LPWAN과 LoRaWAN: IoT 기술과 그 연결성

현대 사회에서 IoT의 사용이 증가함에 따라 장거리 통신에 대한 요구가 주목받고 있습니다. 장거리 통신은 결국 산업과 스마트 시티를 위한 IoT 애플리케이션에서 엄청난 비중을 차지할 수 있습니다. 따라서 LPWAN과 LoRaWAN은 시장의 두 가지 화두입니다. 이 글에서는 두 용어의 의미와 차이점, 그리고 두 용어 간의 관계에 대해 설명합니다.

저전력 광역 네트워크(LPWAN)란 무엇인가요?

저전력 광역 네트워크(LPWAN)는 확장된 범위를 커버할 수 있는 저전력 무선 기술을 위한 네트워크 분류입니다. LPWAN 기술은 주로 센서 및 원격 노드 장치와 연결하는 데 사용되므로 일반적으로 전송되는 데이터의 양이 적습니다.

현재 시장에서 사용되는 LPWAN 기술은 몇 가지가 있습니다. 고유한 데이터 전송 속도, 주파수, 라이선스 대역, 전력 소비량, 통신 범위로 인해 다양한 애플리케이션에 이상적입니다. LPWAN은 대역폭을 크게 줄인 덕분에 저전력으로 가장 멀리 전송할 수 있습니다.

이러한 장점의 반대편에는 잦은 데이터 전송, 빠른 데이터 전송 속도, 짧은 지연 시간 애플리케이션과 같은 몇 가지 측면이 부족합니다. 따라서 기존의 단거리/중거리 고용량 데이터 기술을 대체할 수는 없지만 장거리 IoT 애플리케이션을 보완할 수 있습니다.

다음은 눈에 띄게 사용되는 몇 가지 LPWAN 기술입니다:

1. LoRaWAN

LoRaWAN은 넓은 주파수에서 좁은 신호를 전송하는 확산 스펙트럼, 비셀룰러 LPWAN 기술입니다. 따라서 다른 간섭이 있는 실외 애플리케이션에 적합합니다.

2. NB-IoT

NB-IoT는 보장된 서비스 품질로 높은 대역폭과 데이터 속도를 제공하는 선도적인 셀룰러 LPWAN입니다. NB-IoT는 허가된 주파수 대역에서 작동하며 주로 넓은 지역에 배치된 고정식 디바이스에 사용됩니다.

3. 시그폭스

시그폭스는 커버리지 범위가 확장된 전용 공용 네트워크입니다. 하지만 전송 시간이 길고 데이터 전송률이 가장 낮습니다. 매일 및 매시간 여러 개의 메시지만 전송할 수 있습니다.

4. LTE-M

LTE-M은 3GPP 표준에 기반한 또 다른 셀룰러 LPWAN입니다. LTE-M은 기존 LTE 네트워크 인프라를 활용하여 실내 및 지하에서도 매우 효율적인 연결과 확장된 커버리지를 제공합니다.

LoRaWAN이란 무엇인가요?

LoRaWAN은 장거리 광역 네트워크의 약자입니다. LoRaWAN은 통신 프로토콜이며, 물리 계층은 LoRa라고 합니다. 라이선스가 필요 없는 주파수 대역을 사용하며 도시의 외곽 지역에서 10km까지 서비스를 제공할 수 있습니다. LPWAN 기술 중 LoRaWAN은 라이선스 없는 대역 IoT 애플리케이션의 선두주자입니다.

LoRa 얼라이언스에서 정의한 LoRaWAN 프로토콜은 네트워크의 통신 및 시스템 아키텍처를 표준화합니다. LoRaWAN은 장거리의 안정적인 통신과 추가적인 보안 조치를 보장합니다. 또한 LoRa 얼라이언스는 IoT 개발에 탁월한 500개 회사로 구성된 커뮤니티를 통해 혁신과 발전을 보장합니다.

LoRaWAN은 비셀룰러 LPWAN 기술 중 경쟁을 주도하고 있습니다. 간편한 네트워크 토폴로지, 장거리, 저전력, 저렴한 하드웨어 덕분에 스마트 시티 및 산업 요구사항에서 LoRaWAN이 선호되고 있습니다.

LPWAN과 LoRaWAN: 차이점은 무엇인가요?

