IoT 연결 – 협대역 기회

스마트폰 데이터 서비스를 효율적으로 지원할 수 있는 네트워크 인프라를 개발하는 데 몇 년이 걸렸습니다. 10년이 지난 지금 이동통신 사업자는 업계의 차세대 격변인 사물 인터넷(IoT)에 대비하면서 같은 운명을 피하기 위해 다시 한 번 노력하고 있습니다.

가트너 2020년까지 204억 개의 연결된 장치가 있을 것으로 추정합니다. 이는 오늘날 지구상의 모든 사람이 약 3개의 장치에 해당하는 것과 같습니다. 이러한 장치는 모두 모바일 연결이 필요하며 많은 장치가 통신사의 무선 네트워크를 통해 연결됩니다. 이는 특히 도시가 밀집한 지역에서 네트워크 전반에 걸쳐 용량 부족에 이미 직면한 사업자에게 벅찬 전망입니다.

그러나 사업자는 IoT 장치 및 시스템을 네트워크에 연결하여 새로운 수익을 창출할 수 있는 엄청난 기회가 있다는 것을 똑같이 알고 있습니다. 또한 성장하는 생태계를 지원하기 위해 새로운 서비스와 애플리케이션을 제공하는 역할도 있습니다. 이번 달에는 보다폰 자동차 동글과 4G 보안 카메라가 포함된 최초의 사물 인터넷 하드웨어 출시를 발표했습니다. Vodafone이 시연한 바와 같이 통신 사업자는 연결성뿐만 아니라 최종 사용자 기술 및 인터페이스를 제공할 수 있는 고유한 위치에 있습니다.

IoT 기회를 활용하려면 무엇보다도 모바일 데이터를 효율적으로 사용하고 네트워크를 정지시킬 수 있는 용량 부족을 방지하기 위해 새로운 연결 표준이 필요합니다. 이러한 새로운 시스템은 개발이 필요할 뿐만 아니라 상업적 신뢰성을 보장하기 위해 테스트 및 검증을 거쳐야 합니다. 전 세계의 통신 사업자들은 이제 생태계에 진입하는 수많은 새로운 장치를 효율적으로 연결하기 위해 네트워크 인프라를 발전시키는 최선의 방법에 대한 옵션을 저울질하고 있습니다.

IoT 연결 옵션

저전력 광역 네트워크(LPWAN)는 IoT 연결의 핵심입니다. 최종 사용자 장치를 염두에 두고 설계되어 저전력 배터리 소비를 지원하므로 가정적으로 한 번의 충전으로 소형 장치의 전원을 10년 동안 유지할 수 있습니다. 무선 표준은 또한 저렴한 칩셋을 연결할 수 있어 장치와 시스템을 보다 저렴하게 만들 수 있습니다. LPWAN 기술과 관련하여 사업자가 가장 먼저 선택하는 것은 비면허 스펙트럼 또는 라이선스 스펙트럼을 통한 연결에 노력을 집중할지 여부입니다.

LoRa(Semtech에서 개발) , 및 산업 동맹에 의해 지원됨) 및 SigFox(동일한 이름의 프랑스 회사가 지원함)는 둘 다 비면허 스펙트럼을 사용합니다. 이러한 기술을 사용하려면 현재의 셀룰러 기술과 구별되는 새로운 네트워크 인프라가 필요합니다.

즉, 사업자가 이 기술을 기지국에 통합하면 무선 스펙트럼의 동일한 부분에서 작동하지 않기 때문에 기존 셀룰러 무선 기술보다 무선 트래픽에 대한 제어가 훨씬 더 적습니다. 그러나 LoRa 및 SigFox는 무선 모듈의 비용으로 인해 격리된 네트워크 애플리케이션에 이상적입니다. 따라서 이 기술은 스마트 기업이나 캠퍼스에 응용 프로그램을 제공하여 기존 모바일 네트워크를 업데이트하는 것에 대한 접근 가능하고 비용 효율적인 대안을 제공할 수 있습니다.

