LoRaWAN은 IoT용 5G 네트워크를 일시적으로 대체합니다

Intellias의 Sergiy Seletskyi

5G 네트워크는 사물 인터넷(IoT)에 혁명을 일으킬 것입니다. 그러나 이 기술이 지구의 대부분을 덮는 데는 몇 년이 걸릴 것입니다. LoRaWAN 덕분에 기다릴 필요가 없다고 Intellias의 IoT 프랙티스 리더이자 선임 솔루션 아키텍트인 Sergiy Seletsky는 말합니다. .

Gartner에 따르면 , 약 58억 개의 기업 및 자동차 IoT 엔드포인트가 2020년 내내 사용되며 이는 2019년보다 21% 증가한 것입니다. 통신 네트워크는 곧 부하를 처리하는 데 어려움을 겪을 것입니다.

IoT 전문가들은 5G가 물리적 네트워크를 대체하고 실시간 응답을 가능하게 할 미래 IoT 연결 표준으로 기대하고 있다. 여기서 키워드는 '미래'입니다. 에릭슨 5G 기술은 2025년까지 전 세계 인구의 2/3만 사용할 수 있을 것으로 예측합니다.

현재 5G에 대한 과대 광고가 너무 많기 때문에 사람들은 5년 동안 존재해 온 대안인 LoRaWAN(저범위 광역 네트워크)을 자주 무시합니다. 많은 경우에 LoRaWAN은 적어도 5G가 전 세계적으로 사용 가능해질 때까지 5G를 대체할 수 있습니다.

5G 기술이 주목받는 이유와 직면한 과제

5G 기술은 전례 없는 속도와 신호 품질로 각광받고 있습니다. 연결된 장치가 데이터를 최대 50% 더 빠르고 훨씬 더 큰 단위로 교환할 수 있도록 하여 모든 산업 분야에서 획기적인 발전을 약속합니다.

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출처:Huawei의 초연결 세상으로 가는 길, 2019년 12월 기조연설

의료 분야에서 5G는 고품질 비디오 스트리밍과 즉시 반응하는 연결된 수술 장치를 제공하여 로봇 수술을 가능하게 할 것입니다. 응급 서비스는 5G를 사용하여 상황에 즉시 대응합니다. 도시 카메라와 카메라가 장착된 드론은 긴급 상황을 식별하고 이에 대한 정보를 몇 초 만에 관제실로 보낼 수 있습니다.

5G는 또한 팬데믹 기간보다 더 많은 산업 직원이 집에서 일하게 될 것입니다. PC, 태블릿 또는 스마트폰에서 실시간으로 원격으로 장치를 관리합니다. 이는 시설이 불리한 지형에 위치하는 경우가 많은 석유 및 가스 산업의 발전을 더욱 촉진할 수 있습니다.

마지막으로 5G 네트워크는 무인 자동차에 매우 중요합니다. 이를 통해 도시 인프라와 연결하고 실시간으로 여행 조건에 적응할 수 있습니다. 이 기술은 모든 것이 인공 지능에 의해 상호 연결되고 운영되는 스마트 시티의 힘을 불러일으킬 것입니다.

5G 과제

특정 지역에 5G 네트워크를 구축하려면 처음부터 특정 인프라를 구축해야 합니다. 5G는 4G보다 앞서지만 다른 안테나, 새로운 패브릭 네트워크 및 추가 송신기 타워가 필요합니다.

이 인프라를 구축하는 것은 긴 과정과 비용이 많이 드는 과정입니다. 유럽연합 집행위원회(European Commission)는 유럽의 모든 도시와 도시에 5G를 도입하는 데 5000억 유로가 소요될 것으로 추정합니다.

또한 소비자와 제조업체는 지금까지 5G 기술에 대해 특별히 열광하지 않았습니다. GSMA의 최근 설문조사에 따르면 , 미국인의 약 30%와 유럽인의 11-23%만이 기술이 제공되는 즉시 5G 전화를 받을 것이라고 말했습니다.

다음 중 귀사의 회복에 "훨씬 더 중요한" 것은 무엇입니까?