두 용어는 매우 유사하며 동일한 개념을 전달합니다. 따라서 일반 청중과 소비자들이 서로 혼동하여 사용하기 쉽습니다. 그러나 위에서 설명한 바와 같이 LPWAN과 LoRaWAN은 상당히 다릅니다. 자세한 내용은 여기에서 확인하세요:

• 이 둘의 근본적인 차이점은 LPWAN은 장거리 저전력 기술의 분류라는 점입니다. LPWAN은 LoRaWAN과 같은 무선 통신 프로토콜이 아닙니다.
• 통신 범위: LPWAN은 5km~80km의 통신 범위를 제공하는 다양한 기술로 구성되어 있습니다. LPWAN 기술 중 하나인 LoRaWAN은 장애물 없이 30km의 통신 범위를 제공합니다.
• 2027년까지 LPWAN의 시장 규모는 1조 7,800억 달러 이상으로 증가할 것으로 예상되며, 이 중 가장 큰 비중을 차지하는 것은 LoRaWAN이 차지할 것으로 예상됩니다. 따라서 LoRaWAN과 LPWAN 모두 빠르게 성장할 것입니다.
• 다음 핵심 영역은 LPWAN과 LoRaWAn의 네트워크 사업자입니다. LPWAN은 로라, 시그폭스, LTE-M, NB-IoT 등 소수의 네트워크로 구현할 수 있는 반면, 로라는 한 국가에서 하나 이상의 자율 네트워크로 적용할 수 있습니다.
• LPWAN의 페이로드 길이는 일반적으로 12바이트 미만이지만, LoRaWAN은 100바이트 이상의 페이로드를 제공할 수 있습니다.

주목해야 할 중요한 부분은 LoRaWAN은 LPWAN 기술 중 하나이며, 따라서 다른 기술의 사양을 제외하면서 LPWAN의 많은 특성에 기여한다는 점입니다.

LoRaWAN의 장점은 무엇인가요?

LoRaWAN이 다른 LPWAN과 어떻게 다른지 이해하는 것이 중요합니다. 다음은 LoRaWAN의 몇 가지 주요 장점입니다:

• 라이선스 비용이 들지 않으므로 새로운 기능을 쉽게 구현할 수 있습니다.
• 다른 LPWAN에 비해 LoRaWAN은 100바이트 크기로 더 나은 페이로드를 제공합니다. 시그폭스는 페이로드가 12바이트입니다.
• 저전력 소비로 노드 디바이스 배터리는 2~5년 동안 사용할 수 있습니다.
• 독점적인 시그폭스 또는 라이선스 밴드에 비해 커뮤니티와 배포 표준이 우수한 개방형 기술입니다.
• 다양한 지역에서 방대한 범위의 킬로미터를 커버합니다.
• 하나의 LoRa 게이트웨이로 수천 개의 노드와 연결할 수 있으며, 게이트웨이는 해당 데이터를 인터넷으로 전송합니다.
• LoRaWAN을 통해 네트워크는 시그폭스의 일일 140개 메시지 제한을 초과하여 원하는 만큼의 메시지를 전송할 수 있습니다.
• 대역폭, 데이터 속도, 전력 소비, 유지보수 및 연결 비용이 낮기 때문에 LoRaWAN은 대규모 애플리케이션에 이상적입니다,
• 최고의 기술 기업들이 LoRa 얼라이언스의 회원으로 가입하면 최고의 기술 혁신이 성장하고 최고가 될 수 있습니다.

LoRaWAN의 몇 가지 단점

다음은 다른 LPWAN 솔루션과 달리 IoT 솔루션의 걸림돌이 될 수 있는 LoRaWAN의 몇 가지 한계입니다:

• 짧은 지연 시간이 필요한 실시간 사용 사례에는 적합하지 않습니다. 일부 실시간 모니터링 애플리케이션에는 적합하지 않습니다.
• LPWAN과 LoRaWAN의 성장으로 인해 사설 영역에 수많은 사설 인프라가 구축될 수 있습니다.
• LoRaWAN은 개방형 주파수이기 때문에 유사한 주파수를 사용하는 다른 소스의 간섭에 취약하고 데이터 속도가 저하됩니다. 반면, NB-IoT와 LTE-M은 라이선스 주파수를 사용하여 이러한 문제를 완화합니다.
• LoRaWAN 디바이스는 네트워크에 연결하기 위해 하드 코딩되어 있으며, 이러한 하드 코딩된 키는 보안은 약간 떨어지지만 액세스 가능성은 높습니다.

요약

LoRaWAN은 LPWAN의 목적과 목표를 매우 잘 달성합니다. 이러한 모든 특성으로 인해 LoRaWAN은 산업 애플리케이션과 스마트 시티에 적합한 솔루션입니다. 입증된 하드웨어, 소프트웨어, 클라우드 솔루션을 사용할 수 있기 때문에 다른 LPWAN 기술에 비해 LoRaWAN에 쉽게 의존할 수 있습니다. 향후 몇 년 동안 LoRaWAN의 성장이 LPWAN의 인기를 직접적으로 견인할 것이라고 해도 과언이 아닙니다.