국내 이통3사가 미래 먹거리인 ‘산업용 사물인터넷(IoT)’ 경쟁 초읽기에 들어갔다. 산업용 IoT 상용화에 앞서 각 통신사는 내세우는 통신 기술부터 다르다. 로라(LoRa) 네트워크를 내세우는 SK텔레콤에 맞서 KT와 LG유플러스는 함께 손잡고 NB-IoT(NarrowBand-Internet of Things)를 추진 중이다. 두 기술의 차이점을 알아봤다.

왜 산업용 IoT일까

집안의 모든 스마트 기기가 연결돼 보다 편리한 생활을 할 수 있는 미래. 4차 산업혁명을 상상하며 가장 많이 나오는 얘기가 홈 IoT다. 그러나 홈 IoT 만큼이나 중요한 게 산업용 IoT다. 특히 개별 고객 대상의 홈 IoT와 달리 기업 단위의 고객을 상대로 하는 산업용 IoT는 훨씬 큰 수익을 기대할 수 있다.

산업용 IoT는 시장규모면에서 홈 IoT를 앞서며 훨씬 가파른 성장세가 예상된다. 많은 전문가는 2020년이 되면 산업용 IoT 기기의 수가 소비자 중심 IoT 또는 스마트폰 수를 초과하게 될 것이라고 내다보고 있다. 보수적인 관점의 전문가들조차 2020년 산업용 IoT에 대한 기업들의 투자 규모가 5000억달러(532조7500억원)까지 커질 것으로 전망하고 있다. 그중에서도 저전력 장거리 통신기술(LPWA, Low Power Wide Area Network)은 2020년 2100억달러(약241조원)을 넘을 것으로 예상된다. LPWA는 광범위한 커버리지, 적은 대역폭, 긴 배터리 수명, 저전력 등의 특징을 가진 IoT 전용망 기술이다. 로라(LoRa), 시그폭스(Sigfox), NB-IoT 등이 경쟁하고 있다.

산업용 IoT(Industrial IoT)는 홈 IoT와 비교해 데이터 사용량은 많고 연결기기는 상대적으로 적은 게 특징이다. 각각의 산업용 장비, 사물 등이 상호 소통하는 환경은 엄청난 양의 데이터를 생성한다. 여기서 만들어진 데이터는 분석 과정을 거쳐 유의미한 결과를 만들어 효율적인 생산 활동에 기여한다. 주로 산업 전문가 및 SI 솔루션 업체들이 강점을 보일 것으로 예상된다. 

통신사 미래 먹거리 '저전력 광대역 기술'

통신사가 산업용 IoT에 관심을 두는 건 어찌 보면 당연하다. 포화된 이동통신 시장에서 새로운 미래 먹거리 주도권을 잡기 위해서다. 통신기술의 주도권이 어떻게 되느냐에 따라 통신 수용범위, 데이터처리 능력 및 속도가 달라지며 그에 따라 IoT 디바이스들의 기능과 용도도 달라진다. 

NB-IoT와 로라가 주목받는 이유는 ‘소물인터넷’으로 설명할 수 있다. 소물인터넷은 저용량의 데이터 정보를 주기적으로 송수신하는 기술이다. 작은 사물에 소규모 모뎀을 탑재해 소량 데이터를 무선으로 전송하는 방식이다. 소물인터넷은 크고 비싸고 빠른 성능 보다는 소형 배터리, 저성능 컴퓨터, 저속 네트워크 등 저비용 저성능에 초점을 맞추는 게 관건이다. 소물인터넷에 최적화된 NB-IoT와 로라 같은 저전력 광대역 기술은 가로등 원격제어, 가스 무선 검침, 맨홀 내부상태 모니터링, 위험방지 웨어러블 기기 등의 서비스를 가능케 한다. 현재 각 사는 각종 제휴 및 투자를 위해 활발한 논의를 진행 중이다.

저전력 광대역 기술에 대한 관심은 해외에서도 뜨겁다. 중국의 차이나 모바일, 차이나 텔레콤, 차이나 유니콤과 더불어 미국의 AT&T, 일본의 NTT도코모, KDDI, 소프트뱅크 등 글로벌 통신사는 NB-IT 투자 계획을 발표했다. 주요 외신들은 2017년 말까지는 20여개의 글로벌 대형 사업자들이 NB-IoT를 상용화할 것으로 전망하고 있다. 영국의 보다폰은 “29억명 이상의 고객에게 서비스를 제공하게 되는 NB-IoT 상용화 시점이 오면 전세계 IoT 시장의 90%를 차지할 것”이라고 내다봤다.

