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물류 센터에 혁신을 가져다 주는 와이파이6 솔루션

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글/장-자크 들릴(Jean-Jacques DeLisle)

제공/마우저 일렉트로닉스(Mouser Electronics)

(출처: Monopoly919 - stock.adobe.com)

물류 센터와 창고가 분주해질 때가 쇼핑 시즌 때만은 아니다. 점점 더 많은 구매가 온라인에서 이루어지고 있으며, 이로 인해 주문 처리 센터에 접수되는 전자 상거래의 주문량이 급증하고 있다. 사업자들은 이처럼 해가 거듭할수록 온라인 주문이 급증하는 상황에 대응하기도 벅찬 상황이며, 관련 기업들은 대량 출하에 효과적으로 대처하기 위한 신기술을 모색하고 시험해 보느라 바쁘다. 이런 상황에서, 로봇과 자동화 시스템은 창고와 물류 센터의 효율성을 높이기 위해 활용되는 핵심 기술이라 할 수 있다.

로봇이나 자동화 시스템은 널리 분산된 사람들이나 자동화 시스템에서 발생하는 엄청난 트래픽 증가와 사용자 장비를 처리하기 위해 차세대 무선 통신을 필요로 한다. 오늘날의 와이파이5(Wi-Fi® 5) 무선 네트워크는 머신 러닝/인공 지능(ML/AI) 기반의 무인 운반차량(Autonomous Ground Vehicles, AGV), 로봇, 수많은 인더스트리 4.0 무선 센서를 비롯하여 동일한 무선 네트워크를 통해 통신하는 다른 모든 자동화 시스템에 필요한 처리량이나 대기 시간을 제공하는 작업을 수행하기에는 역부족이다.

이 글에서는 오늘날 창고 및 물류 센터 무선 네트워크의 현황을 살펴보고, 새로운 와이파이6E 무선 엣지 네트워킹 솔루션이 기존 와이파이5 솔루션에 비해 어떻게 처리량을 크게 향상시키고, 대기 시간을 줄이며, 안정성 이점을 향상시키는지에 대해 중점적으로 알아본다.

AGV의 정의와 작동 방식

무인 운반차량(AGV)은 산업용 로봇 시스템의 최신 진화형 제품이다. AGV는 과거의 테더드(tethered) 지상 차량이나 고정형 로봇과 달리, 사람 작업자의 지속적인 개입 없이 사전에 결정된 경로를 따라 운행하며 복잡하고 변화하는 환경을 자체적으로 탐색할 수 있다. 이는 AGV가 작업 수행을 위해 프로그래밍, 트레이닝, 장비 및 배치될 수 있으며, 필요 시 자동으로 충전되며 작업이 완료될 때까지 지속적인 작업 수행이 가능하다는 것을 의미한다. 이는 수많은 종류의 포장 제품이 끝없이 밀려 있는 상황에 직면한 오늘날의 창고 및 물류 센터에 커다란 이점으로 작용할 수 있다. 기존에는 모든 종류의 포장 제품들을 효율적으로 처리하고 모든 구역을 탐색하도록 하려면 전 기능에 대한 프로그래밍 작업을 수행해야 했는데, 이는 작업 자체만 해도 매우 까다로울 뿐만 아니라 특히 사람이 로봇 근처에 접근할 때 안전 문제가 발생할 수 있다는 점에 있어 효용성이 제한적이라 볼 수 있었다.

최신 AGV는 효율과 안전성을 획기적으로 향상시킬 것이다. 하지만 창고나 물류 센터 내의 AGV를 비롯한 서로 다른 자율 기능 간에 상호작용이 가능하고, 이와 함께 감시 및 품질 관리가 가능하도록 하려면 높은 처리량과 짧은 대기 시간을 특징으로 하는 무선 네트워크 인터페이스가 필요하다.

