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미래의 IoT 시장을 위해 혁신을 선도하다

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글/최수철 지사장, 노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor)

노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor)의 CTO이자 R&D 부문 수석 부사장인 스베인-에길 닐슨(Svein-Egil Nielsen)은 “불행히도, 셀룰러 기술을 제대로 구현하는 것은 상당히 어려운 일이다. 실제로 표준 및 규제 요건이 블루투스보다 5배에서 10배 이상 복잡하다. 따라서 이 시장은 새로운 업체들이 진입하기에 매우 어려운 시장이다. 하지만 노르딕은 이미 5년 전에 이 시장에 진입하는데 성공했으며, 단 한 번도 포기한 적이 없었다”고 말했다.

2018년, 노르딕이 셀룰러 IoT 시장에 진출했을 당시에는 글로벌 인프라가 아직 구축되지 않았기 때문에 해당 기술에 대한 시장도 형성되지 않았다. 그러나 셀룰러 IoT가 매우 빠른 속도로 성장할 것이며, 엄청난 규모의 시장을 형성할 것이라는 낙관적 예측들이 쏟아지고 있었다.

이러한 과도한 전망들은 아직 실현되지도 않은 시장에 대한 비현실적인 기대치를 불러일으키기도 했다. 그리고 또 다른 측면에서는 셀룰러 IoT가 예상만큼 실현되기는 어려울 것이라는 인식도 만들어졌다. 닐슨은 “그 어떤 것도 사실과 다르다고 할 수는 없다”며, “전 세계 주요 네트워크 사업자들이 셀룰러 IoT를 지원하는 NB-IoT와 LTE-M용 네트워크 커버리지 구축이 예상보다 훨씬 지연된 데에는 이유가 있었다”고 언급했다.

닐슨은 “네트워크 사업자들이 지지부진하게 대응한 탓은 아니다. 그들은 올바르게 구축하기를 원했기 때문이다. 이는 수십 년 동안 스마트폰용 셀룰러 네트워크를 통해 입증되었던 것과 동일한 수준의 뛰어난 보안과 안정성, 글로벌 커버리지 및 확장성을 IoT 애플리케이션에서도 보장할 수 있는 완벽한 셀룰러 무선 기술을 구축하는 것을 의미한다”라고 설명했다.

노르딕의 세일즈 및 마케팅 부문 수석 부사장인 기에르 랑엘란드(Geir Langeland)는 “견고한 네트워크를 구현하는 것도 중요하지만, 이로 인해 상업적 발전이 정체된 것도 사실이다. 하지만 대규모 셀룰러 IoT 구축 가능성이 점차 높아지면서 이러한 상황은 변화하고 있다”고 말했다. 또한 “이 기술에 대해 이미 상당한 R&D 투자를 선행하고, 수익을 기다리고 있는 노르딕과 같은 상장 기업들에게 이는 짧은 시간은 아니었다. 그러나 노르딕이 조기에 셀룰러 IoT를 과감하게 지지하지 않았다면, 상업적 구축 확산에 대응하는 것이 쉽지 않았을 것이다”고 언급했다.

고집적 단일 플랫폼 솔루션

노르딕은 글로벌 셀룰러 IoT 구축이 가시화되기까지 지난 5년의 시간을 현명하게 활용했다. 노르딕은 경쟁사보다 훨씬 앞서서 nRF9160을 시작으로 LTE-M/NB-IoT SiP(System-in-Package) 플랫폼 솔루션인 nRF91 시리즈를 완벽하게 개발했다.

노르딕의 전략 및 제품관리 부문 수석 부사장인 키에틸 홀스타드(Kjetil Holstad)는 “멀티 모드 nRF9160은 전력소모와 집적도 및 성능 측면에서 여전히 경쟁사보다 몇 년 더 앞서 있다. 그러나 우리에게는 상당한 교육적 도전과제도 주어져 있다”며, “많은 주요 잠재 고객들은 아직도 기술적으로나 상업적으로 어디서나 무엇이든 연결할 수 있다는 점을 충분히 인식하지 못하고 있다. 셀룰러는 네트워크를 구현하거나 게이트웨이를 연결할 필요 없이 바로 이용할 수 있는 솔루션이다. 이는 최종 사용자들이 즉각적으로 액세스할 수 있는 기술이다”고 설명했다.

