Ⅳ. Smart Data, Industrial Edge와 IIoT-정·송요프 부장의 2일째 행사에서 처음 순서로 한국 지멘스의 전·송요프 부장이 “산업용 에지 컴퓨팅과 SCADA을 통한 스마트 데이터 활용”을 주제로 발표했다.정 부장은 작년 행사에서 Visualization of the future, Edge computing을 소개한 데 이어 올해는 산업 현장에서 발생하는 데이터의 관리와 한결 인더스트리얼 에지 및 IIoT와 관련해서 보다 구체화된 솔루션을 소개했다. 최근 몇년 데이터의 중요성은 강조되고 왔다. 제4차 산업 혁명, 산업 4.0시대에 데이터의 중요성은 매우 강조되고 있다. 특히 산업 현장에서 데이터가 더욱 중요하게 되므로 이들의 데이터는 단순한 빅 데이터에서 시각화하고 분석되면서 의미 있는 데이터가 되어 추가적인 액션을 가능하게 한다. IT/OT integration:모든 영역 및 계층에 걸친 정보 기술과 운용 기술의 통합 데이터를 스마트하게 관리해야 할 시대가 되었다. 제4차 산업 혁명과 함께 IT와 OT의 융합·복합 개념이 자주 얘기되고 있다. 가장 말단에 있는 필드 장치의 데이터에서 컨트롤 계층의 데이터 및 상위 IT레이어 영역의 소프트웨어와 상호 데이터를 주고받으면서 통합이 이루어진다는 컨셉이다.
<그림 1> IT/OT 통합
지멘스는 특히 이런 계층 구조에서 클라우드 기반의 시스템 플랫폼을 최초로 제안한 선구자적인 기업이다. 마인드 스피어(MindSphere)라는 클라우드 시스템을 산업 현장 도입으로 한 단계 차원 높은 시스템 제안과 준비가 몇년간 열리고 있다. 이를 뒷받침하고 있는 연결성, 통신 플랫폼, 보안, 사이버 보안이 함께 제안되고 있다.스마트한 제조 환경을 만들기 위해서는 OT와 IT의 통합이 중요하며 서로의 데이터를 이용하고 지속적 진화가 가능하다. 그러나 이런 데이터의 중요성을 알고 있음에도 불구하고 접속성이 좋지 않을 경우 데이터 손실이 발생했다. 지금까지 고객 회사는 OT로 불리는 Shopfloor현장과 상위 시스템인 IT Topfloor간에 연결되지 않거나 협업이 부족한 부분이 많았다. 특히 이기종으로 구성된 환경이거나 연결되지 않은 낡은 기계인 경우에는 어려움이 많아 스마트 데이터를 구현하는 데 어려움이 많았다. 이런 어려움을 극복하기 때문에 때로는 SCADA시스템을 이용하고 상위단과 현장을 연결하면서 각종 데이터 처리, 데이터베이스화, 시각화까지 담당했다. 작년 행사에서는 지멘스의 SCADA시스템인 WinCC Unified에서 새로운 시각화 솔루션을 제안했다. 그리고 OPC UA통신은 이기종 간 통신의 어려움을 극복하기 위한 도구로 쓰이고 있다. 지금은 에지 시스템을 통해서 투명한 데이터 사용이 가능하게 된다. 특히 에지 시스템은 CICD(Continuous Integration, Continuous Deployment, Delivery)이라는 컨셉에 최적화된 시스템이다. 최근 시스템은 지속적인 변경과 업그레이드를 통해서 개별 고객 회사 시스템 최적화해야 하는 요구 사항이 발생하기 때문에 수시로 업데이트 변경이 필요하다. 이 때문에 이런 부분을 얼마나 쉽고 편리하게 작업할 수 있을지도 관심사가 되고 있다. 궁극적으로는 코넥티비티 스커더 시스템, 인더스트리얼 에지 및 클라우드 등을 통해서 공장의 모든 영역에서 스마트 데이터를 이용하고 분석하고 시각화하고 신속한 의사 결정이 가능하게 된다. 이 과정을 거쳐서 이용자는 생산성을 향상시키고 자신의 시스템을 최적화할 수 있도록 지원한다.