와이파이5 vs. 와이파이6 비교

와이파이5는 기존의 산업용 로봇 시스템이나 다른 자율 시스템을 비롯하여 많은 인더스트리 4.0 센서, 다이버시티(diversity), 사용자 수, 산업 환경에서 최적의 효율을 달성하기 위한 트래픽을 처리하기에는 적합했지만, 이제는 와이파이5의 성능만으로는 감당하기 힘든 상황이 되었다. 와이파이6E의 경우, 낮게는 700Mb/s 이하부터 높게는 1.5Gb/s 이상의 속도를 내는 등 와이파이5에 비해 압도적인 데이터 전송률을 자랑한다(그림 1의 최대 처리량 비교 참고). 이는 부분적으로 와이파이5의 경우, 256 QAM(Quadrature Amplitude Modulation, 직교 진폭 변조)을 사용하는 반면, 와이파이6E는 1024 QAM의 고차 변조를 사용하기 때문이다.

어떤 면에서는 데이터 속도의 증가가 그다지 커 보이지 않을 수도 있다. 하지만 이는 수십에서 수백 개의 무선 액세스 포인트는 물론 수백 개에 달하는 무선 엣지 네트워킹 장치가 작동하는 산업 환경에 드는 자본 비용을 낮출 수 있으며, 이로 인해 면적당 더 많은 장치를 설치하는 것이 가능해질 수 있다. 와이파이6E는 다중 사용자의 접속 상황에 있어서도 와이파이5에 비해 많은 이점을 제공한다. 또한 향상된 다중 사용자 MIMO(MU-MIMO) 및 첨단 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 네트워크 액세스 제어를 통합하여 다양한 트래픽을 갖춘 보다 많은 장치에서 더욱 안정적인 무선 네트워킹 성능을 제공할 수 있게 해준다. 이전에는 사용되지 않았던 6GHz 범위의 주파수 대역도 제공한다. 이 주파수 대역의 범위는 다른 많은 무선 네트워킹 애플리케이션에 사용되는 범위를 훨씬 초과하며, 이미 혼잡을 겪고 있거나 미래에 발생할 수 있는 시스템에도 이점을 제공할 수 있다.

[그림 1] 와이파이5, 와이파이6, 와이파이6E의 처리량 비교(15피트 거리, 단위: Mb/s) (출처: Brian Nadel/Future)

물류 센터의 무선 대역폭 과제에 대응

우수한 처리량 성능을 제공하는 솔루션을 필요로 하는 AGV 및 기타 인더스트리 4.0 장비의 경우, 어드밴텍(Advantech)의 와이파이6E 산업용 무선 솔루션은 효율을 높이면서 안전성을 강화하는 획기적인 무선통신 키트 제품이 될 수 있다. 어드밴텍의 AIW-166K 무선 에지 통신 키트 시리즈는 IEEE 802.11 ax/ac/a/b/g/n 트라이밴드(2.4GHz, 5GHz, 6GHz)와 완벽하게 호환되며, 이 모듈에는 최신 블루투스 5.2 연결 기능이 탑재되어 있다. 이 키트에는 안테나, 인터커넥트, 와이파이6E 1024 QAM 변조 및 160MHz 와이드 채널을 지원하는 2x2 MIMO 디바이스가 포함되어 있다. AIW-166k1 키트에는 인텔(Intel®) 무선 6E AX210 802.11ax (Vpro 미포함)+ BT 5.2 M.2 2230 모듈이 탑재되며, AIW-166k2 키트에는 인텔 무선 6E AX210 802.11ax (Vpro 포함)+ BT 5.2 M.2 2230 모듈(AIW-166K2)이 제공된다.

맺음말

창고 및 물류 센터 애플리케이션에서 최고의 AGV 효율과 안전성 수준에 도달하려면 최신 무선 네트워크 기술이 필요하다. 어드밴텍 AIW-166K 시리즈 무선 통신 키트는 AGV 및 기타 산업용 로봇 시스템을 배포할 때 정확한 특성을 갖춘 소형 모듈을 통해 뛰어난 와이파이6E 네트워킹 성능을 제공해줄 것이다.