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출처:전염병 이후 기업의 기술 우선 순위

결과적으로 5G의 채택은 여전히 ​​느립니다.

5G의 대안으로서의 LoRaWAN

LoRa/LoRaWAN은 5G가 할 수 있는 대부분의 작업을 더 느리고 저렴하게 수행할 수 있습니다. 비디오 및 사운드 전송에 LoRa를 사용하지 않을 것입니다. LoRa의 속도 범위는 0.3Kbps에서 27Kbps 사이입니다. 즉, 이미지를 전송하는 데 몇 시간이 걸리고 영화를 스트리밍하는 데 수십 년이 걸립니다.

그러나 LoRa는 다른 많은 용도에 적합합니다.

이 기술은 원래 소비자 기기가 아닌 산업용 IoT 센서용으로 개발되었습니다. 짧은 데이터 패키지(약 240바이트)를 전송하는 데 사용되며 네트워크 IP 스택을 지원하지 않습니다. 따라서 LoRa는 온도, 습도, 진동, 조명 및 유사한 데이터를 전송하는 데 적합합니다.

LoRa 및 LoRaWAN은 장거리 프로토콜 및 장거리 광역 네트워크를 나타냅니다. 저전력 광역 네트워크 기술인 LPWAN을 기반으로 합니다.

이 게시물에서는 LoRa와 LoRaWAN이 작동하고 서로 관련되는 방식에 대해 너무 자세히 설명하지 않겠습니다. 대신 5G 기술의 실행 가능한 대안이 무엇인지 살펴보겠습니다.

LoRa가 중요한 이유

LPWAN 기반 장치는 각 장치가 별도의 건물에 있더라도 장거리에서 서로 통신할 수 있습니다. 또한 배터리는 4G 및 5G를 사용하는 기기의 배터리보다 오래갑니다. LoRa 기반 장치는 하나의 배터리로 최대 10년 동안 작동할 수 있는 반면 5G 장치는 몇 시간 동안만 사용할 수 있습니다.

LoRaWAN네트워크 적용 범위

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출처:2018년 12월 기준 LoRaWAN글로벌 적용 범위

5G 네트워크와 달리 LPWAN은 방대한 인프라가 필요하지 않습니다. 작고 저렴한 장치에서 실행되므로 4G보다 저렴합니다. LoRa 센서의 가격은 $0.2(€0.16)~$0.5(€0.41)인 반면 5G 센서의 가격은 $30(€24.60)부터 시작합니다.

저렴하기 때문에 LoRa는 5G보다 훨씬 넓은 범위를 가지고 있습니다. 일반적인 LoRa 기지국 비용은 약 $40(€32.80)이며 15km 범위에서 수천 개의 연결을 처리할 수 있습니다. 5G 기지국 비용은 $60,000(€49,199.10)이며 2km를 커버하고 약 1000개의 연결이 가능합니다.

LoRaWAN이 생성된 2015년부터 다양한 LoRaWAN 센서 및 장치가 개발되었습니다. 로라 얼라이언스 이 기술을 사용하는 기업의 비영리 단체인 협회는 500명 이상의 회원으로 성장했습니다. 다음은 얼라이언스의 몇 가지 주목할 만한 인물입니다.

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2019년에는 LoRaWAN이 100개 이상의 국가에 배포되었으며, 이는 2018년보다 60% 증가한 수치입니다.

전 세계적으로 약 8천만 대의 장치가 LoRaWAN에 연결되어 있습니다.

IoT 애플리케이션의 약 75%가 LPWAN을 사용합니다. 이에 비해 IoT 애플리케이션의 25%만이 5G와 같은 셀룰러 기술로 구현되는 높은 처리량과 낮은 신호 지연을 필요로 합니다.

스마트 미터 유형별 비셀룰러 LPWA 연결

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출처:ABI Research

LoRa가 사용되는 방식

LoRa를 사용하면 IoT를 여러 영역에 적용할 수 있습니다. 여기에는 자동 판매기, 호텔 인프라, 농업 장비, 병원 시설 및 스마트 시티 관리가 포함될 수 있습니다.

