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TECH M

‘최소 전력으로 더 넓게’ 저전력 광역망 경쟁 지형도는

2016-12-26장병준 국민대 전자공학부 교수



사물인터넷(IoT)은 ‘사람·사물·공간·데이터 등 모든 것이 인터넷으로 서로 연결돼 정보가 생성·수집·공유·활용되는 초연결인터넷’을 의미한다. 이러한 정의는 새로운 것이 아니다. 과거 무선인식(RFID), 유비쿼터스 센서 네트워크(USN), 사물통신(M2M) 등의 개념이 등장할 때도 유사한 논의가 있었다. IoT 역시 과거의 개념들처럼 몇 년 후에 사라지고 말 것인가?

정보통신기술(ICT) 인프라는 과거와 현재의 차이가 크다. 과거에는 음성통신 중심의 무선통신 환경, 컴퓨터에 한정된 인터넷 보급, 낙후한 센서 기술 등으로 IoT가 보급되기 어려웠다. 현재는 스마트폰으로 대표되는 스마트기기의 대중화, 무선통신 기술의 확대, 각종 센서 기술의 개발 및 보급 등이 이뤄졌다. 과거와는 달리 IoT 개념이 도입될 수 있는 환경이 성숙된 상태다.

최근 엄청난 규모의 정보가 인터넷 상에서 유통되고 정보를 가공할 수 있는 인공지능이 발전되고 있으므로, 이를 활용하여 새로운 부가가치를 창출하는 것이 중요한 시대가 됐다. 최근 구글, 페이스북, 아마존 등 인간이 생성하는 무한대의 정보를 가공해 돈을 버는 기업이 등장한 것도 이러한 ICT 환경의 발전에 기인했다고 해도 과언이 아니다.

남아있는 것은 사람이 생성하는 정보뿐만 아니라 사물이 생성하는 정보를 누가 효율적으로 생성·수집·공유·활용하느냐 하는 것이다. 특히 기존 기술로 인터넷에 연결할 수 없는 작은 사물은 별도의 통신망을 구성해야 한다. 작은 사물을 위한 통신망을 소물인터넷(IosT: Internet of small Things)이라 한다. 최근 관심이 집중되고 있는 IoT도 바로 이것을 의미한다.

전력 사용 최소화, 통신반경 최대화

소물인터넷을 인터넷으로 연결하기 위한 기술을 저전력광역망(LPWAN: Low Power Wide Area Network)이라 부른다. 저전력이 중요한 이유는 스마트폰과 달리 작은 사물에 붙는 통신장치는 주기적으로 충전하기 어렵기 때문이다.

충전이 어려운 만큼 배터리로 수 년 이상 동작할 수 있도록 저전력으로 설계돼야 한다. 또한 광역망이 중요한 이유는 공간에 흩어진 작은 사물들을 연결해 전국망을 효율적으로 형성하기 위해서는 적어도 수 ㎞의 통신반경을 가져야하기 때문이다.

저전력광역망을 형성할 수 있는 기술로 로라(LoRa), 시그폭스(SigFox), LTE-M 등이 있다. 이중에서 SK텔레콤은 로라망을 전국망으로 서비스 한다고 발표했다. KT와 LG유플러스는 최근 LTE-M와 NB-IoT를 이용한 광역 IoT 서비스를 준비한다고 발표한 바 있다.

로라망은 기본적으로 비면허대역을 이용하는 기술로, 이동통신과 유사하게 단말과 기지국으로 구성된다. 기지국은 인터넷을 이용하여 응용프로그램이 수행되는 네트워크 서버에 연결된다. 단말끼리 연결되는 메시망 기반의 기존의 무선센서네트워크와는 달리, 로라망에서는 전력효율을 높이기 위해 단말은 기지국에만 연결되는 스타망을 구성하게 되며 단말끼리는 직접 통신할 수가 없다.

보통 기지국에서 단말로의 순방향 트래픽이 단말에서 기지국으로의 역방향 트래픽보다 많은 이동통신망과는 달리, 로라망은 IoT 서비스 특성상 역방향 트래픽이 많은 것이 특징이다.

반면 LTE-M은 기존 LTE를 기반으로 하는 기술로 LTE와 마찬가지로 면허대역을 사용한다. LTE-M이란 LTE 표준을 제정한 3GPP에서 제정한 저전력기술로 3GPP Release 8의 Cat.1, Release 12의 Cat.0, Release 13에서의 Cat.M 등의 표준기술을 의미한다.

