I. Introduction

 

SK 텔레콤이 작년 7월, LoRa 전국망 구축을 선포하고 11월에는 B2C용 LoRa 트래커 '지퍼 (Gper)'를 출시하며 국내 소물인터넷* 대중화를 향한 첫 발을 내디뎠다. 1년여 후, KT와 LG U+는 올 7월 NB-IoT 전국망을 구축하였고, KT는 올 10월 B2C용 NB-IoT 트래커 '커넥트 태그 (Connect Tag)'를 출시하며 소물인터넷 대중화 시대를 향한 경쟁에 시작되었다.

 

LoRa 표준은 LoRa Alliance에 의해 LoRaWAN R1.0이 2015년 6월 공개되었고, 2017년 9월 기준 전세계 50여 사업자가 LoRa 망을 상용화하였다. NB-IoT 표준은 2016년 6월 3GPP Release 13에서 정의되어, 2017년 8월** 기준 8개 사업자가 NB-IoT 망을 상용화하였으며 연말까지 10여 개 이상이 될 것으로 전망된다.

 

* 소물인터넷 (IoST; Internet of Small Things) - 저전력으로 소량 데이터를 전송하여 사물을 연결하는 망

** [source: GSA] 2017년 8월 기준, Etisalat (UAE), Vodafone (스페인, 네덜란드, 사우스 아프리카), DT (독일), China Unicom (중국), KT, LG U+ (이상 한국)가 NB-IoT (Cat-NB1) 망을 상용화하였다. 한편, Etisalat (UAE), AT&T, Verizon (이상 미국)은 3GPP Release 13에서 NB-IoT와 같이 표준이 정의된 LTE-M (eMTC, Cat-M1***) 망을 상용화하였다.

*** SK 텔레콤은 11월 들어 LTE Cat-M1 기술 개발을 발표했고, 내년에는 기존 LTE-M (Cat-1) 망을 Cat-M1 망으로 진화할 계획이다.

 

NB-IoT와 LTE-M (eMTC)의 비교

 

NB-IoT는 기존 LTE 대역을 활용하여 통신 가능하다. 현재 200여 개국에서 650여 개 LTE 망이 운영되고 있어, NB-IoT 망은 향후 빠르게 확대될 전망이다. NB-IoT 망이 LTE 주파수 사업권을 가진 통신사업자 위주로 운영되는 반면, 비면허 대역을 활용하는 LoRa 망은 통신사업자 외에 중·소기업들도 운영할 수 있고 사설망 구축도 용이하다. 

 

NB-IoT 장점으로는 기존 LTE 망 활용에 따른 전국 커버리지를 들 수 있다. 면허 대역을 이용하므로 간섭 영향이 적고, 인빌딩 중계기를 활용할 수 있어 실내·외를 아우르는 커버리지가 가능하여 전송 품질 향상에 기여한다. 통신사업자 중심인 만큼 글로벌 로밍 가능성도 장점이다.  

 

KT와 LG U+ 양사는 SK 텔레콤에 비해 한 발 늦게 진입한 소물인터넷 시장에서 NB-IoT 생태계 조성을 위해 협력하고 있다. 양사는 전국망 구축과 함께 각 사의 'NB-IoT 오픈랩'을 상호 연동하여 NB-IoT 개발사가 양사 네트워크 연동시험을 할 수 있게 지원하고, NB-IoT 칩셋, 모듈 개발을 협력하고 있으며, 상호 인증 체계를 운영할 계획이다.

 

NB-IoT 칩셋으로는 퀄컴과 화웨이 칩셋을 공급하고 있으며, 동작 주파수로 KT는 LTE 1.8 GHz, LG U+는 LTE 850 MHz 대역의 보호 대역 (guard-band)를 이용한다. 현재 양사가 제공하는 NB-IoT 칩셋은 자사 주파수 대역에서만 동작하지만, 향후 양사 대역을 모두 지원하는 dual-band 칩셋도 제공될 예정이다.

 

이로써, 한국은 이동통신 3사 모두가 소용량 데이터 전송이 가능한 소물인터넷 전국망 구축을 완료함으로써, 실생활에서의 다양한 IoT 서비스 유형을 수용할 수 있는 기반을 갖추게 되었다. 소물인터넷 서비스 분야는 크게 미터링 (metering), 트래킹 (tracking), 모니터링 (monitoring) 분야로 분류된다. 아직 B2B/B2G 위주로 진행되고 있지만, 위치 추적기를 중심으로 B2C 서비스도 출시되면서 점점 우리 생활 주변으로 스며들고 있다.

 

지난 10월 중순, IoT 진흥 주간을 맞아 코엑스에서는 2017 IoT 국제전시회 (IoT Korea Exhibition 2017)가 열려, 통신 3사가 다양한 IoT 솔루션을 선보였다. 특히 올 7월 NB-IoT 전국망이 구축되어 NB-IoT 솔루션에 대한 관심이 집중되었다. KT NB-IoT 솔루션을 중심으로 살펴본다. 

