다양한 애플리케이션의 등장으로 사물인터넷 시장 활성화에 기여할 전망

국내 사물인터넷 시장 생태계가 SK텔레콤 ‘로라(LoRa)’ 와 KT/LG 유플러스 ‘NB-IoT’ 주도권 싸움으로 흘러가고 있다. SK텔레콤이 로라를 통한 IoT 전국망 구축으로 독자 행보를 발표한 것에 위기의식을 느낀 KT와 LG유플러스가 의기투합하면서 ‘NB-IoT’의 공동 추진으로 맞불을 놓은 형식이다. 

국내 이동통신업체들이 사물인터넷(IoT)에 적합한 통신망을 구축하고 있어 국내 IoT 시장은 빠르게 성장세를 보일 수 있을 것으로 기대되고 있다. 여기서 IoT의 다양한 기기의 다양한 목적에 부합할 수 있는 전용통신망 표준의 승자는 누가 될 것인가? 망의 안정성, 편의성, 투자효율성 및 저가 저전력 특성 등에서 종합적으로 NB-IoT가 우위를 보일 것으로 예상되고 있다. 그러나 가장 중요한 것은 아직도 표준이 제정 되지 않았기 때문에 이를 기반으로 IoT 시장을 확대하기에는 시간이 필요한 상황이라는 점이다. 

현재까지 각 통신사의 움직임을 보면 KT 및 LG 유플러스는 NB-IoT로 자연스럽게 연결될 수 있는 LET-M 서비스를 활성화시키는 전략을 취하고 있고, SK 텔레콤은 로라(LoRa) 라는 새로운 표준망을 구축해 서비스하고 이후 NB-IoT까지 복합적인 망 서비스 제공하는 전략을 갖고 있다.

SKT, 지난 6월 IoT 전용망 로라로 치고나가

SK텔레콤은 지난 3월 전국망 구축 선언 후 3개월만에 IoT 전용망인 로라 네트워크를 전국에 구축 완료하고, 본격적인 IoT 시대로의 진입을 선언했다. 로라는 소물인터넷 기술로 LPWA에 적용되는 기술이다.

SK텔레콤에 따르면, 로라는 LTE-M, LTE NB-IoT와 비교해 비면허 대역에서 운영이 가능하고 표준화가 완료됐으며, Orange telecom 등 글로벌 네트워크 사업자에서 도입해 상용화를 진행하고 있다. SK텔레콤은 IoT 전용망이 이미 상용화를 완료한 LTE-M Cat.1보다 낮은 대역폭과 낮은 전력이 소모되는 Small and Micro packet network에 최적화된 서비스로 IoT 플랫폼 연동이 가능해 더 낮은 비용으로 최적의 서비스를 구축할 수 있다는 점을 강조하고 있다. 또한, SK텔레콤의 로라 디바이스는 DL 수신 가능 시간에 따라 Class A/B/C 타입을 지원하고, 배터리로 동작하는 디바이스와 상시 전원공급이 가능한 디바이스에 따라 최적화된 동작 방식을 제공해 배터리 효율성과 기능적 안정성에 맞는 Class 선택이 가능하다고 한다.

또한 디바이스 MAC 프로토콜 처리, AES-128기반 데이터 암호화 ADR 등 다양한 보안 기술을 적용해 전송 데이터의 위/변조 및 간섭, 분산 공격 등에 대응 가능한 안정성을 지원한다는 점도 내세우고 있다.

SK 텔레콤은 IoT 전용망 로밍 등 글로벌 표준화를 선도하기 위한 움직임도 발빠르게 진행하고 있다. 지난 10월 아시아 최초로 로라 국제 연합체 총회를 주관해 서울에서 개최했다. 본 행사에서 로라 네트워크 전국 상용화 노하우, IoT 서비스 현황, 중소기업 상생 협력을 통한 에코시스템 활성화에 대해 세계 360개 이상의 로라 회원사들에게 공유했다.

특히, 총회에서 SK텔레콤은 글로벌 로밍 기술 관련 표준화 방안을 발표해 이를 로라 표준으로 적용시킬 계획으로, 향후 글로벌 사업자들과 로밍 기술의 상용화를 위한 방안도 협의해 글로벌 IoT 솔루션 개발에 주도적으로 나설 계획이라고 강조했다.