로라는 글로벌 사업자 연합인 로라 얼라이언스(LoRa Alliance)를 운영하면서 기술 표준화에 힘쓰고 있다. 홉킨스 로라 얼라이언스(LoRa Alliance) 위원회 의장은 지난해 10월 서울 팰리스 강남 호텔에서 “한국을 포함해 27개국 150개 도시에서 운영 중”이라며 “로라 얼라이언스 설립 초반에는 회원이 31곳에 불과했는데 현재 400여 개 회원이 참여하고 있을 정도로 빠르게 성장하고 있다”고 말했다. 이어 잡 그루트 셈택 부사장은 “로라를 선택해야 하는 이유는 전력 소모가 매우 적고 비용도 저렴하다”며 “에너지·배터리 사용량도 적어 환경친화적”이라고 설명했다.

SK텔레콤 '로라' vs. KT·LG유플러스 'NB-IoT'

SK텔레콤은 지난해 7월 로라(LoRa) 네트워크 전국망을 구축했다. 로라 전국망 구축 후 537개 벤처기업과 개인 개발자, 지방자치단체 등에 3만여 개의 전용 로라 개발 모듈을 무료로 배포, 로라 인프라 확산에 나섰다. 지난해 11월에는 로라 네트워크의 첫 서비스로 위치추적 단말기 ‘지퍼’를 출시했다. 지퍼는 위치 추적이 가능한 단말기로 어린이나 치매 노인을 위한 안전 서비스로 활용된다.

또한 SK텔레콤은 최근 태국 국영통신사 CAT Telecom과 ‘IoT 전용망 구축 및 기술 컨설팅에 관한 계약’을 체결해 오는 4월부터 태국 방콕 및 푸켓에서 로라 기반 IoT 전용 망을 구축할 계획이다. 향후 사무용과 주거용 건물에 공급되는 각종 센서에 로라를 적용한 서비스를 출시하는 등 연내 30여 개의 로라 서비스를 상용화할 계획이다.

KT와 LG유플러스는 지난해 11월 ‘NB-IoT(협대역 사물인터넷)’ 사업 협력을 통해 동맹관계를 구축했다. 두 회사는 NB-IoT 네트워크 조기 상용화를 위해 함께 기술표준화를 추진할 방침이다. 또한 칩셋, 모듈, 단말 등 IoT 핵심 제품을 공동소싱 할 계획이며 각사가 보유한 NB-IoT 기술지원 실증 센터를 공동 개방하기로 했다. 더불어 NB-IoT 해커톤 대회도 공동으로 개최한다.

소물인터넷을 비교할 때 중요한 지표는 크게 네 가지로 커버리지, 통신 속도, 주파수 대역, 배터리 수명이다. 비교 지표에 따라 각 회사의 주장도 달라 눈길을 끈다.

NB-IoT는 LTE망을 활용해 LTE 기술을 사용하는데 LTE-M보다 좁은 대역을 이용해 ‘협대역 LTE’라고 불린다. NB-IoT의 커버리지는 15Km이고 로라는 10Km다. 전송속도는 NB-IoT가 수백 Kbps로 1Mbps인 로라보다 훨씬 빠르다. 

KT와 LG유플러스는 NB-IoT의 장점은 ‘안정적’이라고 강조한다. 면허대역을 이용하면 네트워크가 더 안정적이며 비면허대역인 로라는 주파수 간섭 현상이 일어날 수 있다는 설명이다. 이에 SK텔레콤은 “LBT, ADR 등 주파수 간섭을 차단하는 신기술을 적용해 네트워크 품질을 확보했다”고 반박했다. 

SK텔레콤이 적용한 LBT는 특정 채널에 간섭이 생기면 다른 채널로 자동으로 연결해 간섭을 피하는 기술이다. ADR은 채널 환경에 따라 데이터 전송 속도와 채널 이용 시간, 주파수 송신 세기 등을 조정한다. 모든 주파수 송수신이 자동으로 분배되면 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있다. 또한 로라 고유 기술인 직교 SF(Orthogonal SF)로도 네트워크 품질을 확보했다. 직교 SF는 단말 신호를 적절하게 분배해 모든 단말이 안정적으로 운영되도록 한다는 설명이다. 

가격 경쟁력에서는 아직까지 로라가 앞서는 분위기다. 지난해 6월 로라 모듈 칩 가격은 5달러 수준으로 떨어졌다. NB-IoT 모듈 가격은 5~10달러 수준인데, 현재 가격을 낮추는 노력을 하고 있다.