[알아봅시다] 사물인터넷 기술경쟁

IoT 시장규모 1400조 전망 속
전용망 vs 비전용망 경쟁 치열
전용망 비전용망
주파수 대가 없고 품질 우수 비교적 대용량 데이터 전송가능
망구축 · 운영비용 절감 가능 LTE - M · NB - IoT 최근 주목

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[알아봅시다] 사물인터넷 기술경쟁


# 비닐하우스 수박 농장을 운영하는 A씨는 지난해 '사물인터넷'(IoT;Internet of Things) 스마트팜 시스템을 도입했습니다. 시스템은 온도와 햇빛, 풍량, 습도 등을 점검하는 센서가 비닐하우스마다 장착돼, 실시간 정보를 원격 서버에 전달합니다. A씨는 언제 어디서나 스마트폰으로 비닐하우스 환경을 점검할 수 있어, 생산량을 20% 가까이 늘릴 수 있었습니다.

농업과 제조업, 에너지 등 생활과 산업 각 분야에 사물인터넷(IoT;Internet of Things)이 적용돼 효율성을 극대화하는 시대가 다가오고 있습니다. 시장조사업체들은 오는 2025년이 되면, 가정의 전기·수도 검침기에서부터 자전거, 공장 기계 등 최소 300억 개 이상의 기기가 통신망과 연결된다고 예상했습니다. 시장조사업체인 가트너는 세계 IoT 시장이 오는 2020년까지 1조2000억달러(약 1400조원) 규모를 형성할 것이라고 예측했습니다.

이동통신 서비스 기업들도 이에 맞는 새로운 수요를 발굴하고, 초기 단계인 IoT 시장을 선점하기 위해 본격적인 경쟁에 나서고 있습니다.

◇IoT, 통신망의 거품을 빼다= IoT 네트워크는 각종 센서와 원격 검침기 등 킬로비트(kb) 단위 데이터를 안정적으로 보내는데 특화한 것이 핵심입니다. 스마트폰처럼 고화질 영화 등 대용량 콘텐츠를 실시간으로 보내는데 초점을 맞춘 것이 아니라, 소량 데이터 전송에 초점을 맞췄다는 데서 '소물인터넷', 기술용어로는 '저전력광역무선망'(LPWAN;Low Power Wide Area Network)이라고도 합니다. 구체적으로는 데이터 전송 성능을 10Mbps 이하로 낮추고, 주파수 소요량과 전력소모, 공급비용을 최소화하되, 전파 도달범위를 10㎞ 이상으로 늘린 다양한 IoT 기술이 등장하고 있습니다.

IoT 기술은 크게 완전히 새로운 주파수와 장비를 활용해 새로운 네트워크를 구축하는 '전용망'(LPWA 전용망) 방식과, 기존 LTE 네트워크를 그대로 활용하는 '비 전용망'(셀룰러 IoT) 방식으로 나뉩니다. IoT 서비스 상용화 초반에는 정부에 사용료를 내지 않아도 되는 900㎒ 비면허 대역 주파수를 활용하는 '전용망'이 주류였지만, 최근에는 비전용망 방식이 주목받으며 두 방식이 경합을 벌이고 있습니다.

◇전용망 방식, 저렴한 구축비용이 장점= IoT 전용망 방식의 가장 큰 장점은 정부에 주파수 할당 대가를 지불하지 않아도 되고, 900㎒ 대역 주파수 품질이 우수해 망구축·운영 비용을 줄일 수 있다는 점입니다. SK텔레콤은 전용망 방식으로 IoT 전국망을 구축하는데 1000억원이 들 것으로 예상했습니다.

전용망 방식의 '원조'는 프랑스의 벤처기업으로 출발한 시그폭스입니다. 시그폭스는 지난 2012년까지 전자태그(RFID) 등에 활용하던 900㎒ 대역 전용 주파수를 효율성을 극대화한 광대역 이동통신에 자유롭게 활용할 수 있다는 아이디어를 처음으로 내고, 시장에 돌풍을 불러일으켰습니다. 회사는 16개국에서 2억2000만개 기기를 대상으로 서비스를 제공할 정도로 성장했습니다.