데이터를 각종 레이어로부터 추출하고 모델링 하는 데이터베이스화하고 통신을 통해서 데이터를 상위에 보내고 시각화하고 분석하는 일련의 과정을 통해서 스마트 데이터로서 사용하게 된다. Industrial Edge&IIoT에지와 IIoT는 오래 전부터 하고 왔다. AR, VR, 인공 지능, 블록 체인 기술은 이미 산업계에서 널리 채용되어 사용되고 있어 최근에는 메타 버스(Metaverse)등이 새로운 이슈가 되고 있다. 자동 운전 콘셉트는 지멘스에서 다양한 형태로 시스템 제안이 이루어졌으며 자동 운전 로봇, 자동 운전 AGV에도 적용되고 있다. 이런 자동 운전 자동차 운전 기능이 클라우드로 실행된다면 어떻게 될까. 자동 운전 차의 하드웨어 외에 소프트웨어나 각종 변수, 운전 시스템 등은 자주 업데이트되어 정보도 클라우드에서 관리하면 다양한 불안한 부분이 발생할 것으로 예상된다.지멘스에서는 오랫동안 심리 스피어를 통해서 클라우드 기반의 시스템 제안했고 여러 부분에서 성과가 나온다. 그러나 이러한 클라우드 시스템은 자동 운전 차의 예처럼 어려움이 발생하는 경우도 있다.인더스트리얼 에지는 가장자리 점, 즉 말단에서 기계 장비 등과 가장 가까운 곳에서 데이터를 처리한다는 컨셉이다. 컨트롤 수준과 클라우드 컴퓨팅의 중간에 이런 어려움을 해결하는 역할을 하게 된다. 컨트롤 수준과 클라우드와 사이에 산업 에지 시스템을 추가함으로써, 클라우드 시스템의 장점과 에지 시스템의 장점을 함께 얻는 시스템의 제안이 가능하게 된다. 기존 클라우드 시스템을 통해서 사용이 가능했던 중앙 인프라에 대한 구현을 엣지 매니지먼트 시스템을 통해서 구현하고 에지 앱의 관리, 버전 관리, 일괄 설치 및 삭제 기능의 구현이 가능하게 된다.에지 앱에서는 각종 데이터를 분석하고 관리하고 부가적인 기능 구현 등을 다양한 앱을 통해서 관리하게 한다. 에지 디바이스에서는 앱을 실행시키는 기반을 제공하는 다양한 형태의 디바이스로 앱 운용이 가능하게 된다.
<그림 2> Siemens Industrial Edge는 OT 세계에 IT 메커니즘을 제공한다.
즉, 인더스트리얼 에지는 현장에 있는 데이터를 말단에서 직접 수집하고 분석 보존하고 상위 시스템과 교환할 수 있어 현장에서 보다 빠르게 안정적으로 소프트웨어를 배포하고 통합할 수 있다. 산업/제조 현장에서 대규모로 장치 및 애플리케이션을 중앙에서 관리할 수 있는 On-Premises또는 클라우드 형태로 확장 가능하게 시스템을 구성할 수도 있다. 전통적인 IoT게이트 웨이-Industrial Edge전통적인 IoT게이트 웨이가 Industrial Edge(#인더스트리얼 에지)을 비교하면 IoT게이트 웨이가 데이터 수집에서 처리까지 담당하는 반면 Industrial Edge는 더 디바이스, 데이터 및 유저 관리 기능도 포함할 수 있다. 부가적으로 앱의 운용이나 CICD 같은 기능까지 가능하다.
<그림 3> 전통 IoT 게이트웨이 vs Industrial Edge
SCADA(WinCC/WinCCOA)-Industrial Edge비교하면 이 둘은 많은 부분에서 공존하는 공유된다. 다만 Industrial Edge의 경우,#SCADA시스템의 조작과 모니터링 기능 외에 분석과 기능이 강조되면서 앱의 형태로 보다 가볍게 실행이 가능하다. 최근 발매한 WinCC Unified(#WinCC유니파이드)의 경우에는 또 다른 차별점이 있다.
<44> SCADA (WinCC/WinCCOA)⇒인더스트리얼엣지
정 부장은 지멘스에서는 어떤 방식으로 산업 에지와 IIoT을 제안할 수 있을까에 대해서 설명했다. 전통적으로 자동화 계층은<그림 5>의 왼쪽과 같은 피라미드 형태로 설명되어 왔지만 제4차 산업 혁명에서는 모든 계층이 상호 연결되어 데이터를 교환한다. 예를 들어 PLC데이터가 MQTT라이브러리를 이용하고 즉각 ERP와 MES에 연결될 수 있다.
