블로그 약 스마트 스트리트 라이트 셀룰러 Vs RF 메쉬 최적 연결

상상해 보세요. 늦은 밤, 도시 거리는 텅 비어 있고 가로등만이 지키고 있습니다. 하지만 이 조용한 파수꾼들은 단순히 어둠을 밝히는 것 이상을 하고 있습니다. 데이터를 전송하며 조용히 스마트 시티 개발에 기여하고 있습니다. 이들의 통신 비결은 바로 그들이 사용하는 기술에 있습니다.

현재 스마트 가로등 시스템에는 두 가지 주요 통신 기술이 사용되고 있습니다. 바로 셀룰러 네트워크와 RF 메시 네트워크입니다. 이 두 솔루션 중 어떤 것을 선택하느냐에 따라 프로젝트 비용, 신뢰성, 향후 확장성에 큰 영향을 미칩니다. 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있도록 두 가지 옵션을 자세히 살펴보겠습니다.

먼저 각 기술의 기본 원리를 이해해 봅시다.

• 셀룰러 네트워크: 스마트폰과 마찬가지로 각 가로등은 모바일 사업자의 공용 셀룰러 네트워크에 직접 연결되어 클라우드 기반 중앙 관리 시스템(CMS)을 통해 양방향 데이터 통신을 가능하게 합니다. 이는 "일대일" 연결 모델을 나타냅니다.
• RF 메시 네트워크: 이 접근 방식은 보다 협력적인 시스템을 만듭니다. 인접한 가로등 그룹(일반적으로 15개, 최대 32개)이 데이터를 공유하는 자체 구성 네트워크를 형성합니다. 그런 다음 가장 신호가 강한 가로등이 모든 정보를 게이트웨이로 전송하며, 이 게이트웨이는 무선 셀룰러 또는 유선 이더넷/광섬유를 통해 CMS에 연결됩니다. 이는 "다대일" 연결 모델을 나타냅니다.

두 솔루션 모두 커버리지, 데이터 처리량, 신뢰성 측면에서 기본적인 스마트 가로등 요구 사항을 충족합니다. 그러나 네트워크 유형, 유지보수 및 비용 고려 사항에서 상당한 차이가 있습니다.

네트워크 유형은 통신 솔루션 선택의 중요한 요소입니다. 셀룰러 네트워크는 Verizon 및 AT&T와 같은 모바일 네트워크 사업자(MNO)가 소유한 라이선스 주파수를 사용합니다. 이는 다음을 의미합니다:

• 보장된 스펙트럼 리소스: MNO는 이러한 주파수에 대해 상당한 라이선스 비용을 지불하여 네트워크 안정성과 신뢰성을 보장합니다.
• 검증된 기술: 셀룰러 기술은 수년간의 개발 및 검증을 통해 성숙했으며 안정적인 데이터 전송 서비스를 제공합니다.
• 사업자 관리 유지보수: MNO는 네트워크 관리 및 유지보수를 담당하며 문제를 신속하게 해결하여 지속적인 운영을 보장합니다.

반면 RF 메시 네트워크는 비라이선스 주파수(예: 868MHz 또는 915MHz)를 사용합니다. 이는 다음을 의미합니다:

• 개인 네트워크 기능: 사용자는 현지 규정 및 표준을 준수하는 한 어디서든 개인 네트워크를 구축할 수 있습니다.
• 라이선스 비용 없음: 비라이선스 주파수를 사용하면 상당한 라이선스 비용이 절감됩니다.

일부에서는 셀룰러 네트워크 표준 진화에 대해 우려를 표합니다. 예를 들어, 시스템이 2G 스펙트럼을 사용하는 경우 MNO가 2G 서비스를 중단하면 하드웨어 업그레이드가 필요합니다. 마찬가지로 새로운 5G 기능을 채택하려면 하드웨어 교체가 필요합니다.

그러나 셀룰러 표준 진화는 느리게 진행됩니다. 2G 네트워크는 거의 30년, 3G는 약 20년, 4G는 10년 이상 존재했으며 모두 오늘날에도 계속 운영되고 있습니다. 따라서 향후 셀룰러 표준 업그레이드를 기다리기 위해 프로젝트를 지연시키는 것은 불필요합니다.

셀룰러 및 RF 메시 네트워크 모두 정상 작동 중에 뛰어난 신뢰성을 보여줍니다. 그러나 문제에 대한 대응 방식은 크게 다릅니다.

• 셀룰러 네트워크: MNO는 이러한 네트워크를 소유하고 운영하며 기술 팀이 유지보수 및 문제 해결을 담당합니다. 이 구성은 네트워크 안정성을 유지하는 신속하고 전문적인 서비스를 제공합니다.
• RF 메시 네트워크: 사용자는 이러한 네트워크를 직접 구축, 관리 및 유지보수해야 하며 문제 해결을 위해 전담 기술 인력이 필요합니다. RF 메시 네트워크는 단일 노드 장애를 자동으로 보상하는 "자가 치유" 기능을 갖추고 있지만, 게이트웨이 장애 또는 시스템 전체 문제는 여전히 수동 개입이 필요합니다.

