무선 통신을 위해 BLE, WiFi 등 여러 방식이 있다. 하지만 최근 대부분의 IoT 장비는 Wifi 모듈을 이용해 공유기와 연결하고 이로 인해 망 범위는 무선공유기의 범위에 종속적인 관계가 된다. 집안 및 사무실에서 IoT 기기를 스마트폰과 연계한다면 공유기의 망 범위 내의 IoT 기기를 어디서든 부족함 없이 활용할 수 있지만 무선 공유기의 망 범위 밖의 IoT 기기는 활용할 수 없다는 단점을 가지고 있다. 특히 이런 문제점은 넓은 면적을 커버해야 하는 IoT 디바이스에게는 치명적인 약점이 된다.
또한 일반적으로 IoT 장비는 적은 양의 데이터를 먼 거리에 전송하는 경우가 많다. 이러한 IoT 장비에 적용하기 좋은 통신 수단으로 LoRa와 LoRaWAN이 있다. 이 둘은 약간의 차이점이 있다.
LoRa(Long Range)
우선 LoRa(Long Range)는 주로 사물 인터넷에서 사용되며 IoT 디바이스들이 장거리 및 저전력 데이터 전송을 수행할 수 있게 한다. 또한 모든 IoT 장치의 물리 계층에 내장되어 있고, LoRa 모뎀을 사용하여 데이터를 무선 주파수 신호로 변환 할 수 있다.
아래는 LoRa의 장점이다.
- Low Energy 저전력: ALOHA 방식은 데이터가 있을 때만 연결되며 덕분에 하나의 배터리로 약 10년간 작동 가능
- Long Range 장거리: 148dBm, 최대 통신 거리 약 15km
- 다중 센서 가능: Node(통신을 해주는 단말 또는 센서)에 여러 개의 센서를 연결 가능.
단일 노드에 단일 센서라면 낭비가 심해지지만 LoRa는 약 백만의 노드로 10억의 센서를 연결 가능 - 암호화: AES128을 따르는 보안 기능을 제공
- 강력한 간섭 방지: 프로토콜에는 LBT의 기능이 있음. ALOHA 방식 기반 자동 주파수 점프 및 속도 적응 기능 포함
- 저렴한 비용: 비면허 대역(특별한 허가 없이 기술규격을 충족하는 것만으로 누구나 이용 가능한 주파수) 이용. 낮은 노드/단말 비용
아래는 LoRa의 단점으로 지적되고 있는 사항들이다.
- 스펙트럼 간섭: LoRa의 발전으로 LoRa 장비 배포는 점진적으로 증가할 것이며 특정 스펙트럼은 상호 간섭을 일으킬 수 있음
- 새로운 네트워크 구축: 사용자는 자신만의 네트워크를 구축해 LoRa를 사용해야 함
- 작은 전송량: LoRa의 데이터 전송량은 상대적으로 작음
LoRaWAN(Long Range Wide Area Network)
LoRa WAN(Long Range Wide Area Network)은 일종의 네트워크 프로토콜이다. 이는 LoRa의 신호(또는 센서 데이터)를 어플리케이션에 Link한다. 쉽게 말해 LoRa는 Radio 신호를 이용해 데이터를 전송하는 것이고, LoRaWAN은 데이터를 네트워크를 통해 어떻게 운반하고 제어할지 정하는 통신 프로토콜이라는 뜻이다. 따라서 LoRaWAN(Long Range Wide Area Network)은 양방향, 저전력, 광대역 네트워크(LPWAN = Low Power Wide Area Network) 사양을 가지는 IoT 솔루션으로 볼 수 있다. LoRaWAN과 LAN의 대표주자인 WiFi, Bluetooth 등과 3G/4G의 휴대폰 네트워크와의 차이점은 아래와 같다.
LoRaWAN의 Payload(데이터 연결성)는 아래와 같다. LoRa 통신 모듈을 활용할 경우 각종 센서들이 자리잡고 있는 엔드 노드과 게이트웨이의 중간자 역할을 하며 게이트웨이 형태의 LoRA WAN 모듈의 경우 이더넷을 활용하여 네트워크 서버나 어플리케이선 서버단으로 연결할 수 있다.
현재 LoRa는 스마트팜, 헬스케어, GPS 둥 여러 IoT가 적용된 분야에서 활발히 사용되고 있다.
참고 자료
https://www.korewireless.com/news/lora-vs-lorawan-what-is-the-difference
https://www.mokosmart.com/ko/lora-and-lorawan/
https://www.mokolora.com/what-is-lora-iot/
https://m.blog.naver.com/opusk/220984482677
https://divenire.tistory.com/128