<그림 5> 자동화 피라미드가 네트워크로 변화했다.
지멘스에서는 다양한 종류의 레이어에서 IIoT와 관련된 시스템 제안이 가능하다. 필드 레벨, 제어 레벨, 에지 컴퓨팅, 서비스 및 최근 합류한 로우코드 플랫폼 멘딕스까지 다양한 제안이 가능하다.
<그림 6> Siemens IIoT 스택
Industrial Edge가격 설정 하드웨어의 경우는 초반에 1회 구입하여 설치하는 방식에서 전통적인 자동화 방식과 비슷하다. 소프트웨어인 에지 런타임은 구독 기반으로 월 단위 또는 연단 위로 라이센스를 구입하게 되면서 앱의 경우는 다양한 방식으로 에지 허브에서 구입이 가능하다. 이런 식의 가격 방식도 실제로 IT시스템에서 적용되는 방식과 유사한 컨셉트다. Industrial Edge의 3개의 주요 컴퍼넌트는 크게 에지 허브와 에지 관리, 에지 런타임에서 구성된다.에지 허브는 지멘스에서 관리하는 것으로 안드로이드의 플레이 스토어와 애플의 앱 스토어 같은 개념이다. 에지 매니지먼트는 개별 고객이 구입한 지역 앱을 관리하는 스토리지로 날 런타임에서는 개별적으로 반영한 앱이 실행된다.<그림 7> Industrial Edge의 세 가지 주요 구성 요소Siemens Industrial Edge디바이스 장치 개요 에지 디바이스는 에지 전용 제품과 에지 기능을 지원하는 산업용 기기로 구분할 수 있다.산업용 PC및 게이트 웨이가 전용 에지 디바이스로서 사용할 수 있으며 S7-1500PLC, 유니파이드 컴포트 패널 등의 HMI장치 같은 자동화 관련 제품도 기존의 기본 기능 외에 날 기능을 구현할 수 있다.에지 앱은 현재 지멘스에서 개발한 앱도 있고, 고객이나 제3의 업체에서 개발하고 배포한 앱도 계속 등록되어 있다. 유료 앱은 물론 무료로 사용하는 다양한 앱이 사용 가능하다.<림88> 지멘스 인더스트리얼 엣지 앱이 가운데 Performance Insight는 기계 라인 및 플랜트 생산성 향상을 위한 앱인 기계 상태를 계산하고 시각화한 자산의 최적화를 꾀할 수 있다. 에너지 사용량이나 모터의 상태, 알람 상태 등을 확인하고 기계 라인 등의 퍼포먼스에 대한 인사이트를 제공할 수 있다. 또 Notifier는 가장자리 앱만 아니라 다른 형태의 앱에서도 많이 소개되고 적용되고 있다. 개별 알람과 메시지를 관련 직원의 모바일 장치에 푸시 하고 신속한 대응과 다운 타임의 감소를 가능하게 한다. 외에도 다양한 앱이 계속 개발되고, 추가되고 있다. Industrial Edge Hub은 지멘스에서 직접 운영하는 앱을 구입할 수 있는 포털이다. 지멘스만 아니라 전 세계 고객이 만든 앱을 확인하고 필요한 앱도 구매하고 사용할 수 있는 허브이다.Industrial Edge Management는 현장에 설치되어 있는 모든 장치, 애플리케이션 및 유저를 관리하는 제어 패널의 역할을 한다. 등록된 앱에 대한 업데이트 및 관리를 일괄적으로 처리하는 등의 유용한 기능이 가능하다. 동영상을 통해서 엣지 매니지먼트의 다른 나라에 있어 각 공장 설비를 선택하고 일괄적으로 관리가 가능하다는 것을 보였다. Industrial Edge Runtime는 가장자리 장치에 설치되어 다양한 모든 종류의 앱 간에는 데이터 버스를 통해서 상호 접속되며 통합할 수 있는 개방성을 갖고 있다. 또 산업용 통합 보안 기능과 사용자 관리 기능도 포함하고 있다. Industrial Edge가 실제의 제조 현장에 적용되는 사례가 동영상으로 소개됐다.