스마트공장의 핵심 원동력 ‘TSN'

[산업일보]
산업용 네트워크가 기존의 유·무선 산업이더넷 중심에서 5G, TSN(Time Sensitive Networking, 시간 민감형 네트워크) 도입으로 패러다임의 전환이 일어날 것으로 보인다.

네스트필드(NESTFIEDLE)(주) 홍승호 고문은 "필드버스(Field Bus), 씨씨링크(CC-Link), 프로피버스(Profibus), 이더넷(EtherCAT), 프로피넷(PROFINET) 등의 산업용 유선통신시장은 앞으로 TSN으로 대체될 것이며, 무선통신은 5G가 담당할 것이다"고 말했다.

그는 TSN의 지연 없는 실시간성과 신뢰성, 보안성능, 그리고 미션 크리티컬 트래픽(Mission Critical Traffic), 비 미션 크리티컬 트래픽(Non-Mission Critical 트래픽) 및 데이터 스트림을 통합 제어 할 수 있는 이점으로 인해 향후 몇 년 안에 기존의 산업용 유선통신들을 대체할 것으로 전망했다.

홍승호 고문은 한양대학교 교수로 재직하며 국제표준기구 IEC/ISO에서 30여 년 간 활동했다. 또한 IEC/ISO 스마트제조 관련 위원회의 국가위원장으로 활동하고 있으며, IEC Award 1906를 수상하는 등 국내외에서 손꼽히는 국제표준 전문가다.

“스마트공장의 유선 통신망이 TSN으로 가는 것은 자명하겠지만, 기존에 깔려있는 유선통신망을 제거하고 재설치하는 데는 비용 소요가 크기 때문에 신공장 구축, 새로운 공정라인 설시 등 순차적으로 교체가 일어날 것”으로 홍 고문은 내다봤다.

TSN 기술이 왜 스마트공장의 원동력이 되나?
TSN 기술이 스마트공장의 효율화를 위한 핵심으로 부상하는 것은 공장 안 사물의 소통 문제를 해결할 수 있는 열쇠가 될 수 있기 때문이다.

4차 산업혁명과 함께 산업계에 사물인터넷(IoT)이 확산되고 디지털화, 데이터의 중요성이 높아졌다. 공장에서도 설치한 각각의 설비, 시스템, 공정 등을 네트워크로 연결해 유용한 데이터를 얻고 제어하기 위한 요구가 높아진 것.

그런데 이러한 설비, 시스템은 각각의 공급 기업에 따라 서로 다른 프로토콜로 연결돼 있어서 통합적으로 연결하고 확장하는데 한계성을 드러냈다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 개발된 TSN 기술은 IEEE 802.1 및 IEEE 802.3 하위 표준들을 기반으로 기존의 여려 표준이 조합된 패키지이자, 차세대 산업용 네트워크 표준이다.

“TSN을 적용하면 각각의 프로토콜을 연결하기 위한 작업이 필요 없이 오직 이 네트워크 하나만으로 산업용 사물인터넷(IIoT)을 간단히 통합적으로 운영할 수 있기 때문에 비용 절감과 시스템 효율을 높여 스마트한 공장을 원활하게 관리할 수 있는 원동력이 될 수 있다”고 네스트필드(주) 홍승호 고문은 말했다.

이어 “특히 공장은 일반 기업과 달리 1초 안에 몇 번, 몇 십번, 몇 백번 움직이도록 설정해 정확히 작업을 수행해야 하는 경우들이 있다. 이러한 미션 크리티컬한 상황에서는 저지연이 필수고, 그에 적합한 네트워크가 TSN”이라고 설명했다.

또한, TSN은 실시간성을 비롯해 다양한 이점이 있는 네트워크로, 공장뿐만 아니라 자동차, 빌딩 등 다양한 분야로의 적용이 기대된다고 덧붙였다.

거스를 수 없는 대세 ‘TSN'
TSN 표준이 마련되면서 글로벌 기업을 중심으로 이와 관련한 제품들도 속속 출시되고 있다. 하지만 아직 국내에는 TSN 구축을 찾아보기가 쉽지 않다.

홍승호 고문은 “국내 기업들이 TSN을 어렵다고 생각한다. 스마트공장 최적화를 위해 다양한 솔루션을 도입하고 운영하는 것도 쉽지 않은데 또 다른 네트워크 도입을 위해 관련 기술을 공부하는 것에 부담을 느낀다”며 국내 기업들의 TSN 도입 생태계가 조성되지 못하고 있는 현실을 짚었다.

“TSN의 도입은 시기의 문제지, 성능에서는 관련 공급 기업이 이미 인정하고 있다. TSN 환경을 구축하기 위해 기존 프로토콜 및 제품 공급 기업들은 TSN과 기존 프로토콜이 호환되도록 하는 방향도 진행하고 있다”며 “하지만 주목해야 할 점은 TSN이 앞으로 산업용 네트워크의 중심이 될 것이라는 점이다”고 강조했다.

특히 개발 툴 등을 통해 쉽게 도입할 수 있는 환경이 조성되고 있어서 앞으로는 TSN 기반의 시스템 시장이 빠르면 3년 안에는 형성될 것으로 홍 고문은 내다봤다.

그에 따르면, 네스트필드(주)는 이미 관련 기술을 확보하고 있을 뿐만 아니라 사내 테스트베드도 구축한 상황이다.

홍 고문은 “오는 4월 개최하는 독일 하노버박람회(Hannover Messe 2022)에 참가해 TSN 구축시스템을 선보일 예정이다. 이미 TSN과 호환되는 제품들은 하드웨어를 잘 만드는 기업들에서 출시했고, 이를 조합해 최적화된 TSN 시스템을 구성하는 것이 기술이다. 이를 통해 실시간 네트워크가 어떻게 구현되는지 선보일 계획이다”며 국내 보다는 TSN에 대한 인식이 높은 해외 시장을 겨냥해 수출 활로를 개척할 것이라고 밝혔다.