세계 이통사들은 시그폭스의 아이디어를 보고 처음에는 이 회사와 제휴를 시도했지만, 이내 자체 표준인 '로라'(LoRa)를 만들기 시작합니다. SK텔레콤, 네덜란드 KPN과 스위스콤, 시스코, IBM 등 세계 주요 업체가 결성한 로라 연합은 소량 데이터를 전송하는 일이 기술적으로 크게 어렵지는 않다는 사실을 깨닫자 자체 기술을 만든 것입니다. 로라는 900㎒ 대역 비면허 대역을 활용하고 전용망을 구축한다는 점에서 시그폭스와 거의 유사합니다. 다만 시그폭스는 주파수 폭을 100㎐ 이내로 사용하지만, 로라는 5배인 500㎐까지 쓸 수 있어 좀 더 대용량의 데이터를 전송할 수 있습니다.

◇비전용망 방식, 대용량 데이터도 '거뜬'= 로라 연합에 참가하지 않은 세계 이통사와 기술 업체들은 소량 데이터 전송이 기존 LTE 망으로도 충분히 가능하다는 사실에 주목하고 다양한 기술을 개발합니다. 특히 가장 진화한 이동통신 네트워크인 LTE를 활용하면 소량 데이터는 물론, 영상과 음성 등 더 다양한 데이터를 전송해 서비스 폭이 훨씬 넓어질 수도 있다는 데 주목했습니다. 다만, 현재 퀄컴 등 소수 업체가 LTE 기반의 사물인터넷용 칩셋을 제조하고 있어, 가격이 전용망 칩셋에 비해 배 이상 비쌉니다. 그러나 서비스 대중화에 따라 사용자가 많아지고 생산량이 늘면 칩셋 가격이 내려갈 것으로 보고 있습니다.

비전용망 방식 대표주자인 'LTE-M'은 기존 LTE망을 그대로 활용하고, 소물인터넷 기기와 통신할 때에만 전력량과 데이터 전송 효율을 극대화하는 기술로, 지난해 국제 표준화와 상용화가 이뤄졌습니다. 특히 세계 이통사들은IoT 네트워크의 안정성을 높이기 위해 기존 LTE 망을 활용한 '협대역(NB)-IoT' 기술도 표준화를 진행하고 있습니다. 이 기술은 기존 LTE 주파수의 일정한 대역폭을 IoT 전용으로 분리해 안정성을 높이고, 전용 칩셋을 통해 투자비를 낮추기 위한 것입니다. 특히 세계 이통사들이 오는 2020년 상용화할 계획인 5세대(G) 이동통신은 IoT를 기본으로 갖추고 있어, 5G가 IoT 방식의 대세가 될 것이라고 비전용망 방식을 채택한 이통사들은 예상하고 있습니다.

◇국내 IoT 기술 경쟁에 세계가 '주목'= IoT 시장 선점을 위해 국내 이동통신 3사가 본격 경쟁에 돌입했습니다. 이동통신 3사는 각각 IoT 전국망 구축 계획을 밝히는 한편, 하반기 본격적인 IoT 서비스와 요금제 상품 출시를 준비하고 있습니다. 특히 SK텔레콤은 IoT 전국 전용망을 새로 구축하는 방식과 기존 LTE 이동통신망을 이용하는 IoT 서비스 방식 등 '하이브리드' 전략을 내세우는 데 반해, KT와 LG유플러스는 기존 LTE 이통 망을 그대로 활용하는 IoT 전략을 취하고 있습니다. IoT 신기술 도입이 가장 빠른 한국 시장에서 어떤 기술방식이 우위를 보일지, 소비자 반응은 어떨지 등 세계가 주목하고 있습니다.

박지성기자 jspark@dt.co.kr
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