첫째는 독일의 지멘스 앤 벡 공장 분산 IO제품의 조립 라인에 날이 적용된 사례다. 다음은 SAM(Speech Assistant for Machines)로 이는 장비에서 AI음성 인식 시스템을 가능하게 하고 보면 어떠냐는 고민에서 나왔다. 최근 소비재 제품으로 음성 인식 AI시스템이 많이 나오고 있지만 이런 것이 조만간 인더스트리얼 에지 앱의 형태로 제공될 것이다. 지멘스는 특히 자동차 업체와 협업을 많이 한다. 폴크스바겐 자동차는 생산성 향상을 위해서 데이터 투명성과 분석 때문에 지멘스의 AI및 머신 러닝 영역의 엣지 시스템 및 IoT시스템을 실행하고 있다. 특히 용접 과정에서의 품질 개선을 위하여 데이터를 처리하는 현장 에지로 분석하고 클라우드 끝까지 전송한다. 이런 노력은 지속적으로 추진될 것으로 보인다.이어 지멘스에서 생각하는 인더스트리얼 에지 생태계가 설명했다.클라우드 차원에서 에지 허브에서는 각종 에지 소프트웨어나 시스템 업데이트 등의 정보를 제공한다. 공장 수준에서는 에지 매니지먼트 시스템이 있고 숍 플로어의 관리를 맡는다. 이에 따른 개별 에지 디바이스로 필요한 앱을 설치하거나 보안 업데이트, 펌웨어 관리 등의 기능이 가능하게 된다. 필요한 경우에는 라인 증설이 에지 디바이스를 확장하기로 유연하게 대처할 수 있어 이런 에지 앱은 전용 에지 장치뿐 아니라 PLC, HMI등의 자동화 장치도 설치가 가능하며 필요한 앱은 유저의 요구에 응하고 자유롭게 개발하고 사용할 수 있다. 이런 모습이 지멘스에서 생각하는 인더스트리얼 에지 생태계다.<그림9> Industrial Edge 에코시스템Ⅴ. 다가오는 무선 통신의 가능성과 고려 사항-박·쥬교은 부장 전·송요프 부장에 이어, 박·쥬교은 부장이 다가오는 산업용 무선 통신의 가능성과 고려 사항, 산업용 무선 통신 기술과 사용법, 제반의 고려 사항을 주제로 발표를 진행했다.무선 통신 기술은 선이 없는 장점으로 산업계와 일반 생활에서 많이 사용된다. 그러나 구조물, 전파에 의한 간섭이라는 약점, 그리고 작은 대역 폭, 지연이라는 이유 때문에 사용에 신중한 게 사실이다.다중 접속, 넓어진 대역 폭의 장점 기존 애플리케이션에서 더 나은 동작을 만들 수 있는 무선 기술이 발달하고 향후에는 보다 많은 애플리케이션으로 무선을 적용할 것으로 보인다. 1. 무선 통신과 발전 현재 무선 통신 기술이 적용되는 산업 애플리케이션에는 EMS, Lifter(수직 이송)AGV와 스태커 기중기 같은 물류 설비 플랜트에서 100미터와 200미터의 원거리 통신, 더 멀리 있는 원격 접속을 이용한 원격 접속 기술이 있다.Wi-6과 5G기술이 발달하고 앞으로 모바일 장비와 일을 지원할 수 있는 구글 카메라(구글 렌즈)벡호울(Backhaul), 예를 들면 태양광 발전, 수 처리 시설처럼 원거리에서 통신을 하면서 관리해야 하는 시설, 그리고 협업 로봇, 자동 운전 로봇 공장에 있는 설비의 데이터를 선 없이 클라우드 등 상위에 올릴 수 있는 Assisted System에 적용할 것으로 보인다. 이동 통신 기술 발전 이동 통신 표준의 진화는 70년대 최초의 표준 개발에서 시작됐다. 그 이후 거의 10년마다 크게 개선되어 모든 주요 단계에서는 수많은 새로운 이점을 가져왔다. 1G에서는 음성 통화를 도입하고 2G에서는 문자 메시지를 도입했다. 3G에서는 모바일과 인터넷이 가능하며 4G에서는 모바일 스트림 및 IoT기술을 도입했다. 마지막으로 5G에서는 고화질 스트림을 사용할 수 있게 됐다.