셀룰러 IoT 제품은 코인 셀처럼 작은 배터리로는 실행할 수 없지만, 이보다 약간 더 큰 일반 배터리로는 충분히 오랜 시간 실행이 가능하다. 최근 배터리 기술이 발전하면서 블루투스 무선 기술과 비슷한 시간 동안 셀룰러 IoT 애플리케이션도 동작할 수 있게 되었다. 일부 적용 사례에서는 이 기간이 수년에 이른다. 또한 최근에는 에너지 하베스팅 기술도 발전함에 따라, 머지않은 미래에 배터리 동작 수명을 수십 년은 아니더라도 수년까지 연장시키게 될 것이다.

셀룰러 엣지 기술을 선도하는 노르딕

홀스타드는 “노르딕의 nRF91 시리즈 SiP 셀룰러 솔루션은 강력한 온보드 컴퓨팅 프로세서를 이용하기 때문에 AI 및 머신러닝 기능을 엣지에서도 완벽하게 수행할 수 있도록 지원한다. 이는 10배 더 적은 비용으로 10배 더 많은 작업을 수행할 수 있는 기능을 제공함으로써 IoT의 핵심 기능을 실현하는 것을 의미하며, 노르딕 고객들은 초기 투자 비용의 가치를 높이고, 장기적으로는 상당한 비용 절감 효과를 거둘 수 있다”고 말했다. 

이와 함께 닐슨은 “지금 AI와 머신러닝을 고려하지 않는다고 해도 반드시 필요하게 될 것이다. 이는 10년 또는 5년 뒤의 이야기가 아니다. AI와 머신러닝은 조만간 시장에 출시될 수많은 제품 로드맵에서 추구하고 있는 기능이다”고 언급했다. 또한 “AI와 머신러닝을 이용하면, IoT의 지능형 기능이 향상되어 이전과 비교할 수 없는 수준의 유용성을 제공하게 될 것이다. 만약 차세대 제품이나 애플리케이션에 AI 및 머신러닝을 사용하지 않는다면, 이러한 기술을 활용하는 경쟁업체에 의해 완전히 압도당하거나 심지어 무용지물이 될 위험성도 있다. 게임 체인저는 배터리 수명을 장기간 유지하면서도, 단일 셀룰러 IoT 디바이스로 엣지에서 AI와 머신러닝을 수행할 수 있느냐가 될 것이다. 이는 바로 노르딕이 지원하는 셀룰러 엣지 기능이다”고 설명했다.

DECT NR+ 추가 지원

노르딕의 강력한 셀룰러 IoT SiP 제품군에는 nRF9160 SiP를 비롯해 LTE-M/NB-IoT 및 DECT NR+(이하 NR+) 솔루션인 nRF9161 및 nRF9131, 두 종의 제품이 추가되었다. 이러한 제품들은 셀룰러 IoT의 혁신적인 상업적, 기술적 가능성을 재정립한 것은 물론, 셀룰러 IoT에 최초로 NR+ 기능을 기본적으로 지원하고 있다. 

NR+는 블루투스 LE와 같은 ISM 대역 무선 기술처럼 라이선스가 필요 없는 기술(라이선스 스펙트럼에 기반한 기존 셀룰러와는 다름)이지만, 이제 셀룰러와 유사한 무선 기술로 구현 및 표준화되어 관리되고 있다. 예를 들어, 모든 셀룰러 엔지니어들에게 익숙한 신호 변조 및 코딩 방식과 무선 물리계층(PHY)이 사용된다. 

