ETRI, 저전력·장거리 무선통신용 단말개발
칩 제작 전단계 검증, 스마트 주차·차량토탈케어 서비스 시연
산업 전반 IoT 서비스 활성화 위한 혁신적 도구 활용가능
사물인터넷(IoT)은 우리 주변의 모든 사물을 연결해 지능화, 자동화함으로써 더 편리한 서비스를 만들고 있다. IoT 세상의 핵심 기술은 넒은 공간의 수 많은 기기들을 장시간 안정적으로 연결하는 것이다.
ETRI(한국전자통신연구원)는 IoT에서 필수로 요구되는 저전력·장거리 무선통신이 가능한'협대역1 사물인터넷(NB-IoT)'기술을 개발하고 국제표준2 기반 단말 시제품 제작에도 성공했다고 16일 밝혔다.
'NB-IoT'는 주파수 대역폭이 200kHz로 LTE3 보다 좁다. 대역폭이 좁은 만큼 전송속도는 낮지만 전력소모량은 적다.
또한 NB-IoT는 기지국 통신 반경을 키워 1㎢내 5만대 이상의 단말을 지원, 보다 많은 사용자가 기기를 수용할 수 있다는 점에서 기존의 IoT 방식과 차별화 된다. 배터리 수명도 10년 이상 되고 가격도 저렴하다. 바로 저전력·광역화(LPWA)4가 가능하다는 의미다.
아울러 LTE보다 100배 낮은5 신호세기에서도 통신이 된다. 휴대폰 기지국 커버리지를 그대로 쓰면 되므로 기지국 설치비용이 절약되며, 기존 LTE 기지국에 소프트웨어(SW)를 업그레이드 하거나, 별도의 전용 기지국을 설치해 서비스가 가능하다.
ETRI는 주관 연구기관으로서 NB-IoT 시스템 설계와 개발을 담당했고 공동연구기관인 ㈜네스랩은 단말 모뎀과 프로토콜 개발, ㈜네스원은 디바이스 개발, ㈜파이칩스는 무선주파수칩(RFIC) 개발을 진행했다. KT는 개방형 IoT 서비스 플랫폼 및 NB-IoT 기술 요구사항을 제시했다.
연구진은 개발한 본 기술이 각종 단말에 장착, 상용화 되는 시점을 내년으로 보고 있다.
따라서 연구진은 상용화가 되면 연기를 감지하는 화재용 센서, 칩입 감지 보안용 센서, 환자 검진 모니터링, 전력미터기 등의 원격검침 등에 널리 쓰일 것으로 예상하고 있다.
이번에 연구진이 중소기업과 공동으로 만든 단말 모뎀은 금년 5월중 2.97mm x 2.9mm 크기의 칩으로 만들고 각종 기기에 센서를 붙여 디바이스화 한다는 계획이다. 이에 따라 향후 센싱 정보는 기지국을 거쳐 서비스센터로 가게 되고 응급 상황 발생시 사용자 휴대폰'앱'또는 119 등에 알리는 역할을 하게 된다.
본 기술은 지난 2014년부터 미래창조과학부와 IITP(정보통신기술진흥센터)의 『초연결 스마트 서비스를 위한 5G 이동통신 핵심기술 개발』 과제 지원으로 개발 중이다.
ETRI는 15일, 원내에서 공동 연구기관인 KT, 중소기업, 미래창조과학부 및 정보통신진흥센터(IITP) 등 정부 관계자가 참석한 가운데 본 기술을 활용한 단말 시제품을 선보였다. 아울러 차량 토탈 케어 서비스와 스마트 주차 서비스와 같은 NB-IoT 서비스를 발굴, 시연했다.
연구진은 상용 NB-IoT 단말 시험장비와 호환성 테스트 검증이 완료됨에 따라 칩 제작 전 단계를 성공적으로 마친 셈이라고 밝혔다. 향후 RF(무선통신) 칩과 모뎀 칩 센서까지 통합해 SoC로 초소형화 할 계획이다.
ETRI 정현규 5G기가서비스연구부문장은“본 기술은 산업 전반에 걸쳐 IoT 서비스 활성화에 필요한 혁신적인 기술로 기대한다. 향후 단말 및 기지국의 활용도를 높이고 다양한 IoT 서비스 제공을 위해 중소기업과 협력을 지속적으로 이뤄 상용화를 위해 노력할 계획이다”고 말했다.