무선 LAN기술은 1997년부터 시작됐다. 변조 기술의 발달로 통신 속도는 2Mbps에서 현재 9608Mbps까지 높아지고 있다. IEEE는 802.11a, 802.11n, 802.11ac, 802.11ax가 있으며 현재 시장에서 많이 사용된다 802.11n은 Wi-Fi4세대, 802.11ac은 Wi-Fi5세대, 802.11ax는 Wi-Fi6세대 기술과 표현되고 있다.Wi-Fi6은 현재 사용되는 Wi-Fi4보다 이론적으로는 속도가 약 16배 높다. 그리고 현재 Wi-Fi 6E버전이 준비되고 있다. 이 익스텐션 버전은 지금 Wi-Fi6버전이 사용하는 5GHz에서 6GHz까지 영역을 넓힘으로써 채널 사용에 대해서 좀 더 유리한 장점을 갖게 된다.기존 Wi-Fi6기술까지 무선기를 사용할 때 한편으로 말하는 동안은 반대 측에서는 수신만을 할 수 있도록 반 이중화 통신이었다. 그러나 Wi-Fi7은 동시에 통화가 가능하다. 이를 풀 디 플렉스(Full diplex)라는 Wi-Fi 6에서는 속도도 빨라지겠지만, 이러한 풀 디 플렉스 기술을 사용함으로써 보다 효율적이고 가능성이 높은 애플리케이션에 적용할 수 있게 된다.<그림 1> 이동통신 기술의 발전전자파 분류<그림 2> 전자파 분류전자파 가운데 과학적으로 기술적으로 사용하는 것은 전파 스펙트럼 3kHz에서 300GHz까지이다. 이 중에서 전파가 건물을 넘기거나 넘기지 않는지에 의해서 적용되는 기술에 차이가 있다. 인공 위성, AM/FM라디오, TV, 휴대 전화, Wi-Fi 같은 모든 기술이 해당 전파 스펙트럼의 용도별 분류를 살펴보면 공공 AM라디오와 GPS. 블루투스 무선 전화기 기상청 라디오, 그리고 경찰에서 공익을 위해서 사용하는 레이더 같은 경우가 비 면허로 사용할 수 있다.2번째, 3번째 경우는 면허, 돈을 주고 써야 할 경우, 예컨대 지상파 방송이나 위성 케이블 방송, 위성 방송의 경우는 해당 방송 공급자가 해당 주파수를 사용하면 돈을 내고 쓸 형태로 구성된다.이 2년간 국내에서도 Wi-Fi면허를 이용하기 위해서 KT와 SK와 같은 이동 통신 회사가 해당 대역 폭에 대해서 구매했는데, 이는 대표적인 면허 주파수이다.전파 스펙트럼 – WiFi & 사설 5G-전파 스펙트럼을 모아 둔 때는 우리가 쓰는 주파수는 다양하게 존재하지만 우리가 가장 많이 사용하는 것은 중간 부분이다. Wi-Fi는 2.4GHz와 5GHz를 사용하고 있으며 사설 5G, 서브 6의 경우는 3.8GHz,#사설 5G는 36GHz대역이다. 선진국의 경우에는 사설 5G에 대해서 어느 정도 정리되고 국내는 해당 영역에 대해서 사용하는 방안을 검토 중이다. 무선 통신 기술의 거리와 속도를 비교하시오. 보이고 싶은 것은 WLANWi-Fi기술과 사설 5G기술이다. 사설 5G의 경우는 수백미터에서 몇킬로까지 커버가 가능하고 Wi-Fi기술은 수백미터 미만이다. 그러므로 해당 용도에 맞추어 선택을 해야 한다. 블루투스나 지그비ー, UHF기술의 경우는 백미터 미만이다.<그림4> 무선기술의 거리 및 속도 비교2. 왜 5G”release 16″이 필요할까? 현재 우리가 사용하는 것은 5G에서 릴리스 15버전이다. 5G의 주요 특성은 큰 대역 폭 연결된 장치의 개수, 지연/신뢰성의 3개이다.이 전체적인 내용을 모두 사용하는 것은 아니고 각 릴리즈 버전, 그리고 칩 업체들이 어떻게 만드느냐에 의해서 사용할 수 부분은 조금씩 차이가 있어 제한이 있다.예를 들면, 퍼블릭 이동 통신 회사가 사용하는 모바일은 높은 속도와 한번에 연결할 수 있는 장치의 개수가 중요하다. 