Digi XBee 셀룰러 LTE 모뎀 선택과 적용 분야

IoT·통신

2024.11.07

대부분의 경우 올바른 셀룰러 기술은 장치를 설치하는 위치에서 사용할 수 있는 기술입니다.

Digi XBee® 셀룰러 LTE 모뎀은 산업용, 의료용, 농업용, 운송용, 유틸리티 등의 OEM IoT 장치에 셀룰러 연결을 넣을 때 쓰는 모뎀 제품 라인입니다. 이 글은 Digi International의 Senior Product Manager – OEM Solutions인 Alec Jahnke의 블로그 글(July 18, 2024)을 바탕으로 정리했습니다.

Digi XBee 셀룰러는 지원 도구, 코드 라이브러리, 사전 인증 모듈, 개발 키트, 설계 및 빌드 서비스로 이루어진 XBee 에코시스템의 하나입니다. 빠른 프로토타입 제작과 개발, 빠른 출시, 제품 수명 주기 관리를 지원합니다.

Digi XBee 셀룰러 LTE 모뎀

제품군

XBee RF 및 셀룰러 LTE 모뎀 제품군

XBee®는 Digi International의 등록 상표입니다. Digi XBee 모듈 제품군은 메시 네트워킹에서 802.15.4, LoRaWAN에 이르는 무선 RF 통신 프로토콜과 여러 셀룰러 대역 및 기술을 지원합니다.

XBee 셀룰러 LTE 모뎀 제품군은 현재 LTE Cat 1, LTE Cat 4, LTE-M, NB-IoT를 지원합니다. 수백만 개의 XBee 모듈이 농업 어플리케이션에서 태양광 발전소, 산업 사용 사례까지 전 세계 현장에 배포되어 있으며, 셀룰러 네트워크가 널리 깔려 있어 XBee 셀룰러 제품의 사용이 늘고 있습니다.

비교

RF(2.4GHz/900MHz/868MHz)와 셀룰러의 차이

XBee RF와 셀룰러 모듈은 사용 환경에 따라 모두 좋은 선택이 될 수 있으며, 장단점은 분명합니다.

구분	특징
RF 모듈	각 모듈이 셀룰러 데이터 비용을 낼 필요가 없어 대부분 대규모 설치에 비용 면에서 유리합니다. 다만 로컬 RF 네트워크를 만드는 데 셀룰러보다 엔지니어링과 설계가 더 필요합니다.
셀룰러 모뎀	현장 설치가 가장 쉽고 복잡하지 않습니다. LTE 모뎀은 셀 타워에 직접 연결되므로 게이트웨이가 필요 없고, 모듈을 제품에 통합하기만 하면 연결됩니다. 규칙과 장애 요소도 가장 적습니다.

RF 네트워크에서는 모든 RF 모듈이 전체 네트워크를 이루어 각각의 데이터를 게이트웨이로 보내고, 게이트웨이가 데이터를 변환해 인터넷으로 전송합니다. 이 단계마다 엔지니어링과 검증이 필요해 장애 요소가 더 많습니다.

노드 사이의 물리적 거리도 고려할 사항입니다. 장치들이 비교적 가까운 1,000미터 이내에 있으면 로컬 네트워크에서 RF 모듈을 쓸 수 있습니다. 무선 연결할 장치 수가 많지 않다면 셀룰러가 훨씬 간단합니다.

영상 보기 Digi XBee 셀룰러 LTE 모뎀 선택을 설명하는 영상입니다.

선택 기준

올바른 셀룰러 LTE 모뎀 고르기

카운터포인트 리서치에 따르면 2022년에 4G LTE와 NB-IoT가 셀룰러 IoT 연결의 약 90%를 차지했습니다. 중국에서는 NB-IoT가 인기를 얻었고 일본, 호주, 북미는 저속 IoT 설치에 LTE-M으로 옮겨 갔으며, 유럽은 NB-IoT와 LTE-M을 모두 받아들였습니다. 따라서 장치를 설치할 나라에서 통신사가 LTE-M 또는 NB-IoT 네트워크를 구축했는지 먼저 확인해야 합니다.

LTE-M과 NB-IoT는 설치된 장치의 위치와 설치 기간을 계속 알아야 하지만 빈번한 업데이트는 필요 없는, 데이터를 매우 적게 쓰는 장치 모니터링에 적합합니다.
LTE Cat 1과 LTE Cat 4는 전 세계에서 많이 쓰는 고속 LTE입니다. 전송 속도보다 넓은 범위에서의 안정성을 우선할 때 고를 수 있습니다.
LTE-M과 NB-IoT는 네트워크 커버리지가 좋지만 타워의 지원이 필요해, 소프트웨어를 업데이트한 타워만 이 네트워크를 운영할 수 있습니다. 미국은 타워 소프트웨어 업데이트에서 대부분의 다른 나라를 앞서고 있을 것으로 봅니다.