뿐만 아니라 SK텔레콤은 정보통신 표준화 기관인 한국정보통신기술협회(TTA)와 MoU를 체결하고 IoT 전용망 로라(LoRa) 네트워크  표준화 및 검증 기술 개발을 공동으로 진행키로 했다. 로라 기반의 디바이스는 안정적인 품질 확보를 위해 로라 기술 표준에 따라 구현돼 하며 시험 표준에 따라 검증돼야 한다. SK텔레콤은 로라 네트워크 기술 개발 및 표준화를 추진하고, TTA는 로라 네트워크 검증 기술 및 시험 표준을 개발해 향후 로라 디바이스에 대한 시험인증 서비스를 제공할 예정이다.

TTA가 로라 표준 기술에 대한 검증 방법과 표준 인증 프로세스 정립에 참여하게 된다. 로라 기반 기술 및 서비스 개발을 원하는 중소기업이나 스타트업은 로라 표준 규격 시험 프로세스를 참조하여 보다 쉽게 로라 표준 기술을 시험하고 확인할 수 있게 된다.

SK텔레콤은 로라 전국망을 바탕으로 지난 연말까지 30여개의 상용 서비스가 출시될 것으로 예상했으며, 이와 관련된 기업을 포함한 500여 개 기업이 로라를 기반으로 한 디바이스 및 서비스 개발에 참여하고 있다고 밝혔다. TTA의 참여로 보다 많은 기업이 로라 관련 생태계에 보다 쉽게 참여할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이러한 TTA의 역할을 바탕으로 중소기업 및 스타트업의 해외 진출도 탄력을 받을 것으로 보인다. 국내 기업들의 로라 기술 표준화와 기술 검증을 지원함으로써 기업들의 해외 진출 시에도 국내의 로라 표준 규격 인증을 인정받을 수 있어 해외 현지 적용을 위한 시험 비용과 일정을 대폭 단축할 수 있게 된다.

SK텔레콤 박진효 네트워크기술원장은 “이번 TTA와의 기술 협력을 통해 로라 기반의 사물인터넷 기술 및 서비스 개발에 탄력을 받을 것으로 기대한다”라며, “SK텔레콤은 앞으로도 고객들의 생활가치를 향상시킬 수 있는 사물인터넷 관련 핵심 기술 및 서비스 개발에 앞장서겠다”라고 말했다.

LG유플러스-KT, NB-IoT로 공동 전선 형성

SK텔레콤과 달리 LG유플러스와 KT는 사물인터넷 시장을 ‘NB-IoT’ 기술 중심으로 추진하기로 했다. 이는 NB-IoT(Narrowband Internet of Things, 협대역 IoT)가 여러 LPWA 기술 중 국내 상황에 맞다는 판단한 것으로 보인다. NB-IoT는 이동통신 기술 표준화 단체인 3GPP에서 저전력장거리통신(LPWA) 표준으로 승인된 기술로 ▲단일 셀(cell)로 100,000건의 연결 지원 ▲10년 간 지속 가능한 배터리 수명 ▲GSM 및 LTE 네트워크의 기존 커버리지 대비 20db 커버리지 증대 ▲양방향 인증(two-way authentication) 및 강력한 인터페이스 암호화 등을 통한 향상된 보안 ▲IoT 애플리케이션과 스마트 시티 지원을 위한 안정적인 이동통신망 등 다방면으로 중요한 이점을 제공한다.

NB-IoT는 이동통신망의 좁은 대역을 이용해 150kbps 이하의 데이터 전송 속도와 8km 이상의 장거리 서비스를 지원하는 협(狹)대역 사물인터넷 표준 기술로, 전력 소비가 적으면서 가스·수도·전기 검침, 위치 추적용 기기 등과 같이 원거리에 있는 사물 간의 통신에 적합하다.

저전력 장거리 무선통신이 가능하다는 점에서 또 다른 IoT 기술인 로라와 비슷하지만 비면허 주파수를 사용하는 로라 대비 NB-IoT는 LTE 전국망을 기반으로 하기 때문에 촘촘한 커버리지와 안정적인 서비스 품질을 제공하는데 유리하다는 평가를 받고 있다.