그러나 산업용의 경우에는 많은 클라이언트와 스테이션이 이어질 것도 중요하므로 대역 폭도 중요하지만 지연/신뢰성의 부분이 우선되어야 한다.산업용 어플리케이션마다 구하는 네트워크 기술의 특성의 차이가 있다. 예를 들면 공정 자동화 닫기 그룹 컨트롤의 경우에는 매우 낮은 지연율을 요구하고 있으며, 보다 많은 장비 연결이 필요하다. 그리고 HMI의 경우에는 이와 달리 보다 넓은 대역 폭을 이용하고 정보를 많이 받는 선심성 형태이다. 이런 산업에서 요구되는 특성의 교집합이#5G릴리스 16버전에서 구현될 예정이다.<그림 5> 5G 주요 특성<그림 5> 5G 주요 특성<그림6> 네트워크 요구사항에 따른 어플리케이션 분류<그림6> 네트워크 요구사항에 따른 어플리케이션 분류<그림 7> 5G 릴리스 16 및 17, 18 버전 구분왜 산업용 통신을 하기 때문에 Release 16을 기다려야 하겠니? 산업에 적용하기 위해서는 10ms미만의 지연과 신뢰성이 필요하기 때문이다.<그림 7>은 16버전을 포함하고 17,18버전별로 구분하여 둔 표이다.정자·지영이는 릴리스 16버전부터 일부 만족하고 17버전부터는 완벽하게 만족하게 될 것이다. 지멘스에서도 향후 2~3년 안에 16버전을 기준으로 사설 5G장비를 준비하고 있다. 3.Wifi-6:Wi-6기술과 Scalance WxM766시리즈 5월에 Wi-6기술을 기본으로 한 스케ー렝스 기술이 발매되고 해당 제품은 국내에서도 인증을 준비 중이다. Wi-Fi 6/IEEE 802.11ax표준 장점 Wi-Fi 6표준의 첫번째 장점은 OFDMA(Orthogonal Frequencyꠓ Division Multiple Access)라고 해서 동시에 복수의 장치가 통신할 수 있다는 것이다. 종래, Wi-Fi 제4세대 기술은 한번에 한가지 장치만 통신하고 있었지만, 지금은 이동식에서 사용하고 있는 OFDMA기술이 Wi-Fi 제6세대 기술 도입되고, 동시에 복수의 장치와 통신하게 됐다. 2번째 장점은 Downlink(DL)와 uplink(UL)을 multi-user(MU)를 사용할 수 MIMO방식이 도입되었다는 것이다. 3번째 장점은 공간을 재활용할 수 있는 다른 채널의 신호를 구분하고 관리하는 BSS에 해당 내용의 정보를 실어 보낼 수 있는 기술(Spatial reuse)가 도입되었다는 것이다. 그리고 속도와 가장 관련 있는 1024-QAM- 높은 통신 속도 때문의 변조 방식이 도입되어 지금의 같은 대역 폭을 사용할 수 있게 된다, 특히 이동식 장비에 좋은 기능의 하나가 에너지 절약 기능이다. AGV나 자동 운전 로봇이 사용하지 않고 정지하고 있을 때 컴퓨터에서 사용하고 있는 절전 모드를 도입하면서 해당 장비의 하위에 있는 콘트롤러의 전원을 차단하거나 무선 통신만 살아 있어 무선 통신 자체도 최대한 낮은 전력 소모를 하면서 에너지를 절감할 수 있다.<그림 8> Wi-Fi 6 / IEEE 802.11ax 표준메리트핵심 기술:#OFDMA을 이용한 Multi-user기능 기존 IEEE 802.11표준은 하나의 무선 채널인당 1대 1통신도 못했지만 Wi-Fi6세대 기술인 IEEE 802.11ax는 하나의 채널에서 9개의 서브 채널(Resource Unit)을 나누어 동시에 통신이 가능하다. 그러므로 한번에 하나의 AP가 9개의 클라이언트와 동시에 통신을 실시한다. 