Bridging Industrial Communication

캘리포니아의 팔로알토 리서치 센터에서 밥 메칼프(Bob Metcalfe)가 자신이 고안한 네트워크 시스템을 처음 설명한 것은 1973년이었습니다. 이 시스템을 사용하면 컴퓨터와 프린터 간 연결을 가능하게 할 수 있었습니다. 그 이후, 이더넷이라는 이름은 세상에 널리 알려지며 근거리 통신망(LAN) 및 광대역 통신망(WAN)의 데이터 전송 방식을 제어하는 사실상의 프로토콜로 자리매김하게 되었습니다. 그리고 최근 수십 년 사이, 이더넷은 이번에는 산업 영역에서 다시 한 번의 진화를 이루어냈습니다.

이더넷이 가지고 있는 근본적인 장점과 낮은 결정성 및 대기시간을 보장하기 위한 여러 유용한 기능을 갖춘 산업용 이더넷 프로토콜들이 개발되었습니다. Modbus TCP/IP™, PROFINET™, EtherNet/IP™ 및 EtherCat™는 산업 자동화 애플리케이션에 사용되는 유명한 프로토콜입니다.

이더넷, 산업용 시험 통과

기존의 이더넷은 상업용 환경에서 널리 사용되었습니다. 반면 산업용 이더넷 기술은 여전히 효율적으로 작동하는 동시에 가혹한 조건을 견뎌야 하며, 공장, 태양광 발전소, 광산 및 심지어는 원양 정기선에도 사용됩니다. 이러한 환경은 먼지, 습기, 기후 변화, 전자기 간섭 등 깔끔하게 잘 정리된 사무용 공간에서는 거의 찾아볼 수 없는 요소들로 이더넷 케이블 및 관련 구성요소에 지속적으로 큰 스트레스 및 자극을 주게 됩니다.

이더넷, 새로운 유행

'피지털(phy-gital, 피지컬+디지털)' 세계 형성, 증강현실(AR) 등의 새로운 유행어들은 4차 산업혁명을 한층 더 매혹적으로 보이게끔 합니다. 산업용 이더넷에 초점을 맞추자면, 4차 산업혁명과 산업 사물인터넷(IIoT)의 근간을 구성하는 것이 바로 산업용 이더넷이라는 점을 인식할 필요가 있습니다. 낮은 대기시간과 결정성은 실시간 정보 제공에 새로운 차원과 의미를 더하며 제조, 자동화 생산 라인, 머신러닝, 예방적 유지보수 및 공급망 협업을 모두 가능하게 합니다. 즉, 스마트 팩토리의 탄생입니다. 이더넷 프로토콜이 LAN과 WAN에서의 데이터 전송에 사용되기 때문에, 이더넷은 팩토리와 기업의 오피스 서버를 자동적으로 편리하게 연결하는 공통 플랫폼으로 선택되었습니다.

산업용 이더넷 스위치는 이처럼 핵심적인 연결을 가능하게 만드는 다리가 되었습니다.

산업용 이더넷으로의 전환은 완만한 수준이었다. 아직까지는...

현재 필드버스(Fieldbus) 기술을 사용하는 많은 고객들이 클라우드 연결의 가능성에 대비하는 것은 물론, 분석 등 추가적인 장점을 활용하기 위해 이더넷 프로토콜로의 전환을 고려하고 있습니다. 필드버스와 비교해 이더넷 인프라에서 신규 노드가 더 많이 생성되고 있다는 것은, 최신 트렌드가 산업용 이더넷¹ 쪽으로 기울고 있음을 시사하는 것으로 보입니다.

Automation World²에 실린 기사는 센서 등 연결 기기의 약 절반 가량이 산업용 이더넷에 연결되어 있다는 사실을 뒷받침하고 있으며, 전환의 주요 장벽은 비용이라는 점도 밝히고 있습니다. 트위스트 페어(TP) 이더넷 케이블은 대부분의 센서가 커넥션에 요구하는 사양을 초과하는 것으로 알려져 있습니다. 후속 주자인 싱글 페어 이더넷 케이블의 인기는 비용 효율성을 높이는 것은 물론, 고객의 요구사항을 충족시킵니다. 보다 강력한 기기 연결성에 대한 추진력은 계속해서 강도 높게 유지되고 있습니다.