Digi XBee 셀룰러 LTE 모뎀 비교

모델 비교

Digi XBee 셀룰러 LTE 모뎀 모델별 특징

각 모델은 서로 다른 어플리케이션에 맞는 기능을 갖추고 있습니다.

Digi XBee3 글로벌 및 저전력 LTE-M/NB-IoT 모듈: LTE-M과 NB-IoT를 전환할 수 있어 두 기술의 장점을 결합합니다. 엣지 어플리케이션에 저전력 셀룰러 연결을 주면서 더 높은 데이터 전송 속도, 더 낮은 지연 시간, 셀 타워 핸드오프를 지원해 설치 장치 추적과 모바일 어플리케이션에 맞습니다. 선택 이유는 배터리 구동 장치, 수동 GNSS 위치, LTE-M/NB-IoT 5G 3GPP 사양, 가장 저렴한 장치입니다.
사전 인증된 Digi XBee3 Global LTE Cat1 모듈: LTE-M, NB-IoT보다 훨씬 넓은 범위에 설치할 수 있고, LTE가 안 되는 곳에서는 2G/3G 폴백이 있어 Digi에서 가장 글로벌한 모뎀입니다. 상황에 따라 여러 주파수와 무선 프로토콜 사이를 전환하며 적당한 대역폭의 저비용 IoT 어플리케이션에 맞습니다. 선택 이유는 활성 GNSS 위치, 가장 널리 쓰는 모뎀, 2G/3G fallback, 밴드 14를 지원하는 북미 버전입니다.
개발 중인 Digi XBee 3 Global LTE Cat4 스마트 모뎀: Cat1 모뎀과 같은 하드웨어를 쓰면서 더 높은 통신 속도를 지원해, OEM 장치에 높은 대역폭의 셀룰러 연결을 쉽게 통합합니다. 선택 이유는 활성 GNSS 위치, 전 세계에서 가장 보편화된 모뎀, 2G/3G fallback, Digi ConnectCore® 솔루션과의 통합입니다.

모든 Digi XBee 3 셀룰러 LTE 모뎀은 세계 여러 곳에서 쓸 수 있도록 사전 인증되어 있어, 개발 시간을 줄이고 통신사 인증 비용 부담을 덜어 줍니다. 2G/3G 네트워크로 폴백할 수 있는 모듈은 경계적 커버리지 구역에서 더 쉽게 쓸 수 있으며, 셀룰러 연결 자산을 쉽게 배포할 수 있습니다.

적용 분야

XBee 셀룰러 LTE 모뎀 적용 분야

셀룰러를 쓰면 OEM이 장비에 원격으로 접속해 통찰력과 자동화를 개선하고 고객에게 더 나은 서비스를 제공할 수 있습니다. 고객 서비스는 IoT의 큰 판매 포인트입니다.

농업 분야

농업 분야 적용

농업 장비 제조: 농장 장비에 셀룰러 통신을 추가해 고객에게 어플리케이션과 구독을 제공하고 필요한 화학 물질이나 정보를 명령에 따라 쓰게 할 수 있습니다. 제조사는 장비 사용 패턴을 모니터링해 유지 관리에 활용하고, 이후 모델의 새 기능을 찾아 장비 설계를 개선할 수 있습니다.
사일로(저장고) 및 사료통 모니터링: 내용물의 여분 상태와 지표를 추적합니다. 작업자를 사다리 위로 보내거나 스프레드시트에 수동 입력할 필요 없이 현재 상태를 정확히 알 수 있고, 사료통 여분을 감지해 알림을 보내면 재고 관리와 주문에 도움이 됩니다.
관개(급수): 토양 및 수질 센서와 관개 피벗의 원격 모니터링은 물론 관개 과정의 자동화에도 알맞습니다.
정밀 농업: 자동화, 비료와 살충제 화학 물질의 정밀 모니터링 및 사용, 자율 주행 트랙터까지 아우르는 분야에 셀룰러 통신이 적합합니다.

전기차 충전 및 서비스 스테이션

전기차 충전은 EV 시장의 급속한 성장과 함께 가장 빠르게 성장하는 산업 중 하나입니다. 셀룰러 통신은 데이터 수집, 금융 거래, 사용자 인터페이스, 비디오 관리, 자동화를 지원합니다.