적절한 커버리지가 확보되면 셀룰러 네트워크는 매우 신뢰할 수 있습니다. 선도적인 MNO는 다양한 연결 장치를 지원하는 수년간의 운영을 통해 철저히 검증된 여러 세대의 표준화된 기술을 배포했습니다. RF 메시 네트워크도 신뢰성을 보여주지만, 많은 제조업체가 RF 메시 주파수 대역에서 작동하는 장치를 생산하기 때문에 특히 센서 기반 애플리케이션 및 동적 색상 변경 조명 디스플레이와 같이 상당한 데이터 전송을 요구하는 고대역폭 애플리케이션에서는 네트워크 트래픽이 많으면 신뢰성과 성능 문제가 발생할 수 있습니다.

RF 메시 네트워크는 기기당 데이터 요금을 없애 셀룰러 네트워크보다 운영 비용이 훨씬 저렴합니다. 그러나 총 비용을 평가하려면 여러 요소를 고려해야 합니다. RF 메시 네트워크의 낮은 운영 비용은 다음으로 상쇄될 수 있습니다:

• 유지보수 비용: 사용자는 RF 메시 네트워크를 유지보수하고 수리하기 위해 기술 팀을 고용해야 합니다.
• 네트워크 계획 비용: RF 메시 네트워크는 특히 노드 밀도 및 게이트웨이 배치와 관련하여 신중한 계획이 필요합니다.

셀룰러 네트워크는 각 가로등이 셀룰러 네트워크에 직접 연결되기 때문에 간단한 플러그 앤 플레이 구현을 제공합니다. 사용자는 연결된 가로등을 설치하거나 기존 가로등을 개조하기만 하면 자동으로 구성되어 연결된 조명 시스템에 참여합니다. 이 접근 방식은 초기 배포 비용을 줄이고 시스템에 추가되는 조명의 수나 물리적 배치에 대한 고유한 제한이 없으므로 단계적 프로젝트 구현을 가능하게 합니다.

반대로 RF 메시 네트워크는 일반적으로 노드(조명) 밀도 및 게이트웨이 배치와 관련하여 신중한 계획이 필요합니다. 가로등은 일반적으로 약 50미터(160피트) 간격으로 설치되며, 최대 RF 통신 노드 간 거리는 약 300미터(1,000피트)에 달합니다. 이 범위는 빽빽하게 설치된 도시 가로등에는 충분하지만, 계획자는 어떤 조명이 메시 네트워크를 형성할 수 있는지, 그리고 각 조명이 게이트웨이에 어떻게 연결되는지 결정해야 합니다. 이러한 요인으로 인해 RF 메시 네트워크의 초기 구현 비용이 운영 비용이 더 저렴함에도 불구하고 셀룰러 네트워크보다 높을 수 있습니다.

셀룰러 통신 커버리지는 RF 메시보다 훨씬 뛰어나 최대 100km(약 60마일)에 달하며, 이는 300배 이상 더 먼 거리입니다. 이러한 광범위한 커버리지는 로스앤젤레스와 같이 수백 평방 마일에 걸쳐 가로등이 분산된 광활한 도시 또는 교외 및 농촌 가로등 시스템을 결합한 구현과 같이 넓은 지리적 영역에 셀룰러 네트워크를 이상적으로 만듭니다. 이러한 경우 연결된 조명 관리 시스템은 원격 모니터링 및 자동 시스템 이벤트 알림을 통해 운영 비용을 절감하여 수리팀이 정전을 찾아 거리를 순찰할 필요가 없도록 할 수 있습니다.

셀룰러 및 RF 메시 시스템 모두 연결된 가로등 구현에 효과적으로 작동합니다. 두 시스템 모두 에너지 보고, 오류 알림, 노드 프로그래밍, 주문형 디밍 및 스위칭, 오류 수정 또는 새 기능 배포를 위한 무선 펌웨어 업데이트, 규정 준수를 제공할 수 있습니다.

적절한 통신 플랫폼 선택은 특정 상황에 따라 다릅니다. 셀룰러 시스템은 조명 분포가 희박한 넓은 지리적 영역에 네트워크가 걸쳐 있는 경우 필수적이며, RF 메시 시스템은 셀룰러 서비스가 제공되지 않는 경우 필요합니다. 그렇지 않으면 예산, 리소스, 대역폭 요구 사항, 기술 역량 및 기타 고려 사항에 따라 결정됩니다.

일부 구현에서는 두 플랫폼 모두에서 이점을 얻을 수 있으므로, 공유 아키텍처 내에서 두 가지 연결 옵션을 모두 제공하는 연결된 가로등 공급업체를 고려할 가치가 있습니다. 이 접근 방식은 최적의 기능과 유연성을 제공하여 관리해야 하는 거의 모든 물리적 가로등 구성에 대한 솔루션을 제공합니다.