비면허 주파수(Flexible Access Common Spectrum)는 와이파이(WiFi)와 같이 정해진 용도없이 범용으로 사용할 수 있는 주파수로, 누구나 서비스를 제공할 수 있지만 같은 대역의 다른 기술 주파수와 간섭 가능성이 있으며 별도 네트워크 구축에 따른 망 운영·관리가 필요하다. 

전 세계 주요 대형 통신사들이 NB-IoT로 사물인터넷 시장에 진입할 것으로 전망돼 국내외 주요 업체들의 시장 선점 경쟁이 치열하게 전개되고 있다. 세계 최대 시장 중 하나로 꼽히는 중국의 차이나 모바일, 차이나 텔레콤, 차이나 유니콤은 물론 미국의 AT&T, 일본의 NTT도코모, KDDI, 소프트뱅크 등 글로벌 통신사들이 NB-IoT 상용화를 잇따라 발표했다. 또한 T모바일, 보다폰, 텔레콤 이탈리아, 텔레포니카, 텔리아소네라 등 유럽 굴지의 통신사들과 삼성, 노키아, 에릭슨, 화웨이 등 글로벌 장비 제조사들 역시 NB-IoT를 통한 시장 진입을 예고하고 있다. 특히 도이치 텔레콤, AT&T, 보다폰 스페인/호주, 차이나 유니콤, 오렌지, 텔스트라, 텔레콤 오스트리아 등은 이미 시범서비스를 제공하고 있으며, 보다폰 영국, 차이나 모바일, 보다폰 영국 등도 연내 시범서비스를 시작할 계획이다.

국내에서 LG유플러스는 국내 이동통신 솔루션 개발 기업 이루온과 함께 NFV기반의 NB-IoT 전용 코어망 장비인 C-SGN 장비를 개발 완료하고 NB-IoT 전용망 구축에 돌입했다.

C-SGN 장비는 기존 LTE 코어망의 교환기(EPC, Evolved Packet Core)와 동일한 역할을 하는 NB-IoT 전용 교환기 장비다. C-SGN 장비를 활용하면 코어망에서 LTE 망과 NB-IoT 망을 별도로 분리해 관리할 수 있게 된다. 이를 통해 LG유플러스의 NB-IoT망은 기존 LTE망의 넓은 커버리지를 그대로 활용하면서도 LTE 네트워크와 완전히 분리돼 운영되기 때문에 서로의 서비스 품질에 영향을 미치지 않고 LTE 서비스나 IoT 서비스 모두를 안정적으로 제공할 수 있다. 

이와 함께 KT는 LTE 업그레이드 방식의 NB-IoT 전국망 구축에 나서고 있다. 지난 7월 3GPP가 정한 국제표준 통신기술인 NB-IoT의 상용화 계획을 밝힌 바 있으며, 상용망 구축 방식별 커버리지 비교 시험 결과를 바탕으로 최적의 서비스 환경을 제공하는 LTE 기지국 업그레이드 방식을 선택했다.

LTE 업그레이드 방식은 기존 LTE를 서비스하는 기지국에서 일정한 주파수 대역폭을 NB-IoT 전용으로 분리해 제공하는 방식으로 별도의 기지국 장비 구축이 필요없어 비용 부담을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

특히, LTE 업그레이드 방식은 기존 LTE 기지국 뿐만 아니라 30만여개의 중계기도 활용이 가능해져 중계기가 설치된 지하 주차장이나 지하 기계실에서도 IoT 서비스 적용이 가능해 완벽한 품질 기반 하에 다양한 사업모델을 발굴할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또한, 촘촘해진 커버리지 내에서는 IoT 단말의 배터리 소모량도 줄어드는 효과로 배터리 수명 역시 10년 이상 될 것으로 예상했다.

KT는 2017년 3월에는 85개시, 6월에는 전국 대상으로 상용망 구축을 완료하고, 상반기 내 상용 서비스를 시작한다는 계획이며, 세계 최초로 촘촘한 전국 규모의 NB-IoT 상용망을 구축해 LPWA IoT 분야 서비스 활성화 및 생태계 조성에 앞장선다는 계획이다.

