노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor)는 자사의 nRF9151 모듈이 차세대 스마트 미터링 솔루션에 채택되었다고 밝혔다.
남아프리카 공화국의 설계 및 제조 전문 기업 SET는 노르딕의 초저전력 셀룰러 IoT 및 DECT NR+ 솔루션인 nRF9151 모듈에 와이어패스(Wirepas)의 RF 메시 네트워크 펌웨어를 탑재하여 NR+ 기반 스마트 미터링 솔루션을 출시했다. 이 솔루션은 nRF9151 모듈을 기반으로 업계 최고 수준의 배터리 수명과 에너지 효율성 및 신뢰성을 모두 달성했다.
노르딕의 nRF9151 모듈을 채택한 SET의 솔루션은 아프리카의 스마트 에너지로의 전환을 지원하기 위해 전력 사업자 및 계량기 제조업체를 위해 개발되었으며, 남아프리카공화국과 케냐에 우선 적용될 예정이다. 케이프타운에 본사를 둔 기술 컨설팅 기업인 펜타포르티스(Pentafortis)는 해당 지역에서 SET의 비즈니스 및 파트너십 개발을 지원하고 있다.
현재 아프리카에서는 전력선 통신(PLC) 및 셀룰러, 두 기술이 미터링 솔루션을 주도하고 있다. PLC 솔루션은 선불 계량기와 물리적인 전력선을 통해 통신을 수행하여 해당 데이터를 데이터 집선 장치로 전송한 다음, 집선 장치에서 다시 클라우드로 데이터를 전달한다.
셀룰러 솔루션의 경우, 각 선불 계량기에 셀룰러 모뎀이 장착되어 있어 셀룰러 기지국과 통신이 가능하며, 데이터는 기지국에서 다시 에너지 회사의 소프트웨어 플랫폼으로 백홀링된다. 두 기술 모두 검증된 기술이지만, 셀룰러 기반 계량기 솔루션은 전력 사업자들이 관리하기 어려운 SIM 카드가 필요하고, 통신 장애 지역에서는 서비스가 불안정할 수 있다. 반면, PLC 솔루션은 정전 사태가 자주 발생하는 아프리카에서는 안정적인 동작을 보장하기 어렵고, 전력망에 추가되고 있는 재생 에너지원도 PLC 통신에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
보다 용이한 스마트 미터링 실현
노르딕의 nRF9151 모듈에 와이어패스의 NR+ 펌웨어를 구현하면, PLC 및 셀룰러 계량기의 모든 문제점들을 해결하는 동시에, 거의 실시간으로 에너지 데이터를 지속적으로 수집하고, 원격 미터링 모니터링을 위한 양방향 네트워크 통신을 실현할 수 있다.
노르딕의 nRF9151 모듈 기반 SET 솔루션이 통합된 네트워크 인터페이스 카드(NIC)를 탑재한 각 스마트 계량기들은 데이터가 게이트웨이에 도달할 때까지 서로 무선으로 데이터를 전송할 수 있다. 이러한 데이터는 게이트웨이에서 셀룰러 연결을 통해 전력 사업자의 클라우드 플랫폼으로 백홀링된다.
SET의 조셉 와미차(Joseph Wamicha) CEO는 “특히 아프리카에서는 셀룰러 네트워크 커버리지가 열악하기 때문에 많은 지역이 서비스에 어려움을 겪고 있다. NR+를 이용하면, 스마트 계량기의 무선 네트워크 커버리지를 확장하고 강화할 수 있다. 도시 환경에서는 각 스마트 계량기가 50개 이상의 인접 계량기와 연결될 수 있으며, 단일 셀룰러 가입으로 1,000개에 달하는 스마트 계량기들이 공유될 수 있다”고 설명했다.
또한, 와미차 CEO는 “전통적인 셀룰러 기반 스마트 계량기는 데이터 비용 때문에 보통 밤 시간이나 하루에 몇 번 정도 데이터를 전송하는데 그치게 된다. 이로 인해 '실시간' 가시성을 제공하기 어렵다. 반면, NR+를 이용하면, 셀룰러 가입 비용을 크게 증가시키지 않고도 분 단위로 데이터를 전송할 수 있다”고 밝혔다.
NR+ 및 셀룰러 IoT에 최적화된 nRF9151
노르딕의 nRF9151은 DECT NR+ 및 셀룰러 IoT 애플리케이션에 최적화된 설계로 구현된 저전력 모듈이다. 이 모듈은 와이어패스의 NR+ 스택을 지원하여 신뢰성과 보안, 긴 도달범위 및 확장성을 필요로 하는 대규모 메시 네트워크 애플리케이션을 구현할 수 있다.
nRF9151은 뛰어난 전송 출력 파워를 갖추고 있어 신호가 약한 지역에서도 긴 도달범위의 통신을 보장하며, 탁월한 수신 감도를 통해 멀리 떨어져 있는 스마트 계량기나 네트워크 노드의 약한 신호도 감지할 수 있다. 이 모듈은 1MB의 비휘발성 메모리(NVM: Non-Volatile Memory)와 256KB의 RAM을 탑재하고 있어 복잡한 미터링 애플리케이션을 지원할 수 있으며, 12mm x 11mm의 컴팩트한 풋프린트로 스마트 계량기 내부의 NIC에 통합하는데 매우 적합하다.
와미차 CEO는 “스마트 계량기는 안정적인 통신이 가장 중요한 핵심 요소이다. 노르딕 세미컨덕터와 와이어패스의 검증된 기술 및 전문성을 활용하여 스마트 계량기를 위한 견고하면서도 확장 가능하며, 자가 복구 기능을 갖춘 네트워크 연결을 제공할 수 있게 되었다”고 설명하고, “특히, 사전 구현된 라이브러리와 보안 기능, 최적화된 통신 프로토콜을 제공하는 노르딕의 nRF 커넥트(nRF Connect) 소프트웨어 개발 키트(SDK)를 통해 개발 과정을 대폭 간소화할 수 있었다”고 밝혔다.
또한, “노르딕의 강력한 기술 지원과 레퍼런스 디자인, 애플리케이션 엔지니어들의 신속한 대응, 그리고 구성요소의 가용성을 보장하는 안정적인 공급망까지 더해져 개발 비용을 절감하고, 출시시간을 앞당길 수 있었다”고 덧붙였다.
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