IoT 및 LPWA:연결된 세상의 완벽한 파트너

20년 전 나는 자판기 구획의 온도를 10분의 1도까지 원격으로 모니터링하고 기록하기를 원하는 자판기 회사에 접근했습니다. 따뜻한 탄산음료를 원하는 사람은 없지만 회사에서 기록하려는 데이터는 문제를 해결하는 데 필요한 것보다 더 세부적이었습니다. 자판기는 권장 서빙 온도인 38℉보다 높거나 낮은지 여부를 전달하기 위해서만 필요했습니다. 10분의 1도까지 측정하는 것은 과도했습니다. 우리는 자판기의 데이터를 훨씬 작은 크기로 인코딩하여 자판기 회사의 데이터 요금을 절약하면서 고객에게 여전히 차가운 음료수를 제공했습니다.

나는 이 이야기를 공유하여 산업, 시민 및 상업용 사물 인터넷(IoT)에 대한 의사 결정자가 스스로에게 물어보아야 할 질문을 강조합니다. 필요해? 대답이 "아니오"이면 저전력 광역(LPWA) 네트워크 사용을 고려해야 합니다.

더 많은 데이터, 더 많은 문제

소비자 데이터 요구와 산업 및 시민 IoT 프로그램의 데이터 요구 사이의 격차가 그 어느 때보다 커졌습니다. 셀룰러 네트워크는 현재 IoT의 사실상 표준이지만 더 빠른 연결과 더 많은 데이터와 같은 스마트폰 사용자의 요구를 위해 구축되었습니다. 소비자들은 데이터 요금제뿐만 아니라 끊임없이 진화하는 셀룰러의 기능을 따라가는 데 필요한 하드웨어와 배터리에 대해 많은 양의 데이터를 빠르게 보내고 받기 위해 높은 비용을 지불합니다. 스마트폰용으로 구축된 시스템을 편승한다는 아이디어는 매력적으로 보이지만, 셀룰러의 진화를 따라잡기 위한 가격은 산업 및 시민 IoT에 적합하지 않습니다.

산업 또는 시민 IoT 애플리케이션에 셀룰러 네트워크를 사용할 때의 첫 번째 문제는 수명입니다. 셀룰러 네트워크의 LTE(Long Term Evolution)를 따라잡기 위해 조직은 스마트폰 사용자가 3~4년마다 새 전화기를 구입해야 하는 것처럼 장비를 지속적으로 업그레이드해야 합니다. 수백, 수천 또는 수백만 개의 연결된 장치가 있는 도시 또는 조직의 경우 3~4년마다 업그레이드하는 것은 비용이 많이 들 뿐만 아니라 물류의 악몽이 될 것입니다.

셀룰러 네트워크가 산업 및 시민 조직에 제시하는 두 번째 문제는 셀룰러 네트워크의 높은 전력 요구 사항입니다. 시중에 나와 있는 최고의 스마트폰이라도 하루를 규칙적으로 사용한 후에는 충전해야 합니다. 스마트폰의 배터리 수명이 짧은 주된 이유는 셀룰러 네트워크를 통해 많은 양의 데이터를 전송하는 데 필요한 전력량입니다. 다행스럽게도 소비자는 휴대폰을 충전하기만 하면 되지만 산업용 또는 시민용 IoT 애플리케이션에 사용되는 대부분의 기계는 자체적으로 오래 지속되는 것보다 배터리가 필요합니다.

많은 산업 및 시민 IoT 애플리케이션에서 셀룰러의 데이터 기능은 과도합니다. 소량의 데이터를 전송하기 위해 별도의 네트워크를 생성함으로써 LPWA는 셀룰러 네트워크에서 발생하는 많은 수명 및 전력 문제를 해결합니다.

저렴한 비용으로 데이터 감소

산업 및 도시에서 LPWA 네트워크를 채택하는 가장 큰 동기인 비용 절감에 대해 이야기해 보겠습니다. 소량의 데이터를 전송하기 위해 별도의 네트워크를 생성함으로써 LPWA는 셀룰러 네트워크에서 발생하는 많은 수명 및 전력 문제를 해결합니다. 셀룰러 LTE 네트워크와 달리 LPWA 네트워크는 증가하는 데이터 요구 사항을 해결하기 위해 진화할 필요가 없으므로 LPWA 사용을 위해 설계된 센서와 라디오가 구식이 되지 않습니다. LPWA에 연결된 라디오 및 센서의 배터리는 셀룰러 네트워크에서 사용되는 배터리보다 훨씬 더 오래 지속되며 경우에 따라 최대 15년까지 지속됩니다. LPWA 장치의 향상된 수명과 배터리 수명은 수백, 수천 또는 수백만 개의 원격 장치에서 하드웨어 및 배터리 교체와 관련된 인건비를 크게 줄여줍니다.

