LoRaWAN & Sigfox

개요

LoRaWAN과 Sigfox는 대표적인 저전력 광역 네트워크(LPWAN) 기술로, 센서 기반 IoT 디바이스가 장거리 통신을 극소의 전력으로 수행할 수 있게 해줍니다. 스마트시티, 농업, 산업 IoT, 공공 인프라 등에서 광범위하게 사용되며, 셀룰러 기반의 IoT 대비 설치 비용이 낮고, 배터리 수명이 길어 실용성이 뛰어납니다. 본 포스트에서는 LoRaWAN과 Sigfox의 구조, 차이점, 장단점 및 활용 사례를 비교 분석합니다.

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1. 개념 및 정의

• LoRaWAN: LoRa(장거리 무선 변조 기술)를 기반으로 한 오픈 프로토콜 네트워크 아키텍처. 게이트웨이를 통해 IoT 디바이스와 네트워크 서버 간 통신을 지원하며, 주파수 대역은 비면허 ISM 밴드(대한민국 기준 920~923MHz)를 사용합니다.
• Sigfox: 프랑스 기반의 글로벌 LPWAN 서비스 제공사로, 초단문 메시지를 단방향으로 전송하며, 네트워크 인프라는 Sigfox가 직접 운영합니다. 단순하고 저렴한 모듈로 초저전력 통신을 실현합니다.

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2. 특징

항목	LoRaWAN	Sigfox
통신 방식	양방향(Downlink/Uplink 지원)	주로 단방향(Uplink 중심, 제한된 Downlink)
주파수 대역	비면허 대역(ISM, 920MHz)	비면허 대역(ISM, 920MHz)
네트워크 형태	프라이빗 및 퍼블릭 모두 가능, 자가 구축 가능	퍼블릭 전용, Sigfox 인프라에 의존
커버리지	도심: 수 km, 농촌: 10~15km	최대 50km(농촌), 10km(도시)
데이터 전송량	메시지당 수백 바이트, 하루 수천 개 가능	1회 12바이트, 하루 최대 140건
배터리 수명	5~10년 이상 (활용도에 따라 상이)	최대 10년 (전송 빈도 낮을 경우)

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3. 주요 구성 요소

구성 요소	LoRaWAN	Sigfox
디바이스	센서, 트래커 등 LoRa 칩셋 내장 장치	초경량 Sigfox 모듈 탑재 기기
게이트웨이	사용자 구축 가능 (프라이빗망 가능)	Sigfox 운영 인프라 사용
네트워크 서버	LoRaWAN Network Server (LNS), 클라우드 기반	Sigfox Cloud에서 모든 메시지 처리
애플리케이션 서버	사용자 맞춤 구축 가능	Sigfox 플랫폼 또는 연계 API

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4. 기술 요소

기술 요소	LoRaWAN	Sigfox
변조 방식	Chirp Spread Spectrum (CSS)	Ultra-Narrow Band (UNB)
데이터 속도	0.3~50 kbps	100 bps
네트워크 구축 유연성	프라이빗 및 퍼블릭망 선택 가능	전용 네트워크 인프라 의존
보안	AES-128 암호화, End-to-End 인증	기본 보안 + 백엔드 암호화
위성 연동 지원	지원 (특정 상용 위성 네트워크와 연계 가능)	일부 위성 연계 서비스 실험적 적용 중

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5. 장점 및 이점

장점	LoRaWAN	Sigfox
네트워크 유연성	사용자가 직접 네트워크 구축 가능	간단한 가입형 서비스로 빠른 도입 가능
확장성	수천 개 노드 연결 가능	매우 간단한 구조로 유지보수 비용 낮음
저비용 운영	라이선스 비용 없음, 게이트웨이만 설치하면 운영 가능	통신비용 저렴, 모듈 가격도 낮음
저전력 설계	Deep Sleep 모드 지원	최소 주기 전송에 최적화된 구조

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6. 주요 활용 사례 및 고려사항

활용 사례

• LoRaWAN:
  • 스마트시티: 가로등 제어, 공공 쓰레기통 상태 감지
  • 농업: 토양 수분, 온도, CO2 센서 등 실시간 모니터링
  • 산업: 공장 설비 상태 모니터링, 스마트 미터링
• Sigfox:
  • 자산 추적: 물류 트래커, 이동식 장비 위치 파악
  • 재난 알림: 간헐적 센서 정보 전송을 통한 상태 감시
  • 스마트 계량기: 수·전·가스 사용량 주기적 보고

고려사항

고려 항목	LoRaWAN	Sigfox
서비스 지역 제한	자가 구축 시 가능하지만, 공공망은 지역별 커버리지 상이	Sigfox 서비스 망 구축된 국가/지역에서만 사용 가능
설치 복잡성	게이트웨이 설치 및 서버 연동 필요	단말 등록만으로 간편한 사용 가능
데이터 사용 제한	데이터 사용량/빈도는 제한적임	초소형 메시지 기반, 고빈도/대용량 트래픽에는 부적합

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7. 결론

LoRaWAN과 Sigfox는 각각 장점과 특성이 뚜렷한 LPWAN 기술입니다. LoRaWAN은 유연성과 확장성, Sigfox는 간단함과 초저전력 구조에 강점이 있습니다. IoT 서비스의 요구사항—예를 들어 데이터 전송 빈도, 전력, 네트워크 관리, 지역 커버리지—에 따라 두 기술을 적절히 선택하거나 병행 도입하는 것이 중요합니다. 향후 위성과의 연계 및 글로벌 커버리지 확대에 따라 두 기술 모두 더욱 다양한 분야에 적용될 것입니다.