2016년 삼성 , 셈텍 및 SK텔레콤 한국에 세계 최초의 전국 LoRaWAN 구축을 위해 힘을 합쳤습니다. 오늘 서울은 로컬 LoRa 기반 IoT 인프라를 업그레이드할 계획입니다.

Smart Seoul Network a.k.a. S-Net 2022년까지 최대 1000개의 LoRaWAN 게이트웨이를 갖게 됩니다. 이를 통해 스마트 주차장, 긴급 상황 시 경찰을 부를 수 있는 가로등, 치매 환자 모니터링 시스템 등을 구현할 수 있습니다.

LoRa의 미래

2019년 영국 IoT 위성 제공업체 라쿠나 스페이스 LoRaWAN으로 전 세계를 덮기 시작했습니다. 2020년 7월, 회사의 CTO는 Lacuna Space가 "말 그대로 대서양 한가운데에 있는 범선에서 LoRaWAN 메시지를 수신하고 있다"고 말했습니다.

글로벌 LoRa 네트워크는 개발자들이 기술의 미래를 보호하는 데 도움이 될 더 많은 LoRa 기반 앱을 구축하도록 영감을 줄 것입니다.

따라서 IoT 사업을 하고 있다면 5G 기술이 보편화될 때까지 LoRa/LoRaWAN을 사용하는 것이 좋습니다. 그리고 이런 일이 발생하더라도 LoRa는 여전히 많은 기업에서 선택하는 통신 기술이 아닐까 생각합니다.

NB-IoT는 어떻습니까?

LoRa를 사용하는 일부 장치는 NB-IoT(협대역 IoT) 네트워크에도 연결됩니다. NB-IoT는 4G 및 5G용 프로토콜을 개발한 동일한 기관에서 개발한 LPWAN 표준입니다.

즉, 이것은 다음과 같은 셀룰러 기술입니다.

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LoRaWAN 보완

4G 연결 장치에서 사용

5G가 널리 보급되면 한동안 계속 사용될 것입니다.

또한 셀룰러 기술로서 LoRa보다 높은 대역폭을 자랑합니다.

NB-IoT는 특정 인프라를 구축할 필요가 없으며 소프트웨어만 있으면 됩니다. 이 때문에 이러한 유형의 네트워크는 수백만 대의 장치를 포괄하도록 쉽게 확장할 수 있습니다. 그러나 그러한 장치의 수는 여전히 LoRa 장치의 수보다 훨씬 적습니다.

약점 측면에서 주요 문제는 NB-IoT가 많은 전력을 흡수하므로 장치 배터리가 정말 빨리 소모된다는 것입니다.

NB-IoT 보안도 까다롭습니다. LoRaWAN은 최신 보안 표준 메커니즘인 종단 간 암호화를 사용하는 반면 NB-IoT는 점차 구식화되고 있는 홉별 암호화에 의존합니다.

그렇기 때문에 LoRa가 NB-IoT보다 5G를 임시로 대체하는 것이 더 낫다고 생각합니다.

결론

이 기사를 읽고 나면 가까운 미래의 주요 통신 기술인 5G와 LoRa에 대해 더 잘 이해하게 될 것입니다.

두 기술 사이에 시장을 놓고 경쟁이 일어나고 LoRa가 지고 역사가 될 것이라는 인상을 받을 수도 있습니다. 예, 특정 부문에서 경쟁할 수 있으며 이는 발전에 도움이 되므로 업계에 좋습니다. 그러나 5G가 LoRa를 게임에서 몰아낼 것이라고는 생각하지 않습니다. 결국 자동차는 자전거와 기차를 대체하지 않았습니다.

저자는 Intellias의 IoT 프랙티스 리더이자 수석 솔루션 아키텍트인 Sergiy Seletsky입니다.

저자 소개

Sergiy Seletsky는 Intellias의 IoT 프랙티스 리더이자 수석 솔루션 설계자입니다. Sergiy는 기업이 올바른 IoT 기술 스택을 활용하여 비즈니스를 확장하고 미래에 대비할 수 있도록 지원합니다. 다양한 비즈니스 영역을 위한 다양한 혁신적인 솔루션에서 IT 산업에 대한 광범위한 지식을 갖춘 전략적 사상가입니다.