LPWA 네트워크의 배터리 수명 연장은 전송 속도 저하라는 작은 비용으로 발생합니다. 그러나 LPWA 네트워크와 관련된 대기 시간은 전송되는 데이터의 프로토콜과 크기에 따라 몇 초에서 몇 분에 불과합니다. 따라서 LPWA 네트워크는 농장의 누수 모니터링이나 도시의 교통 패턴과 같이 시간이 중요하지 않은 애플리케이션에는 탁월하지만 심장 모니터와 같이 데이터가 생사를 좌우할 수 있는 애플리케이션에는 적합하지 않을 수 있습니다.

전송 시간을 줄이면 배터리 전원이 절약되는 것처럼 데이터를 덜 전송하는 것도 마찬가지입니다. LPWA 네트워크는 몇 바이트의 데이터에 들어갈 수 있는 간단한 정보를 전송하도록 설계되었습니다. 이는 전송되는 데이터가 단순한 작동 조건(자판기의 예와 같은)이거나 온도, 수분 함량, 부피 등과 같은 기본 메트릭인 산업 및 도시의 M2M 통신에 이상적입니다.

LPWA의 가격대를 능가하는 몇 안 되는 무선 기술 중 하나는 Bluetooth이지만 Bluetooth의 범위는 대규모 IoT 작업에 적합하지 않습니다. LPWA 네트워크는 넓은 개방 공간에서 최대 5마일까지 전송할 수 있는 반면 Bluetooth는 최대 범위가 약 100미터입니다. Bluetooth의 범위는 도시, 현장 또는 공장에 걸쳐 있는 대부분의 대규모 시민 및 산업 IoT 인프라에 적합하지 않습니다.

저예산으로 시대를 앞서갑니다

산업이나 도시는 IoT 네트워크를 구축할 때 예산을 염두에 두어야 합니다. 우리는 이미 LPWA의 증가된 배터리 수명과 수명에 대해 논의했지만 고려해야 할 다른 비용 절감 이점이 있습니다. 무선 비용은 셀룰러 네트워크보다 LPWA 네트워크에서 훨씬 저렴합니다. LPWA 라디오와 모뎀은 5달러 미만의 가격대에 판매되고 있으며 셀룰러 라디오와 모뎀은 15달러에서 25달러 사이입니다. 모듈당 10~20달러를 절약하면 대규모 산업 및 시민 활동을 IoT 분야로 끌어들일 수 있을 만큼 충분히 중요합니다.

LPWA 기술 및 프로토콜은 IoT 인프라로 처음부터 시작하거나 이미 모니터링을 수행하고 있는지 여부에 관계없이 산업 및 도시의 요구 사항에 적합합니다. 처음부터 시작하는 산업 및 도시에서는 LoRa Alliance 시스템의 오픈 소스 코드가 유용할 수 있습니다. 그러나 이미 셀룰러 네트워크에 센서가 설정되어 있고 LPWA 네트워크로 전환하려는 도시는 이미 가지고 있는 IoT 센서 및 장비와 상호 작용하기 위해 LPWA 인프라를 개발한 회사를 고려할 수 있습니다. 당신은 그들의 프로토콜을 실행하기 위해 라이센스 비용을 지불하기만 하면 됩니다.

광역 커버리지는 IoT 인프라를 배포하는 도시와 산업에 필수적인 요구 사항이 될 것입니다. LPWA는 IoT 네트워크의 한 유형일 뿐이지만 Machina Research는 2023년까지 30억 개 이상의 LPWA 연결이 있을 것으로 예상합니다. 이 추정이 맞다면 LPWA는 전체적으로 M2M(광역 M2M)의 지배적인 형태가 될 것입니다. 연결 기술.

연결되지 않은 제품에서 연결된 서비스로의 여정에서 IoT와 LPWA를 함께 수용하는 산업체와 도시에서는 이 두 기술이 서로에게 고유하게 적합하다는 것을 알게 될 것입니다.