간을 필요로 하는 LPWAN 애플리케이션에 적합한 옵션이다.

LTE-M은 기존 LTE 네트워크와 호환될 뿐 아니라 향후에는 5G 기술과도 공존할 것이다.

LoRaWAN (Semtech의 LoRa RF 플랫폼에서 실행되고 LoRa 얼라이언스가 관리하는 프로토콜)처럼, sub-GHz 대역에서 작동하는 유사한 비-셀룰러 LPWAN 기술이 주류 기술로 떠오르고 있다. 최근에는 센서, 전구, 추적기(사물 및 반려동물용), 그 밖에 다른 장거리 IoT 기기들을 연결하도록 설계된 아마존의 900MHz 사이드워크(Sidewalk) 프로토콜이 새로운 LPWAN 옵션 기술로 공개된 바 있다.

이제는 IoT 기기 제조사들이 LPWAN 연결을 보다 저렴한 비용으로 구현할 수 있는 다양한 옵션을 제공하고 있기 때문에 장거리 저속 저전력 애플리케이션과 관련한 개발자 경험을 빠르게 개선할 수 있다. LPWAN은 sub-GHz 대역 또는 허가 받은 셀룰러 스펙트럼에서 동작하고 데이터 대역폭을 상대적으로 낮게 (메시지 당 수십 비트 수준) 유지함으로써 도달 범위를 수십 킬로미터 수준으로 확장할 수 있다. 이처럼 넓은 도달 범위는 스마트 시티, 빌딩 및 홈 오토메이션, 산업용 IoT(IIoT)용으로 IoT와 M2M(machine-tomachine) 통신 기술을 활용하는 데 크게 영향을 미친다.

2020년에는 많은 새로운 무선 기술들이 시장에 선보임에 따라 커넥티드 디바이스 제조사들은 지속적으로 IoT의 혁신을 추진할 것이며, 그로 인한 최종 수혜자는 언제 어디서든 최종 사용자가 될 것이다. www.silabs.com