전기차 충전 및 서비스 스테이션

한 Digi 고객은 동전으로 작동하는 공기 펌프의 동전통이 가득 차면 서비스 담당자에게 알람을 보내는 데 셀룰러 통신을 썼습니다. 주기적으로 작업자를 보내 수거하면 동전통이 비었거나 덜 찬 경우가 생겨 경제적 손실이 되기 때문입니다. IoT 센서와 셀룰러 통신으로 동전통이 가득 차면 알람이 가도록 시스템을 구축하고, 알람을 받은 뒤 작업자를 보내 동전을 회수했습니다. 이 시스템 덕분에 이 사업체는 배포 후 9개월 만에 투자 수익을 얻었습니다.

수거 시스템이 효율적으로 바뀐 데 더해, 이 주유소들은 현장에서 기계를 어떻게 작동시키는지, 고객이 가장 많이 쓰는 기기와 가장 적게 쓰는 기기까지 알게 되어 제공하는 서비스를 바꿨습니다. 이런 새 시스템 대부분은 셀룰러 통신으로 가능해졌습니다.

스마트 시티 어플리케이션

스마트 시티 적용

스마트 시티는 매연 배출량과 에너지 사용량, 탄소 범위를 줄일 방법을 찾고 있습니다. 스마트 가로등부터 상하수도 관리, 쓰레기 압축 및 위생 시스템까지 원격으로 모니터링할 수 있는 모든 도시 서비스가 셀룰러 모뎀의 후보입니다.

일부 기업은 셀룰러 통신으로 운영을 최적화합니다. 원격 감지로 트럭의 이동 경로를 최적화하고 필요할 때만 트럭을 보내면 같은 양을 운반하면서 운행을 줄일 수 있습니다. 트럭 운행과 경비가 줄어 이런 지능형 IoT 시스템은 여러 산업 분야에서 온실가스 배출을 줄이는 데 중요한 역할을 합니다.

개발 도구

개발·관리 소프트웨어와 보안

Digi XBee 글로벌 셀룰러 제품군

산업용 센서와 장비는 곳곳에 있지만 아직 대부분 무선으로 연결되어 있지 않습니다. OEM이 IoT 연결을 구축하면 고객이 운영 데이터에서 새 통찰을 얻고 비즈니스 모델을 개선하거나 새로 만들 수 있는 기회가 됩니다.

XBee 글로벌 셀룰러 제품군은 Bluetooth Low Energy와 여러 통신사 인증을 받은 소형 솔루션으로, 전 세계 사용을 위해 만들었고 GNSS(Global Navigation Satellite System) 위치 지정 기능을 갖췄습니다.

Digi XBee Studio 소프트웨어: 개발자가 Digi XBee 글로벌 셀룰러 제품군의 네트워크를 설계, 구축, 테스트합니다.
Digi Remote Manager 클라우드 서비스: XBee 셀룰러 LTE 모뎀에 쉽게 연결해 원격 모니터링, 관리, 대량 펌웨어 업데이트를 합니다.
모든 Digi 셀룰러 제품군: MicroPython 프로그래밍, Bluetooth, 지리적 위치용 GNSS 위치 지정, Digi TrustFence® 보안을 지원합니다.

Digi XBee 셀룰러 LTE 모뎀은 어떤 통신 기술을 지원합니까?
LTE Cat 1, LTE Cat 4, LTE-M, NB-IoT를 지원합니다. 모든 Digi XBee 3 셀룰러 LTE 모뎀은 세계 여러 곳에서 쓸 수 있도록 사전 인증되어 있습니다.
RF 모듈과 셀룰러 모뎀 중 무엇을 골라야 합니까?
장치가 서로 1,000미터 이내에 있고 대규모 설치라면 RF 모듈이 비용 면에서 유리합니다. 무선 연결할 장치 수가 적거나 설치를 쉽게 하려면 게이트웨이가 필요 없는 셀룰러 모뎀이 더 간단합니다.
Digi XBee3 Global LTE Cat1 모뎀은 어떤 점이 특징입니까?
LTE-M, NB-IoT보다 훨씬 넓은 범위에 설치할 수 있고 2G/3G 폴백이 있어 Digi에서 가장 글로벌한 모뎀입니다. 활성 GNSS 위치를 지원하며 밴드 14를 지원하는 북미 버전도 있습니다.
XBee 셀룰러 모뎀은 어떤 분야에 쓰입니까?
농업 장비, 사일로·사료통 모니터링, 관개, 정밀 농업, 전기차 충전 및 서비스 스테이션, 스마트 시티 분야에 쓰입니다.