LTE-M은 Release 14에서는 NB-IoT란 이름으로 진화되고 있다. 기본적으로 전국망이 구축되어 있는 LTE망을 사용하므로 쉽게 서비스할 수 있지만, LTE망 자체가 고속 데이터 접속을 기본으로 하는 기술이므로 로라망처럼 저전력광역망으로 구현하기가 쉽지 않은 것이 단점이다.

SKT는 왜 별도망을 구축할까

LTE망을 보유하고 있는 SK텔레콤은 왜 KT와 LG유플러스와는 달리 쉽게 망을 구성할 수 있는 LTE-M으로 가지 않고 별도의 로라망을 구축하려고 할까? 여러 이유가 있을 것이고 저자가 복잡한 회사의 전략까지는 알 수 없다. 다만 SK텔레콤이 로라망을 이용하여 KT나 LG유플러스가 가질 수 없는 별도의 망을 형성해 미래 IoT 시대의 주도권을 잡으려는 것으로 보인다.

SK텔레콤은 LTE망을 보유하고 있으므로 LTE-M 기반의 서비스와 로라 기반의 서비스 두 가지를 모두 서비스할 수 있는 것에 비해 KT나 LG유플러스는 LTE-M 서비스만 가능하다. 이에 따라 로라망으로 수집되는 정보를 활용해 새로운 부가가치를 창출하는 시대가 도래할 경우 SK텔레콤은 타 사업자에 비해 먼저 주도권을 잡을 수 있다.

단. 이를 위해서는 다음의 두 가지 전제가 필요할 것으로 보인다. 먼저 저전력 로라 단말이 붙은 사물에서 생성되는 정보가 빅데이터를 구성해 부가가치가 창출될 때까지 투자가 지속돼야 한다. 두 번째로 로라 기술이 신뢰성 있는 기술이 돼야 한다. 로라 기술은 로라 얼라이언스(LoRa Alliance)에서 제정한 비표준 기술로서 아직 기술적인 검증이 100% 완료되지 않았다.

로라 얼라이언스에서 발표하기로는 로라가 도심지역에서도 수 ㎞ 이상의 통신반경과 10년 이상의 배터리 수명을 보증한다고 돼있다. 하지만 이는 이론적인 것으로 실제 망을 구성할 경우 이에 미치지 못할 것이다. 또한 전 세계적으로 로라 기술을 이용해 SK텔레콤과 같이 전국서비스를 시도한 사례도 드물다. 따라서 망의 효율적인 구축과 관리, 관련 연구개발 투자, 킬러 서비스 발굴 등의 노력이 지속돼야 한다.

앞으로 닥칠 많은 어려움을 극복하여 신뢰성 있는 망을 구축한다면 IoT 시대에 SK텔레콤은 주도권을 잡을 수 있을 것이다. 로라망으로 수집되는 빅 데이터는 향후 SK텔레콤의 큰 자산이 될 것이고 이 데이터를 바탕으로 미래의 많은 새로운 서비스가 지속적으로 출현할 수 있다.

<KT-LGU+ NB-IoT망 상용화 협력 선언>

KT와 LG유플러스가 NB-IoT 상용화를 위한 협력을 발표했다. 사물인터넷 시장을 NB-IoT 기술을 중심으로 이끌어가겠다는 것이다. NB-IoT는 LTE-M에 비해 협대역, 저전력으로 작동해 IoT 네트워크로 더 적합하다.

NB-IoT는 아직 무선통신표준화기구 3GPP에서 표준화가 논의되는 단계에 있다. 다만 LTE망을 활용할 수 있다는 장점 때문에 보다폰, AT&T, 차이나모바일 등 글로벌 대형 통신사들이 잇따라 NB-IoT에 대한 투자 계획을 발표하고 있다.

KT와 LG유플러스도 이에 대응해 표준 기술을 주도하고, NB-IoT가 확대될 수 있도록 협력할 계획이다. 양사는 특히 다양한 제조사, 솔루션 사업자들이 NB-IoT를 채택할 수 있게 하는 것이 중요하다고 판단하고 칫셋·모듈·단말 등 IoT 핵심 제품을 공동 소싱할 예정이다. 공동 소싱을 통해 규모의 경제를 실현하고 가격을 낮춰 사업자들의 시장 진입을 쉽게 한다는 것이다.

<본 기사는 테크M 제44호(2016년 12월) 기사입니다>