 

II. KT NB-IoT 솔루션

 

KT는 올 9월 다임폴라특장과 B2B 서비스 'LP 가스 원격 검침 서비스'를 상용화하였고, 10월에는 삼성전자가 개발한 NB-IoT 트래커 'Connect Tag'와 B2C용 서비스를 출시하며 NB-IoT 시장에 진입하였다.

2017 IoT 국제 전시회'에서 KT가 선보인 NB-IoT 솔루션 주요 전시 아이템은 미터링 서비스 (계측 정보를 제공 - LP 가스 관제, 수도 원격 검침 등), 트래킹 서비스 (사람과 사물의 위치를 추적), 공공시설 관제 서비스 (맨홀 감시 솔루션 등)로 구분된다.

 

1) 미터링 서비스 

 

LP 가스 관제

NB-IoT를 기반으로 LPG 용기와 저장탱크의 LPG 잔량과 사용량을 원격 검침함으로써 전국에 산재된 LPG 용기와 저장탱크에 LPG를 효율적으로 공급하기 위한 서비스이다.

 

전시회에서는 다임폴라특장 (Dalim), 글로스컴 (Gloscom), 다우펀다 3사의 NB-IoT 기반 LP 가스 원격 검침 시스템이 전시되었다. 다임폴라특장은 올 9월 상용화하였고, 나머지는 상용화를 준비 중이다.

 

왼쪽부터 다임폴라특장, 글로스컴, 다우펀다

 

KT와 다임폴라특장은 다임폴라특장의 LP 가스 원격 검침 통합관리 시스템 "통소리"와 KT NB-IoT 망을 결합하여 올 9월 27일 'LP 가스 원격 검침 서비스'를 상용화하였다. 가스 검침 업계 첫 번째 NB-IoT 도입 사례이다.

 

통소리 NB-IoT 기기는 Huawei 칩셋을 사용하고, 하루 2번 검침 기준 배터리 수명은 4년 정도이다. 현재 (전시일 기준) 100여 곳에서 사용 중으로, 월 사용료는 5,000원이다.

 

다임폴라특장 ‘통소리’는 3가지 원격 검침 서비스를 제공한다: i) '통소리 T' - 소형저장탱크 잔량 정보 확인, ii) ‘통소리 D’ - 벌크로리 유량계 정보와 운행 정보 확인, iii) ‘통소리 M’ - 가스계량기 사용량 확인.

 

다임폴라특장 통소리 NB-IoT 기기 부착 모습

(사용 예: 소형 LPG 저장탱크에 NB-IoT 기기 (사진에서 노란색)를 부착하고 KT NB-IoT 망을 통해 LPG 잔량을 검침한다. LPG 잔량 정보를 기반으로 LP가스를 공급하는 벌크로리의 신속·적절한 배치가 가능해진다.)

 

‘통소리 M' (가스계량기 사용량 확인)과 ‘통소리 T’ (소형저장탱크 잔량 정보 확인) 서비스 구현 모습

 

수도 원격 검침

옴니시스템 (Omnisystem)은 NB-IoT 기반 원격 검침기를 선보였다. 수도 미터기 외에 가스 미터기 등도 연결할 수 있다. NB-IoT 원격 검침 기기, NB-IoT 네트워크, 관제 솔루션 및 보안을 결합한 토탈 솔루션을 제공하게 된다.

 

수자원 공사와 창원 지역에 700여개를 설치하여 수도 원격 검침 시범 서비스를 운영 중으로 10월말 상용화를 계획하고 있다. 

 

NB-IoT 기반 원격 검침기 (왼쪽)

 

2) 트래킹 서비스

 

위치 추적기, "Connect Tag"

KT는 삼성전자 NB-IoT 위치 추적기 'Connect Tag (커넥트 태그)'를 자사 NB-IoT 망에 연결하여, 첫 번째 B2C용 NB-IoT 서비스를 10월 31일 출시하였다.  커넥트 태그는 소형 크기 (4.21 x 4.21 x 1.19 cm)에 방수·방진 기능을 제공한다. 퀄컴 NB-IoT 칩셋 (MDM9206)을 사용하였고, GPS, Wi-Fi 기반 위치 측위 (WPS) 및 기지국 측위 (Cell ID)를 이용하여 실내에서도 보다 정확한 위치 정보를 얻을 수 있다. 판매가는 84,700원, 요금은 1년 100MB 기준 9,900원이다.