그러나 IoT 서비스 및 장치를 활성화하기 위해 가장 기대되는 새로운 프로토콜은 가장 광범위한 사용 사례에 걸쳐 연결을 제공할 수 있는 NarrowBand-IoT(NB-IoT)입니다. 3GPP에 의해 표준화된 NB-IoT는 허가된 스펙트럼에서 작동하며 사업자의 기존 LTE 네트워크와 직접 호환됩니다. 이를 활성화하려면 기존 베이스 스테이션 사이트에서 소프트웨어 업그레이드만 필요합니다. 이후에 거의 모든 환경에서 통신 사업자의 셀룰러 네트워크 성장에 따라 쉽게 확장할 수 있습니다.

NB-IoT의 채널 대역폭은 200KHz(180KHz 및 보호 대역 포함)에 불과합니다. 이것은 채널 개혁에 적합합니다. LTE에 대해 운영자가 보호하는 스펙트럼과 함께 '대역 내'로 배포할 수 있습니다. 이를 통해 사업자의 NB-IoT/LTE 네트워크는 네트워크에 연결된 일반 모바일 장치의 성능을 저하시키지 않으면서 수많은 IoT 장치를 수용할 수 있습니다.

이러한 이점을 감안할 때 많은 사업자가 현재 IoT 전략의 핵심에 이 기술을 적용하고 있습니다. 도이치 텔레콤 독일, 아일랜드 및 스페인 전역에 상용 NB-IoT 네트워크를 출시했습니다. Vodafone은 호주와 그리스에서 네트워크를 시작했으며 전 세계적으로 추가 출시를 계획하고 있습니다. 및 TIM 몇 가지만 들자면 이탈리아 전역에 광범위한 네트워크를 구축했습니다. 운영자의 지원은 제조업체 및 기타 당사자가 NB-IoT가 지원할 수 있는 장치 및 애플리케이션에 투자하도록 동기를 부여하는 데 도움이 됩니다. 삼성 예를 들어, 은 최근 NB-IoT 기술을 사용하는 IoT 추적 장치를 출시했습니다.

NB-IoT는 많은 경우에 SigFox 및 LoRa를 능가할 수 있지만 여기에는 CAT-M(또는 LTE-M)이라는 네 번째 표준이 있습니다. 이전 표준과 마찬가지로 CAT-M은 허가된 스펙트럼을 사용하며 기존 인프라에서 지원할 수 있습니다. 이는 어느 한쪽/또는 상황이 아닌 NB-IoT와 함께 작동합니다.

이 표준은 더 높은 데이터 속도를 가능하게 하므로 NB-IoT보다 다양한 장치와 애플리케이션을 지원합니다. 즉, 운영자는 두 표준을 동시에 테스트하고 구현할 것입니다. CAT-M은 대량의 데이터를 전송할 수 있으며 최대 데이터 전송률이 약 100KBps이므로 스마트 시티 애플리케이션 및 스마트 홈 에너지 시스템을 포함할 수 있는 애플리케이션에 사용될 것입니다.

미래의 IoT 네트워크 검증

오늘날 통신 사업자의 우선 순위는 네트워크가 NB-IoT 및 CAT-M과 같은 새로운 무선 기술은 물론 네트워크에 점점 더 많이 연결될 수백만 개의 새로운 장치를 지원할 수 있도록 하는 것입니다. 이제 실험실 환경에서 사업자 네트워크의 수백만 개의 장치를 에뮬레이션하여 인프라를 상업적으로 사용할 준비가 되도록 하는 기술을 사용할 수 있습니다.

핵심 네트워크에서 기지국에 이르기까지 사업자는 IoT 요구에 따라 네트워크가 어떻게 대처할 것인지에 대한 보편적인 관점을 가져야 합니다. 이를 통해 통신 생태계에 새로운 IoT 연결 표준의 개발 및 배포를 가속화하여 더 나은 고객 경험을 제공하고 새로운 수익 창출 기회를 열 수 있습니다.

이 블로그의 저자는 Cobham Wireless의 제품 이사인 Dr. Stamatis Georgoulis입니다.