KT 이동면 융합기술원장도 “금번 NB-IoT 단말 기술 시연 성공은 KT와 ETRI가 국내 중소기업과 협력을 통해 사물인터넷 생태계 활성화에 끊임없이 매진한 성과”라며,“앞으로도 KT는 NB-IoT 단말 칩셋 국산화와 함께 KT 사물인터넷 플랫폼을 기반으로 중소기업 생태계 활성화를 위해 노력하겠다”고 말했다.
[참고]
광범위한 지역에 저전력 디바이스를 연결하기 위한 “LPWA”6기술 중“협대역 사물인터넷(NB-IoT)”기술은 LTE 보다 좁은 200kHz 주파수 대역폭으로 1㎢내에 5만대의 이상의 단말을 지원할 수 있다.
ETRI가 LTE 주파수 대역을 이용하는 3GPP Rel-13 표준 기반“협대역 사물인터넷(NB-IoT)”핵심 기술인 NB-IoT 단말 국산화 개발에 성공했다.
ETRI는 NB-IoT 모듈을 탑재한 단말 시제품을 공개하고, 차량 토탈 케어 서비스와 스마트 주차 서비스를 시연하여 다양한 사물인터넷 서비스가 가능함을 선보였다.
이 날 선보인 차량 토탈 케어 서비스는 문 열림 감지 센서를 통해 차량 침입이 감지되면 즉시 사용자와 보안센터에 통보하여 신속하게 대응할 수 있는 보안 서비스다. 스마트 주차 서비스는 차량 감지 센서를 통해 실시간으로 주차공간 정보를 제공하고, 주차장 복귀시 사용자에게 주차 위치 정보를 제공함으로써 차량 위치를 쉽게 파악할 수 있게 하는 편익 서비스다.
ETRI의 NB-IoT 단말 시제품은 산업 영역 전반에 걸쳐 다양한 IoT 서비스를 손쉽게 구현할 수 있는 환경을 제공할 수 있어, 중소기업이 IoT 서비스의 구현과 검증을 용이하게 함으로써, 단기간 내에 상품화를 가능하게 한다.
연구진은 또한 NB-IoT 단말기의 시험을 위한 NB-IoT 전용기지국도 올 하반기에는 개발을 완료할 예정이라고 밝혔으며, 향후 사물인터넷 시장의 대부분을 차지할 셀룰러 기반의 저전력 NB-IoT 단말기와 NB-IoT 전용 기지국 개발이 국내 중소기업 육성을 위한 핵심성장 동력원으로써 커다란 역할을 할 것으로 기대하고 있다.
ETRI는 스마트 시티를 중심으로 스마트 팩토리, 스마트 팜 등 다양한 산업 분야에서 다양한 사업자들이 NB-IoT 시장에 진입할 수 있는 기회를 넓혀 주어 빠르게 IoT 생태계를 활성화할 계획이다.
현재, 전 세계적으로 NB-IoT 기술은 5G통신 기술 선점을 위해 세계 각국의 경쟁이 심화되고 있다. 특히 세계적인 해외 통신업체들이 국내외시장 점유를 위해 노력중이다.
이런 중요한 시점에서 ETRI의 NB-IoT 단말 개발은 국내 시장 보호뿐만 아니라 중소기업 경쟁력 강화에 커다란 의미가 있다.
특히 본 기술은 LTE 국제표준화단체인 3GPP 규격을 준용함으로써 이와 유사한 통신서비스와 비교시 신뢰성 측면에서 더 우수하다.
ETRI는 향후 중소기업과의 협력을 통해 단말 칩 국산화를 지속적으로 추진하고, 이동통신사업자와 함께 다양한 서비스를 조기 발굴하여 국내 IoT 산업 생태계를 활성화할 예정이다.
References
1. 협대역(狹帶域) 사물인터넷 : Narrow Band-Internet of Things의 의미로 통신에 사용되는 주파수 대역폭(200kHz 주파수 대역폭)이 LTE 신호에 비해 좁아 소량의 데이터 전송에 적합 가능
2. 표준 : 3GPP Rel-13
3. LTE : 주파수대역폭은 20MHz으로 대략 NB-IoT와 비교시 100배 이상 차이가 난다.
4. LPWA(Low Power Wide Area) : 통신 빈도가 낮고 저용량 데이터를 활용하는 사물인터넷에 사용되는 저전력 장거리 무선통신기술로써 NB-IoT, SigFox, LoRa 등이 대표기술임
5. 20dB 이상의 커버리지 향상으로
6. LPWA (Low-Power, Wide-Area): 통신 빈도가 낮고 저용량 데이터를 활용하는 사물인터넷에 사용되는 저전력 장거리 무선통신기술로써 NB-IoT, SigFox, LoRa 등이 대표기술임
참고영상 :
