전 글에서 IoT의 동작과정을 확인 할 수 있었고, Thing들은 gateway와의 connection을 통해 데이터를 주기적으로 전송하거나 필요한 데이터를 전송함을 배웠다.
이때 connection은 기본적으로 이 IoT 앱/서비스가 어떤 특성을 가지고 있느냐에따라서 결정된다.
다양한 연결구조
- IoT thing(device)들은 인터넷과의 연결을 유선/무선으로 가질 수 있다.
- IoT시스템은 아래의 연결을 가질 수 있다.
- Thing들로만 데이터를 주고받는 형태인 Thing-to-Thing
- Thing들이 서버에 정보를 전달하는 형태인 Thing-to-Server
- 여러 Server들 사이에 대규모로 데이터를 관리하는 Server-to-Server - IoT thing들과 gateway는 아래의 연결을 가질 수 있다.
- Thing들 각각과 gateway만 연결되는 start network 구조
- Thing들 끼리도 연결되고 gateway와도 이중연결되는 Mesh network구조 - 인터넷 프로토콜또한 아래의 연결이 사용될 수 있다.
- 기존에 사용되는 프로토콜
- IoT와 적합한 프로토콜(e.g. MQTT, CoAP)
다양한 연결 방식중 각각의 장단점을 고려해서 이 Iot의 앱/서비스에 맞는 방식을 선택해야한다.
고려할부분 : 전송 범위(장/단거리용), 전송 속도, capacity(최대 처리량), 전력소모량, Chip 크기, cost, 해당 서비스의 요구사항 등등
제약 조건 : IoT 서비스가 운영되는 환경, Thing들의 크기, IoT 서비스의 비용, IoT 서비스가 다루는 데이터의 양, 서비스의 가능 유무, 가용전력량, board의 성능, 보안 등등
Examples
- 데이터를 많이, 자주 보내는 특성이있는 경우 : Bandwidth가 높아야함(WiFi/ LTE)
- Thing의 크기가 작은경우 : 안테나의 크기가 작고(주파수 대역↑), 전력소모가 적게되어야함
- Thing이 데이터를 장거리까지 보내야하는 경우 : 안테나의 크기가 크고(주파수 대역↓), data rate가 낮고, power capacity가 높아야함
- Thing이 오랫동안 재충전되지않고 작동해야하는 경우 : 전송범위/전송량/전송빈도가 작거나, 성능좋은 배터리/에너지 harvesting이 가능해야함.
주파수 대역과 장단점
IoT에 쓰이는 무선통신 기술들은 일반적으로 100 MHz ~ 5.8 GHz 사이에서 동작을 한다. *Hz : 초당 진동 횟수
고 주파수 대역 : 대역폭(bandwidth)을 크게 잡을 수 있으므로 channel을 많이 만들고 더 많은양의 데이터를 보낼 수 있다(capacity가 크다) / 전송 범위가 좁고 장애물에게 영향을 많이받는다
저 주파수 대역 : 전송 범위가 넓고 장애물에게 영향을 많이 받지않음 / 상대적으로 bandwidth와 capacity가 작다
Unlicensed vs. Licensed Band
주파수는 일반적으로 정부 차원에서 관리한다.
Licensed : 특정한 주파수 대역은 허가를 받고 독점할 수 있고, 간섭의 가능성을 줄인다.
Unlicensed(ISM 대역) : Industrial, Scientific, Medical 분야에 할당된 주파수 대역. ex) Wi-Fi, Bluetooth
IoT 장비들은 주로 Unlicensed 대역중 2.4GHz ~ 5GHz을 많이 사용하지만, 일부 서비스는 조금더 낮은 대역을 사용하기도 한다.
또 일부는 Licensed 대역을 사용하기도 한다.
