사물인터넷 중요 무선통신 기술(LPWAN)

 LPWAN(Low Power Wide Area Network) 개요
- 저성능 컴퓨팅 및 저전력 중심의 IOT 네트워크 선호
 근거리 연결: ZigBee, Bluetooth, Wi-Fi 등 WPAN/WLAN 기술로 연결
 중장거리 연결: LPWAN(Low-Power, Wide Area Network) 기술로 연결
 SUN, LECIM, TVWS WPAN (중거리)
 SIGFOX, LoRaWAN, WEIGHTLESS(장거리)

 

 

 SIGFOX
- 2009년 설립된 프랑스 기업으로 사물 인터넷 망의 효시가 된 기업
 UNB(Ultra Narrow Band) 기술을 사용하며, 저전력 기반의 사물 인터넷 망 서비스를 제공
 비면허 주파수 대역(License-Free Frequency Band)을 사용
 하루 최대 12바이트짜리 메시지를 최대 140회까지 사용하도록 제공
(12바이트면 기기 위치, 에너지 소비량, 알람 및 간단한 센서 정보를 전달하는데 충분)
 Low transmission Power 및 no continuous network synchronization로 운용
(Modem emission consumption 20mA ~ 70mA)
 실제 energy consumption은 메시지 빈도에 따라 emission power -20dBm ~ 20dBm

- Silicon and module vendor에게 무료로 SIGFOX IP를 허용하는 전략
- 스페인의 텔레포니카, 한국의 SK 텔레콤, 일본의 NTT Docomo 벤처스 등에서 2015년 2월 1억 1500만 달러 투자
 영국 방송 송출기업인 아퀴바(Arquiva)와 이들 망을 활용한다는 협력을 통해 1년 내 영국 10대 도시에 서비스 제공하였고, 2015년 현재 프랑스, 스페인, 네덜란드 및 영국 내 10개 도시에서 서비스를 제공
 미국은 2014년 샌프란시스코 지역에서 시작해 2015년 10개 도시에 1,300개 기지국을 만들고, 2016년에
30개 도시에 4천개 기지국 설립을 목표

 

 

 Weightless
- 영국 캠브리지 주변의 암(ARM), 뉴엘(Neul), CSR(Cambridge Silicon Radio) 등이 주축이 되어 만든 개방형 표준 기반의 LPWAN 기술을 개발한 표준 협의체
- 뉴엘이 중국 통신 장비기업인 화웨이에 인수되었고, CSR이 미국 퀄컴사에 인수되는 등 핵심
참여자들의 분포를 보면 영국, 중국, 미국의 연합군으로도 볼 수 있음
- Weightless-N과 Weightless-W를 제공하여 ISM 대역과 TV 화이트 스페이스 대역을 모두 사용할 수 있는 대역대 선택의 자율성을 가짐
 도시 지역에서는 5km(3 마일)을 커버
 넓은 범위와 침투성을 갖기 위해서 비면허 주파수 대역대인 ISM 대역을 쓰는 Wegithless-N과 TV의
화이트밴드(White Band)를 사용할 수 있는 Weightless-W 등 상황에 맞는 기술을 제공
- 저렴한 모듈가격과 사업자 입장에서 낮은 운영 비용으로 저렴한 서비스를 제공할 수 있는 기반 제공
 소량의 데이터 전송에 최적화
 모듈 가격은 Weightless-N은 2 달러이하, Weightless-W은 1~2달러 수준
- 뉴엘은 영국의 BT(British Telecom)와 함께 밀톤 케인즈시에 시범 사업

 

 

 LoRa
- 반도체 기업인 셈테크(Semtech)가 IBM 리서치와 함께 개발하여, 2015년 초 모바일 월드 콩그레스를 통해 소개
- LoRaWAN(long Range Wide Area Network)은 DSSS CDMA 기술을 활용하여 매우 적은 전력으로 넓은 대역으로 데이터를 분산하여 동시에 송신이 가능
 비면허 주파수 대역(License-Free Frequency Band)을 사용
 UNB에 비해 더 많은 전력소모를 하나, 전파 간섭이 적은 장점
 IBM에 따르면 최대 100km까지, 밀도가 낮은 교외 지역에서는 15km, 도시에서는 2km까지 통신
 전송속도는 100~300Kbps
- LoRaWAN을 이끄는 셈테크(미국 캘리포니아)는 파워IC, 센싱·통신IC 등을 개발하는 반도체 기업으로 사물 인터넷 칩셋 시장 장악을 위해 진입한 것으로 보이며, IBM은 LoRaWAN에서 수백만 기기들의 연결 및 관리하는 소프트웨어(Long Range Signaling and Control)와 클라우드를 제공
- LoRaWAN 기술 확산을 위해서 LoRa Alliance를 만들었으며 프랑스 통신사업자(Bouygues Telecom), 네덜란드 통신사업자(KPN), 싱가포르 

 

 

 LoRa Alliance

 

 LTE-M

 

 중요 LPWAN 기술 비교

 

 

 

 국내 LPWAN 동향