최근 발생한 코로나바이러스, 또는 코로나19 팬데믹으로 인해 많은 기업들은 어떻게 하면 중단을 최소화하며 제조를 계속할 수 있는지를 고민하고 있으며, 심지어는 사람이 전혀 관여를 하지 않고도 제조할 수 있는 방법을 연구하고 있습니다. 포브스 지에서는 '고립경제'라는 용어를 통해 필수적인 이동이 줄어들고 사람들이 직장에 있는 것과 동등한 수준의 효율성을 발휘하며 원격으로 근무하는 하는 세상을 그리고 있습니다. 원격 액세스 및 모니터링에 중점을 두는 프로세스 및 인프라 변화에 주목해야 한다는 것은 분명한 사실입니다. 산업 통신 및 연결성은 앞으로 필수적인 요소로 발전하게 될 것입니다.

산업용 이더넷 스위치가 이미 시중에 출시되어 있고 단순히 연결을 제공하는 것 이상의 장점을 갖추고 있기 때문에, 더 많은 엔드 유저(end-user)들이 산업용 이더넷을 사용하고 있으며, 이러한 경향은 계속 강하게 이어질 것으로 보입니다. 구현이 간단하고 확장성이 뛰어난 산업용 이더넷은 향후 오랫동안 안정적인 기기와 견고한 연결을 제공할 것입니다.

언매니지드 스위치와 매니지드 스위치, 선택의 문제

LAPP은 다양한 산업용 이더넷 스위치를 제공합니다. 언매니지드 스위치는 기본적인 기능을 갖추고 있으며, 중복 전원 입력 및 브로드 캐스트 스톰 방지 등의 추가적인 기능을 제공하는 플러그 앤 플레이 기기입니다. 매니지드 스위치는 언매니지드 스위치보다 고급 제품이며, 20 밀리초 미만의 재구성 시간을 통해 간단하게 중복 네트워크 토폴로지를 설정하거나 HTTP, Telnet, Ethernet/IP, Modbus/TCP 및 IPv6 드의 다양한 프로토콜을 지원하는 등 보다 다양한 기능을 갖추고 있습니다.

특정한 애플리케이션에 가장 적합한 스위치를 선택하려면 어떻게 해야 할까요?

몇 가지 중요한 요소를 통해 스위치를 결정할 수 있으며, 다음 질문에 대한 답을 통해 확인할 수 있습니다.

보안이 특별히 중요한 환경입니까?

네트워크 내에서 민감한 데이터가 전송되는 경우, 매니지드 스위치를 권장합니다. 매니지드 스위치는 네트워크 분리 및 보안이 가능하며, 이를 통해 신뢰하는 기기 또는 조직 내 사전 인증된 엔드 유저(end-user)만으로 네트워크 액세스를 제한할 수 있습니다.

ETHERLINE^® ACCESS NF04T NAT/파이어월 스위치를 솔루션에 통합 구성할 수도 있습니다. 이 제품은 라우터와 스위치의 기능을 모두 갖추고 있는 것은 물론, 모든 작동 모드에서 설정 가능한 내장 방화벽이 가동됩니다. 따라서 IT 및 생산 설비에서 해커의 공격을 방어하는 보안 배리어로 사용할 수 있습니다.

일반적인 작업 시 다운타임 발생이 용인됩니까?

자동차, 식음료, 석유가스 등, 다운타임을 야기하는 연결 장애가 곧 수백만 달러 손실을 의미하는 업계에서는 매니지드 스위치를 선택하는 것이 가장 적절할 것입니다. 매니지드 스위치를 사용할 경우 내장 이중화 토폴로지가 다운타임을 안정적으로 방지하며,특정 기기 또는 물리적 연결 장애가 발생하는 경우에도 동일한 네트워크에 연결된 다른 모든 기기는 연결된 상태를 유지할 뿐만 아니라, 작동 가능하기 때문입니다. 매니지드 스위치는 데이터 트래픽을 지능적으로 관리하며 우선순위가 높은 정보가 먼저 전달되도록 합니다. VOIP 네트워크 트래픽과 같이 시간에 민감한 데이터는 QoS(Quality of Service) 기능을 사용하여 우선순위를 보다 높게 설정할 수 있습니다.

원격 모니터링 및 액세스를 필요로 하십니까?

매니지드 스위치는 우선순위 SNMP(Simple Network Management Protocol) 등의 기능을 갖추고 있어 사용자들이 네트워크의 문제를 원격으로 해결할 수 있도록 합니다. 네트워크에 대한 업데이트도 제공될 수 있으며, 발생 가능성이 있는 문제에 대해서도 미리 알 수 있습니다. 이러한 모든 기능은 종종 연중 무휴로 현장에서 직원이 직접 네트워크를 모니터링해야 하는 시설의 부담을 줄여줍니다.

귀사의 요구사항에 적합한 산업용 이더넷 스위치를 선택하는 데 도움이 필요하십니까? moonki.lee@lappgroup.com으로 언제든지 문의 주시기 바랍니다.

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