다만 동시에 9개라고 하는데 이는 실제에 칩을 들고 어떻게 제품을 만드느냐에 의해서 9개에 있을 수 있어 4개가 되는 것도 있고, 차이점은 있기 때문에 제품을 선택할 때 해당 부분에 대해서 확인하고 사용해야 한다. Wi-Fi 제4세대 기술과 Wi-Fi 제6세대 제품의 비교<그림 9> SCALANCE WAM766-1 – W778-1 M12 기술 비교<그림 9>왼쪽 WAM766-1이 Wi-Fi 제6세대 제품에서 오른쪽의 W778-1M12가 Wi-Fi 제4세대 제품이다.데이터량에서 새로 나온 Wi-Fi 제6세대 제품은 1201bps를 사용할 수 있는 기존 제품은 450bps로 2배 이상 차이가 있다.지연은 새로 나온 제품은 초기 모델이어서 지연을 줄일 수 있는 iPCF기능이 빠지고 있다. 그러므로 기존 제품보다 지연 부분에서 단점이 될 수 있지만 일년 안으로 도입할 예정이어서 일년 후에는 기존 제품과 비교했을 때 지연이 낮지 않을 것이다.클라이언트 수는 동시에 통신하는 방식이므로 클라이언트 수는 더 늘어날 것이다.보안의 경우, 기존에는 WPA2를 사용하고 있었지만 새로 나온 제품은 WPA3이 들어오게 된다. 그리고 사용하지 않을 때 절전 모드에 돌입하는 기능을 Wi-Fi6제품은 지원했고 4세대는 지원하지 않는다. Wi-Fi6적용 사례 지멘스 Wi-Fi6기술의 적용 사례가 소개됐다. (1)열차 이중화 연결의 첫째는 런던 지하철에 사용된 예이다. 유럽은 열차에 지멘스 무선 제품을 많이 사용하고 있다. 이 사례의 프로젝트 이름은 DTUP– DeepTubeUpdateProgram에서 고객은 기존 Wi-Fi4제품을 사용하고 있었지만, 중앙 관제 센터(OCC)와 열차 간 데이터 전송의 이중화를 위해서 Wi-Fi6이 사용됐다.철도 인증이 SCALANCE WAM766-1M12EEC를 사용하여 병렬 접속 이중화를 작성할 수 있는 PRP기술을 근간으로 하는 iFeatureiPRP기능을 이용하여 이중화를 이룰 수 있어 하나의 물리적 인프라에 두개의 분리된 가상 네트워크를 사용했다. 또 무선을 관리하기 위해서 네트워크 모니터링을 할 수 있는 네트워크 관리 시스템(SINEC NMS)을 함께 사용하고 있다.<그림7> Wi-Fi6 규칙열차의 이중화 연결에 적용한 사례(2)채광 마이닝의 사례이다. 지멘스는 대형 지하 채광 현장의 인터넷 접속, 원격 접속, IoT, CCTV, AGV사용을 위한 Wi-Fi와 관련 제품을 공급하는 시험을 하고 있다.광산 현장은 깊은 유선을 깔에는 쉽지 않은 환경이다. 현재 휴대 전화 접속이나 IoT, CCTV가 달린 소형 자동차를 이용한 상태로 사용하고 있지만, 향후는 무거운 짐을 이송할 AGV및 이동하는 현장 설비 카메라가 있는 부분에서 원격 접속으로 사용할 수 있는 큰 대역 폭을 이용하고 사용할 수 있는 애플리케이션이 추가될 예정이다. (3)이동식 장비를 위한 절전 모드와 DI/DO현재 지멘스 DIFA사업으로 테스트하고 있는 사례이다.AGV, AMR 같은 이동식 장비의 충전 없이 미사용 시간 동안 절전 모드가 적용됐다. SCALANCE WUM766-1 WLAN디지털 출력(DO)을 이용하여 이동식 장비 내의 드라이브와 콘트롤러 등 모든 제어 장치의 전원을 차단할 수 있으며 SCALANCE WUM766-1의 에너지 소비를 없애기 위해서 절전 모드로 작동한다. 절전 모드에서 전력 소모는 15mA@24이다.(4)PROFINET베를린에 위치한 Freiberger Lebensmittel사에서는 중앙 PLC와 소량의 PROFINET노드 간의 중간 업데이트 시간 PROFINET통신과 관련을 테스트하고 있다.