 

 

커넥트 태그는 어린이, 노약자, 반려동물을 비롯해 개인 물품·자산의 위치 파악 및 추적 등 위치정보 기반 서비스에 활용될 수 있고, 가정 내 IoT 기기·가전과 연동하여 IoT 기기·가전 제어에 활용될 수 있다. KT는 향후 connect Tag와 보험서비스를 결합한 융합상품을 제공할 계획이고, B2G향 서비스에도 활용할 계획이다.

 

3) 공공 기반시설 관제 서비스

 

공공 기반시설 감시 및 관제 솔루션으로 맨홀 감시, 전주 기울임 감시, 통신구 환경 감시를 선보였다. 맨홀, 전신주, 통신구와 같은 기반시설에 NB-IoT 기반 센서를 부착하여 NB-IoT 망을 통해 센서 정보를 수집하고,  관제 및 데이터 분석이 가능하도록 관제 시스템을 제공한다. 유선기반 센서를 이용할 때에 비해 구축 기간과 비용을 줄일 수 있다. 

 

공공 기반시설 관제 솔루션 관련 NB-IoT 기기들 (왼쪽부터 맨홀 감시, 전주 기울임 감시, 통신구 환경 감시)

 

맨홀 감시

맨홀 감시 솔루션은 맨 홀 내 시설물을 원격 감시하는 서비스로, 맨홀 뚜껑 개폐 여부와 맨홀 내 공기질 상태를 감시하여, 맨홀 자산을 관리하고 맨홀 내 작업 시 안전사고를 예방한다. KT와 AM텔레콤이 협력하고 있다.

 

맨홀에는 맨홀 뚜껑 개폐 감지 스위치, 공기질 센서와 NB-IoT 모듈이 설치되어 있다. NB-IoT 모듈은 퀄컴 MDM9206 칩을 사용하고, LWM2M SDK를 탑재하여 KT IoTMakers와 연동한다. 맨홀 상태 데이터는 2분 주기로 보고되며 보고 주기는 변경 가능하다. 

• 맨홀 상태 데이터: NB-IoT 무선환경 (N-RSRP), 공기질 센서 측정값, 공기질 수준, 맨홀 뚜껑 개페 여부, 배터리 잔여량

KT는 NB-IoT 기반 맨홀 감시 솔루션을 서울시 하수도 맨홀, KT 국제 해저케이블 맨홀에 적용하여 시범 서비스를 운용 중이다.

 

 

 

전주 기울임 감시 솔루션

한전이나 KT 전주의 기울임 정보를 NB-IoT 기반으로 모니터링하고자 하는 서비스이다. KT가 '펀진'과 같이 시험하고 있다.

 

NB-IoT 칩셋은 퀄컴 MDM9206, 모듈은 AM 텔레콤 모듈을 사용하고 있다. 전주에 환경 센서 (기울임 센서, GPS 센서, 화재 센서, 먼지 센서, 온·습도 센서)를 부착하고 NB-IoT 망을 통해 실시간으로 센서 정보를 제공한다. 또한 관제 및 데이터 분석이 가능하도록 관제 모니터링 시스템을 제공한다.  전국에 1,000만대 이상 설치되어 있는 전주나 전국 철탑 등에 적용될 수 있다. KT는 해안가 지역 위주로 50여대에 설치하여 시험하고 있다.  

 

전주 기울임 감시 시스템

 

통신구 환경감시 솔루션

NB-IoT를 기반으로 지하 터널, 공동구, 통신구, 대형 배수구 형태의 환경을 감시하는 솔루션이다. KT가 펀진과 협력하고 있다. 9종 센서 (유량, 전력량, 화재, 침수, 과전류, 출입문 개폐, 유해가스, 온/습도, 움직임) 데이터를 수집한다.

 

 

4) 기타 

 

이 밖에도 KT는 NB-IoT 솔루션으로 스마트 파킹, 수자원 시설 관제, B2B 모니터링 서비스 등을 선보였고, 기업전용 infra로 기존의 기업전용 LTE 외에 기업전용 LTE + NB-IoT가 추가로 선보였다. 

 

NB-IoT 외에 기존 LTE-M (Cat-1) 솔루션으로는 산업용 LTE-M G/W, Safe Mate, 동작감지센서를 부착한 LED 전등 등을 선보였다. 

 

LTE-M 솔루션 예

 

IoT 국제 전시회에서 소개된 것은 아니지만, KT 텔레캅은 기존 보안 시스템의 HW 기반 주장치를 SW화하여 클라우드 상에 구축하고 플랫폼 기반 보안 서비스를 제공하고 있다. 올 9월 LTE-M 보안·IoT 센서를 이용하여 대형 빌딩 사업자 중심으로 서비스를 개시했으며, 내년 1분기에는 NB-IoT 센서를 활용하여 일반/소호 고객 대상으로 서비스를 확대할 계획이다.

 

KT 텔레캅이 내년 1분기에 선보일 NB-IoT 기기들