TSN을 대비하는 힐셔의 자세와 NetFIELD 통합 솔루션

TSN, 2022년 이후 상용화, 기존 산업 네트워크 대체할 것

[테크월드=이건한 기자] 산업용 통신 솔루션 전문기업 힐셔(Hilscher)가 서울 서초구 J.W 메리어트호텔에서 기자간담회를 열고 차세대 산업용 통신 기술인 TSN(Time Sensitive Networking) 솔루션 개발 현황과 OT와 IT의 유기적인 결합을 위한 통합 솔루션 ‘netFIELD’ 출시에 관한 내용을 발표했다.

TSN은 ‘완전한’ 실시간 이더넷 통신을 실현하기 위해 IEEE 802.1 내 TSN 태스크그룹에서 개발하고 있는 이더넷 표준 규격이다. 오늘날 널리 사용되고 있는 이더넷(EtherNET)은 모든 컴퓨터와 스위치, 허브 등의 각기 다른 기기들이 원활하게 통신할 수 있도록 고안된 네트워크 기술로, IEEE 802.3 표준 이더넷 규격에 따라 전 세계에 통용되고 있다. 특히 이더넷은 우리에게 익숙한 LAN, MAN, WAN 네트워크에서 가장 많이 사용되고 있는 기술 구조이기도 하다.

하지만 이더넷의 한계는 ‘실시간성(Real Time)’을 충족하지 못한다는 점에 있다. 일반적으로 쓰이는 IT 기반 네트워크와 달리 산업용 설비와 시스템을 연결한 네트워크에서는 정해진 시간 내에 어떤 정보가 특정 기기에 도달하고, 작업이 완료될 수 있도록 하는 것이 중요하다. 그러나 이더넷은 연결성을 제공할 뿐 이런 실시간성은 보장하지 않는다.

이 때문에 산업 현장에서는 지금까지 이더켓(EtherCAT)이나 프로피넷(PROFINET) 같은 별도의 특수 기능을 포함한 실시간 이더넷 기술을 표준 이더넷에 추가해 사용하는 것이 일반적이었다. 여기서 문제는 이처럼 각기 다른 여러 네트워크 기술들이 사용될 경우 기업의 진입 장벽은 높아지고 기술적 역량이 집중되기 어려워진다는 점이다.

이를 대체할 TSN은 아직 꽤 생소한 개념이다. 아직 상용화되지 않은 개발 단계, 시범 적용 단계에 머무르며 가능성을 타진하는 시기인 탓이다. TSN은 단일 프로토콜이 아니라 기존의 여러 산업용 통신 프로토콜을 모두 포함하는 통합 표준을 표방한다.

기본적인 개념은 ‘서로 다른 데이터를 하나의 케이블로 보다 빠르게 전송한다’는 것이며, ▲OT단에서 나온 트래픽이 이동하는 과정에서의 적절한 스케쥴링 ▲정밀한 시간 동기화 ▲모든 장비가 TSN으로 통신할 때 이것들을 모두 구성할 수 있는 설정 도구의 확보를 핵심 요소로 꼽는다. 특히 통합 설정이 지원되지 않으면 하나의 프로토콜을 사용하되 모든 기기 설정은 모두 분리해야 하는 비효율이 발생하기 때문에 필수적이다.

이날 간담회에 참석한 올라프 크랏지(Olaf Kratge) 힐셔 해외 영업담당 부사장은 TSN이 본격적으로 상용화될 시기에 대해 2022년 이후로 내다봤다. 그는 “현재 TSN은 내부 정의만 있고 구체적인 동작에 대해 기술되지 않은 상태”라며, “현재 IEEE/IEC 60802 TSN 프로파일에 대한 내용은 2017년부터 정의를 시작해 2021년 무렵 완성될 예정”이라고 말했다.

현재 TSN 관련 기술들은 확보가 됐고 테스트를 실시 중인 회사도 있지만, 아직까지 서로 다른 기업 간 상호운영성은 부족하다고 한다. 만약 ‘A사와 B사의 시스템을 TSN으로 통합하고, 이에 대한 운영을 C사가 한다’는 개념은 아직 구현하기 어렵다는 것이다.

이런 문제를 해결하기 위해 현재 힐셔는 아나로그디바이스(Analog Devices), 벨덴(Belden), 시스코(Cisco) 등과 함께 TSN 지원 제품을 평가하고 관련 표준을 개발하기 위한 여러 노력을 병행하고 있다고 밝혔다. 주로 TSN, OPC UA, MQTT 등이 제공하는 새로운 기능을 사용하기 위한 프로토콜이 자동화 장치의 통신 모델 인터페이스에 구현하기 위한 연구와 함께 기가비트(Gigabit TSN) 솔루션을 개발한다.

또 힐셔는 과거 7~8년 전에 출시한 통합 ASIC 칩인 NetX 51과 NetX52에서도 TSN이 구현될 수 있음을 증명했으며, xMAC과 xPEC 아키텍처를 이용한 미래 지향적 기술 개발에 집중하고 있다고 밝혔다. 울라프 부사장은 “기업들은 미래 기술과 인프라에 대한 준비성을 갖추길 원하며, 힐셔 역시 이를 충족시켜주기 위한 지속적인 개발과 협업을 계속할 것”이라고 말했다.

TSN과 함께, 힐셔는 차세대 OT와 IT의 유기적인 융합을 돕는 통합 솔루션 netFIELD에 대해서도 함께 소개했다. 제품 소개를 담당한 스테만 갈만(Stefan Gallmann) 부사장은 “힐셔는 필드 단위 자동화 커뮤니케이션 전문 기업에서 이젠 클라우드 커뮤니케이션까지로 사업 부문을 확장하고 있으며, 이젠 OT단에서 데이터 생산과 집계가 이뤄지고 이것이 IT 단의 클라우드까지 이동하는 세상이다. 흔히 스마트팩토리나 인더스트리 4.0으로 부르는 이 개념에 걸맞은 통합 지원 플랫폼이 바로 netFIELD”라고 말했다.

netFILED 주요 솔루션 중 하나인 IO-LinK 엣지 게이트웨이는 기존의 IP67 타입 IO-Link 제품에 PROFINET, EtherNet/IP 등의 통신 기능을 추가해 다양한 실시간 이더넷 프로토콜에 연결할 수 있도록 지원한다. 또 인더스트리 4.0 시나리오 구현을 위한 엣지 연결과 관련된 다양한 기능을 포함하고 있으며, 리눅스와 도커 프레임워크를 활용한다. OPC-UA 서버와 모바일 앱을 이용한 장치 구성을 지원하는 블루투스 기능도 포함하고 있다. 또한 클라우드 기반 netFIELD 엣지 포털을 이용하면 새로운 애플리케이션을 장치에 손쉽게 구축하고, 원격으로 구성과 모니터링, 관리와 업데이트 등이 가능하다.

힐셔코리아 원일민 대표는 “보다 완전한 산업 디지털화를 실현하기 위해 힐셔는 다양한 이기종 자동화 환경의 산업 자동화 네트워크를 변환해 데이터를 집계하고, 사전 처리된 데이터를 IT와 클라우드 서비스로 제공할 수 있는 솔루션 개발에 주력하고 있다”고 말하며, “미래의 산업용 통신 요구에 대응하고, 네트워크 간의 완벽한 상호 운용성이 구현될 수 있도록 개방형 인더스트리 4.0 얼라이언스(Open Industry 4.0 Alliance)는 물론, TSN 기술 개발에도 적극 참여하겠다”고 밝혔다.

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