NR+는 기존 셀룰러와 달리 셀룰러 기지국을 사용하지 않고도 동작이 가능하다. 이는 주파수 플래닝이나 스펙트럼 임대 비용이 필요 없는 글로벌 라이선스 면제 대역인 1.9GHz를 사용하는 프라이빗 네트워크로 운영된다. 그러나 NR+는 훨씬 경제적인 비용으로 셀룰러의 모든 이점을 제공하는 최첨단 5G 기술로 주목받고 있다. 특히 NR+는 셀룰러의 탁월한 보안 및 신뢰성(전자기파 전파 및 간섭으로 인해 물리학적으로 일부 데드 스팟(Dead Spot)이 발생하는 셀룰러의 기술적 단점 이상의 신뢰성)을 제공하면서도, 전 세계적으로 수백만 개는 물론, 수십억 개의 IoT 노드로 원활하게 확장할 수 있는 기능을 가지고 있다.

NR+는 오류가 발생하지 않는 매우 안정적인 무선 연결을 통해 완전히 새로운 M2M 애플리케이션을 지원할 수 있는 완벽한 IoT 무선 기술이라 할 수 있다. 예를 들어, 휴먼 팩토리(Human Factory)나 웨어하우스 작업자들과 함께 운영되는 자율주행 차량이나 고속 로봇, 또는 빌딩, 도시 및 유티틸리티 네트워크의 중요 인프라 등이 대상이 될 수 있다.

NR+의 신뢰성은 이더넷과 같은 유선 설비의 신뢰성 수준을 능가한다. 이는 이 기술이 단일 장애지점(Single Points of Failure)을 제거하는 자동 복구(Self-Healing) 메시 네트워킹(Mesh Networking) 기술을 사용하기 때문이다. 또한 NR+는 유선 네트워크에 준하는 지연 성능을 보장한다. 예를 들어, 노르딕의 nRF91 시리즈 기반 첫 번째 NR+ 솔루션은  기기간 지연시간이 1ms에 불과하고, 초당 3Mbps의 전송속도를 제공한다. 이러한 성능은 평방 킬로미터당 최대 100만 개의 기기가 적용된 밀도에서도 유지된다. NR+가 독보적인 무선 기술로 주목받는 이유는 바로 이러한 성능 때문이다.

랑엘란드는 “DECT NR+의 등장은 중대한 기점이 될 것이다. 이는 5G에서 출발하여 셀룰러 표준의 일부가 된 최초의 비셀룰러 무선 기술이다. 또한 라이선스가 전혀 필요하지 않으며, 수백만 또는 수십억 개의 노드를 대상으로 하는 대규모 IoT 애플리케이션에 매우 적합하다. 따라서 소수의 일부 특권 기업만이 액세스할 수 있었던 고비용의 프라이빗 5G 네트워크 및 5G 기반 대규모 IoT를 이제 모든 기업들이 이용할 수 있게 될 것이다”고 말했다.

5년 후의 미래

IoT는 기후변화와 지속가능한 소비, 귀중한 천연자원 보존 및 건강상태 개선은 물론, 세상을 더 행복하고, 안전하며, 건강한 곳으로 만들기 위해 지구 상의 가장 큰 문제들을 해결하는데 중요한 역할을 수행하게 될 것이다. 

오랜 시간이 걸렸지만, 2024년은 셀룰러 IoT 기술이 주류로 부상하는 해가 될 것이다. 이는 다양한 제품에 설치되어 수많은 IoT 애플리케이션에서 글로벌 연결을 제공하는 중요한 백본으로 자리하게 될 것임을 의미한다.

랑엘란드는 “보상은 위험을 감수할 준비와 기존 산업을 혁신하고자 하는 의지에 비례하여 주어진다. 이를 위해서는 어려운 상황에서도 계속 나아갈 수 있는 끈기와 인내가 필요하다. 이전에 경험하지 못한 새로운 시장에 선도적으로 대응하는 것은 쉬운 일이 아니다. 하지만 세상을 변화시킬 수 있는 잠재력과 실질적인 능력을 가진 무선 기술을 개발하기 위해서는 이러한 도전이 필요하다”며, “노르딕은 5년 전만 해도 상업적으로 가능할 것이라고 상상하기 어려웠던 시장에 진입하여 고객들이 선도적인 제품을 개발할 수 있도록 지원하고 있다”고 밝혔다. 

leekh@seminet.co.kr
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