이동 장치에 SCALANCE WUM766-1 WLAN client과 SCALANCE WAM766-1 access point통신을 사용하고 있어 향후 펌웨어 업데이트와 iPCF를 이용하고 PROFINET cycle times를 개선할 예정이다.현재 초기 단계이기 때문에 iPCF기능이 없어 제한적으로 사용하고 있지만 iPCF기능이 도입되면 프로 비 인터넷 사이클 타임이 개선될 예정이며, 보다 넓은 더 많은 애플리케이션에 적용할 것으로 보인다. 4. 무선 통신의 취약성 및 고려 사항<그림 8> 전파 스펙트럼전술한 것처럼, 무선 통신이 개발됐다고 해도 구조물, 전파에 의한 간섭은 불가피하다.현재 사용하고 있는 와이 파이, 사설 5G의 경우는,<그림 8>처럼 중간 영역에 있다. 그래서 먼 길을 못 가고 다른 전파에 의해서 간섭할 수 있기 때문에 최초로 프로젝트 및 애플리케이션을 고려할 때 어떻게 무선 채널을 사용하고 간섭이 없도록 해야 하는지부터 시작해야 전파 간섭이나 뜻밖의 문제에서 벗어날 수 있다. 간섭 영향을 일반적으로 사용하는 Wi-Fi안테나를 기준으로 설명하면 일반적으로 집에서 사용하는 IP시간 등의 안테나 자체가 데이터를 송신할 수 있는 이론적인 거리는 약 300m이다. 하지만 안테나가 벽면과 구조물에 설치되는 순간 스스로 반사가 일어나므로, 실제로 길이는 절반가량으로 줄어든다. 그리고 길에 턱이나 장벽 같은 구조물이 있는 경우에는 더 짧은 거리로 좁혀진다. 심지어 같은 채널을 사용하는 주변의 IP시간과 다른 무선 장비가 있으면 채널 중복으로 절반 정도 거리가 상실된다. 실제로 유용한 패킷을 달아 본 경우는 100m미만 거리 밖에 나올 수 없는 구조다. 이처럼 이런 구조물로 다른 무선에 의한 간섭이 많아 애플리케이션을 계획할 때 이런 부분을 고려한 후에 시작하지 않으면 장차 문제가 발생하지 않는다.이에 대해서 지멘스에서는 산업용 무선 프로젝트의 실행 과정을 가지고 설명을 한다. 1. 무선 계획. 거리와 주변, 주파수에 대해서 고려한 구성 계획 2. 그에 따른 제품 선정 3. 그 이후의 실제 현장 조사 4. 현장 조사 이후의 무선 수정 5. 시험 운전 전에 현장 조사 6. 시험 운행이 완벽하게 완료할 경우 해당 상황에 대해서 무선 기록을 실시하는 6개의 단계를 제안한다.요약 무선 통신 기술은 발전하고 있다. 5G의 경우는 현재 릴리스 15이며, 16,17,18까지 계속 버전이 나올 예정이다. Wi-Fi6도 6이지만,#Wi-Fi6E버전과 제7세대 Wi-Fi7기술이 나올 예정이다. 무선 통신의 발전으로 적용되는 경우가 더 많아졌다. 구글 카메라나 현장에서 생각하지 못한 부분이 하나 둘 현실화하고 있다.5G릴리스 16기술에서 산업용으로 적합하다. 애플리케이션의 필요에 응하고 기술을 차등 적용해야 한다. 무조건 Wi-Fi6이 좋다고 생각할 필요는 없다, 통신량이 그리 많지 않은 저 지연이 필요하다고 하면 Wi-Fi4세대 기술을 사용해도 관계 없다.기술의 발전에도 불구하고 무선 통신의 취약성이 존재한다. 사용할 수 있는 무선 주파수, 전파라는 것은 제한되고 있어 무선의 취약성이 개선될 수 없다. 그리고 무선 적용이 많아지면서 취약성에 대한 인식과 그것에 대한 관리가 필요하다. 2일째 행사에서는 외에도 전·성문 부장이 “미래 자동화 네트워크를 위한 보안 서비스”유·재현 과장이 “전력 및 부하 관리보다 간편하고 효율적으로 “라는 주제로 각각 발표를 진행했다.