1. 개요 (Overview)
**Wi-SUN(Wireless Smart Utility Network, 무선 스마트 유틸리티 네트워크)**은 스마트 미터(AMI, Advanced Metering Infrastructure), 스마트 시티, 스마트 그리드, 공공 인프라 모니터링 등을 위해 설계된 저전력, 장거리, 저속 데이터 전송 무선 통신 기술입니다.
IEEE 802.15.4g/e 표준 기반으로, 메시(Mesh) 네트워크 아키텍처와 IPv6 지원을 통해 확장성, 상호운용성, 보안성을 보장합니다.
즉, Wi-Fi의 고속·단거리, LTE/5G의 고비용·고속과 달리, Wi-SUN은 저전력·광역·저속에 특화된 기술로서, AMI·IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 인프라의 핵심 무선 통신 기술입니다.
2. 기술 표준 및 아키텍처 (Standards & Architecture)
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표준 기반
- IEEE 802.15.4g: 저속 무선 광역 네트워크(FLRC, FSK, OFDM 물리계층)
- IEEE 802.15.4e: 저전력 타임 슬롯 채널 호핑(TSCH, Time Slotted Channel Hopping)
- IPv6/6LoWPAN(IPv6 over Low Power Wireless Personal Area Networks)
- IETF RPL(Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks) 기반 메시 라우팅
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네트워크 아키텍처
- Field Area Network(FAN, 현장 영역망): AMI·스마트 시티 센서망
- **Home Area Network(HAN, 가정 영역망)**와 연계 가능
- **Backhaul Network(백홀망)**을 통해 MDMS(계량 데이터 관리 시스템), 클라우드, 운영 센터와 연계
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메시(Mesh) 네트워크 특성
- 자가치유(Self-Healing): 노드 장애 시 자동 경로 우회
- 확장성: 수천~수만 노드까지 확장 가능
- 낮은 지연 시간(Latency)과 높은 안정성
3. 주요 기능 (Key Functionalities)
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AMI(Advanced Metering Infrastructure, 지능형 전력 계량 인프라) 지원
- 전력, 가스, 수도 계량기와 양방향 통신
- 원격 검침, 원격 제어
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스마트 시티/스마트 그리드 인프라
- 가로등 제어, 교통 신호기 관리, 환경 센서망
- 분산형 에너지 자원(DER, Distributed Energy Resource) 연계
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저전력·장거리 통신
- 수 km 수준의 커버리지(도심 밀집 지역 수백 m ~ 교외 수 km)
- 배터리 수명 10년 이상 가능
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보안 내장
- AES-128/256 암호화
- 인증(Authentication) 및 무결성 검증
4. Wi-SUN과 타 무선 기술 비교
| 구분 | Wi-SUN | ZigBee | LoRaWAN | NB-IoT |
|---|---|---|---|---|
| 표준 기반 | IEEE 802.15.4g/e | IEEE 802.15.4 | LoRa Alliance 독자 표준 | 3GPP LTE 기반 |
| 네트워크 구조 | 메시(Mesh) | 메시(Mesh) | 스타(Star) | 스타(Star) |
| 통신 거리 | 수백 m ~ 수 km | 수십 m | 수 km | 수 km |
| 속도 | 수백 kbps ~ Mbps | 수백 kbps | 수 kbps | 수십 kbps |
| 상호운용성 | 높음 (IPv6 지원) | 제한적 | 제한적 | 높음 |
| 주요 활용 | AMI, 스마트 시티, 공공 인프라 | 홈 IoT | LPWAN, 원거리 센서 | 스마트 미터, 산업 IoT |
→ Wi-SUN은 ZigBee 대비 장거리·대규모 메시 지원, LoRaWAN 대비 고속·양방향 지원, NB-IoT 대비 비면허 주파수 활용의 장점
5. 기대 효과 (Benefits)
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전력·가스·수도 등 유틸리티 사업자
- 원격 검침 비용 절감
- 전력 피크 관리 및 분산 에너지 자원(DER) 연계 용이
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스마트 시티
- 교통, 조명, 환경 모니터링 통합 관리
- IoT 인프라 확장성 확보
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보안 및 안정성
- 고유의 인증 체계 → 불법 계량·데이터 변조 방지
- 자가치유 네트워크 → 재난·장애 상황에서도 통신 유지
6. 보안 고려 사항 (Security Considerations)
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통신 구간 보안
- AES 기반 암호화, PKI 기반 인증
- 재전송 공격(Replay Attack) 방지
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노드 보안
- 불법 장치 삽입, 펌웨어 변조 위험
- Secure Boot, Anti-Tamper 기술 필요
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운영 센터/MDMS 보안
- 대규모 데이터 집중 → DDoS 공격 위험
- 접근 제어, 보안관제 필요
7. 국내외 동향 (Trends)
- Wi-SUN Alliance: 글로벌 표준화 및 인증 제공, Cisco·Itron·Toshiba·KEPCO 등 참여
- 미국·일본: AMI 및 스마트 시티 인프라에 Wi-SUN FAN(Field Area Network) 대규모 적용
- 한국: 한국전력공사(KEPCO) AMI 프로젝트에 Wi-SUN FAN 채택 → 전국적 보급 진행 중
8. 기술사 수준 결론
**Wi-SUN(Wireless Smart Utility Network, 무선 스마트 유틸리티 네트워크)**은 저전력·장거리·대규모 확장성을 가진 스마트 그리드 및 스마트 시티 핵심 무선 통신 인프라입니다.
- ZigBee 대비 장거리·대규모 지원
- LoRaWAN 대비 고속·양방향 통신 가능
- NB-IoT 대비 비면허 주파수 활용으로 비용 절감
그러나 사이버 보안, 운영센터 집중화로 인한 단일 실패점(SPoF, Single Point of Failure), 비면허 대역의 간섭 문제가 기술적 과제로 남아 있습니다.
향후에는 AI 기반 자가 최적화 라우팅, 블록체인 기반 보안 인증, 5G/6G와의 하이브리드 연계가 핵심 진화 방향이 될 것입니다.
