LoRaWAN: 5G 대비 IoT 연결성의 즉각적 가교

Intellias의 IoT 프랙티스 리더 겸 시니어 솔루션 아키텍트인 Sergiy Seletskyi가 LoRaWAN이 5G가 완전히 배포될 때까지 격차를 해소하는 방법을 설명합니다.

Gartner에 따르면, 2020년 기업 및 자동차 IoT 엔드포인트는 58억 개로 2019년 대비 21% 증가할 것으로 예상되었습니다. 이 급증은 곧 기존 통신 네트워크에 부담을 줄 것입니다.

업계 분석가들은 5G를 IoT의 미래 표준으로 보며, 실시간 연결성과 낮은 지연 시간을 약속합니다. 그러나 Ericsson은 2025년까지 세계 인구의 3분의 2만 5G에 접근할 수 있을 것으로 추정합니다.

5G가 헤드라인을 장식하는 동안, 많은 이들이 5년간 운영되어 온 성숙한 저전력 광역 네트워크(LPWAN) 솔루션인 LoRaWAN을 간과합니다. 많은 시나리오에서 LoRaWAN은 5G가 글로벌 커버리지에 도달할 때까지 중간 다리 역할을 할 수 있습니다.

5G가 초점인 이유 - 그리고 그 장애물

5G의 매력은 탁월한 속도와 신호 신뢰성에 있습니다. 잠재적으로 50% 더 빠른 속도와 더 큰 페이로드로 데이터를 전달할 수 있습니다. 이 능력은 의료에서 자동차에 이르기까지 분야를 변화시킬 수 있습니다.

의료 분야에서 5G는 고화질 비디오와 즉각적인 기기 응답으로 로봇 수술을 가능하게 합니다. 비상 서비스는 도시 카메라와 드론을 배치하여 몇 초 내에 통제 센터에 사고를 보고할 수 있습니다. 원격 산업 운영(특히 어려운 지형)은 실시간 모니터링의 혜택을 볼 것입니다. 자율주행차는 5G를 통해 인프라와 통신하고 교통 상황에 적응합니다.

5G 배포 과제

5G 네트워크 구축에는 4G 인프라가 제공하는 것을 훨씬 뛰어넘는 새로운 안테나, 광섬유 백홀, 추가 기지국이 필요합니다. 유럽 위원회는 모든 유럽 도시에 5G를 배포하는 데 약 5,000억 유로가 소요될 것으로 추정합니다.

소비자 열의는 낮습니다. 최근 GSMA 설문조사에 따르면, 미국인의 30%, 유럽인의 11~23%만이 5G 폰이 출시되면 즉시 업그레이드할 의향이 있습니다.

LoRaWAN: 실용적인 중간 솔루션

LoRa/LoRaWAN은 5G와 동일한 많은 작업을 수행할 수 있지만, 더 낮은 속도(0.3kbps~27kbps)로 작동합니다. 이는 고용량 미디어에는 부적합하지만 온도, 습도, 진동, 조도 데이터와 같은 경량 텔레메트리에는 이상적입니다.

LoRa는 원래 산업용 IoT 센서를 위해 설계되었으며, IP 스택 없이 짧은 페이로드(약 240바이트)를 전송합니다. 이 기술은 LPWAN 원칙에 따라 최소한의 전력 소비로 장거리 연결성을 제공합니다.

LPWAN 기기는 건물로 분리되어 있어도 수 킬로미터 범위에서 연결될 수 있으며, 단일 배터리로 최대 10년까지 지속됩니다. 이는 5G 지원 기기의 몇 시간에 비해 월등합니다.

LoRaWAN 글로벌 커버리지 (2018년 12월)

5G와 달리 LPWAN은 광범위한 인프라를 요구하지 않습니다. LoRa 센서는 $0.20(€0.16)~$0.50(€0.41)인 반면, 5G 센서는 $30(€24.60)부터 시작합니다. 일반적인 LoRa 기지국은 약 $40(€32.80) 비용으로 15km 반경 내 수천 개의 기기를 지원합니다. 반면 5G 기지국은 $60,000(€49,199)에 2km 범위와 약 1,000개 연결을 지원합니다.

2015년 출범 이후 비영리 컨소시엄인 LoRa Alliance는 500명 이상의 회원으로 성장했습니다. 주요 이정표:

• 2019년 100개국 이상 LoRaWAN 배포, 2018년 대비 60% 증가.
• 전 세계적으로 약 8,000만 개 기기 연결.
• IoT 애플리케이션의 약 75%가 LPWAN에 의존; 셀룰러 기술이 제공하는 고처리량과 낮은 지연 시간이 필요한 경우는 25%에 불과.

유형별 스마트 미터 비셀룰러 LPWA 연결

출처: ABI Research

실제 LoRa 배포 사례

LoRa는 자판기 관리부터 병원 인프라, 농업, 스마트 시티까지 다양한 분야에 적용됩니다. 2016년 Samsung, Semtech, SK Telecom이 한국의 첫 전국 LoRaWAN을 출범했습니다. 서울은 이제 2022년까지 최대 1,000개 게이트웨이를 구축하는 S-Net을 계획 중이며, 스마트 주차, 비상 알림 가로등, 치매 모니터링 등을 가능하게 합니다.

글로벌 LoRa 비전

영국 위성 제공업체 Lacuna Space는 LoRaWAN으로 전 세계를 커버하는 것을 목표로 합니다. 2020년 7월, CTO는 대서양 한가운데 선박에서 LoRaWAN 메시지를 수신했다고 확인했습니다.

전 세계적 LoRa 네트워크는 개발자들이 더 많은 LoRa 기반 애플리케이션을 만들도록 장려하여 그 미래를 보장할 것입니다.

IoT 기업에게 지금 LoRa/LoRaWAN을 채택하는 것은 5G가 보편화될 때까지 비용 효율적이고 저전력 경로를 제공하며, 그 이후에도 선호 옵션으로 남을 수 있습니다.

NB-IoT는 어떤가?

일부 LoRa 기기는 협대역 IoT(NB-IoT)를 통해서도 연결됩니다. NB-IoT는 4G/5G 프로토콜과 함께 개발된 셀룰러 LPWAN 표준입니다.

• LoRaWAN을 보완합니다.
• 기존 4G 네트워크에서 실행됩니다.
• 가까운 미래에 5G와 함께 지속될 것입니다.

LoRa와 비교해 NB-IoT는 더 높은 대역폭을 제공하지만 더 많은 전력을 필요로 하며, LoRaWAN의 엔드투엔드 암호화 방식보다 덜 안전한 홉바이홉 암호화에 의존합니다. 따라서 LoRa가 5G의 우수한 중간 대체재로 남습니다.

결론

이 개요는 5G와 LoRa를 상호 보완적 기술로 강조합니다. 5G가 결국 고처리량, 저지연 사용 사례를 지배하겠지만, LoRa의 경제성, 긴 배터리 수명, 광범위한 커버리지는 가치 있는 가교가 됩니다. 자동차가 자전거나 기차를 없애지 않았듯이 말입니다.

작성자: Sergiy Seletskyi, IoT 프랙티스 리더 겸 시니어 솔루션 아키텍트, Intellias.

작성자 소개

Sergiy Seletskyi는 Intellias의 IoT 프랙티스 리더 겸 시니어 솔루션 아키텍트로, 기업이 운영을 확장하고 미래를 대비할 올바른 IoT 스택을 선택하도록 안내합니다. 다양한 혁신 영역에 걸친 깊은 업계 지식을 가진 전략적 사고가입니다.