이와함께 LG유플러스와 KT는 양사 간 적극적인 사업 협력을 통해 올해 1분기에 NB-IoT 상용화에 힘을 모으기로 했다. 양사의 이번 협력은 ▲NB-IoT 네트워크 조기 상용화 공동 추진 ▲칩셋, 모듈, eSim, 단말 등 IoT 핵심 제품의 공동 소싱 ▲국내 주요 협단체 및 글로벌 기구 활동 공동 대응을 기본 방향으로 진행된다.

이번 협력은 양사의 협력사를 대상으로 양사 NB-IoT 기술지원ž실증 센터 공동 개방, NB-IoT 해커톤 공동 개최 등 향후 IoT 생태계를 NB-IoT 중심으로 구축하고 관련 시장을 빠른 시일 내에 창출하는데 역점을 두고 있어 스타트업은 물론 500개가 넘는 KT의 GiGA IoT Alliance 회원사와 LG유플러스의 협력사들의 많은 참여가 예상되고 있다.

안성준 LG유플러스 IoT사업부문장은 “LG유플러스는 홈, 공공, 산업 분야에서 IoT를 적극적으로 구축해 네트워크부터 플랫폼까지 총괄하는 종합 솔루션을 제공해 왔다”며, “KT와의 사업협력을 통해 IoT 생태계 조기 구축과 시장성장 가속화를 유도해 국내 NB-IoT산업의 글로벌 경쟁력을 확보하겠다”고 말했다.

김준근 KT GiGA IoT사업단장은 “그간 공동의 시장 창출보다는 경쟁에 치중했던 통신시장에서 LG유플러스와의 사업협력은 그 의미가 크다”며 “ KT는 LTE-M 세계 최초 상용화 등 성장성이 높은 소물인터넷 사업에 집중해왔고 이제 국내 뿐만 아니라 전세계적으로 무한한 성장이 예상되는 사물인터넷 분야에서 LG유플러스와 지속적으로 협력 범위를 넓힐 것”이라고 밝혔다.

사물인터넷 시장 활성화 기여

소비자의 요구에 부합하는 통신망 표준 서비스가 본격화 되면 관련된 시장은 급격한 성장세를 보일 수밖에 없는데 이는 기존 유선인터넷 시장에서 확인이 됐고 IoT에도 적용이 될 것이다. 

국내 이통사들의 로라와 NB-IoT망은 스마트 가로등, 스마트 미터링 등 스마트 시티(Smart City)는 물론 빌딩 이상징후 확인, 미세먼지 측정과 같은 안전·환경 산업 IoT 분야에도 다양하게 활용 가능하다. 따라서 다양한 애플리이케이션의 등장으로 사물인터넷 시장 확산의 기폭제 역할을 할 가능성이 높다. 

유틸리티(utility, 공익사업) 분야의 경우, 기존의 가스, 수도, 전기 계량기를 IoT 기반 계량기로 교체해 원격검침 및 관제를 중심으로 다양한 부가 사업을 추진할 수 있다.

산업 IoT 분야에서는 기업 전용 IoT망 구축을 통해 화물추적 등 물류관리, 유해가스 감시 등 환경 관리, 주요 설비 모니터링 등 생산효율화로 고객사의 요구에 최적화된 사물 인터넷 환경을 제공할 수 있다.

스마트 시티 분야에서는 에너지, 환경, 교통 등 3대 핵심 분야를 중심으로 사업을 본격화 할 수 있다. 즉, 각종 오염 및 자연 재해 대응을 위한 실시간 감시체계와 스마트 신호등, 스마트 파킹 등 지능형 교통 관제 시스템을 구축해서 서비스를 제공할 수 있을 것이다.

스마트 시티 사업이 구축되면 에너지 분야에서는 LED 가로등 제어로 에너지 비용절감이 가능해지고, 환경 분야는 대기 상황의 모니터링과 수질자동관리, 그리고 교통 분야는 교통사고 방지 시스템과 스마트 주차관리가 가능해져 보다 편리하고 안전한 생활환경을 제공할 수 있을 것으로 전망된다. 아울러 반려동물 위치추적, 농작물, 신선식품 등의 자산관리와 같은 분야에까지 전용 IoT를 확대 적용할 수 있을 것이다. 

김진희 기자 (eled@hellot.net)