만물인터넷(IoT)이라는 지능형 시대에도 여전히 수백, 수천 대의 스마트 기기를 어떻게 관리해야 할지 고민이신가요? 기존의 블루투스 저에너지(BLE) 연결은 용량이 제한적이고, 메시 네트워킹은 복잡하고 전력 소모가 많습니다. 이러한 문제들은 사물인터넷(IoT)의 대규모 구축을 가로막는 병목 현상이 되고 있습니다.

업계를 선도하는 Silicon Labs 칩 플랫폼을 활용하여 RF-스타 기술 PAwR 기능을 갖춘 저전력 모듈을 출시하여 대규모 양방향 일대다 통신을 실현했습니다. 이론적으로 단일 중앙 장치가 최대 32,640개의 단말 장치와 동시에 양방향 데이터 교환을 수행할 수 있어 기존 블루투스 연결의 장치 수 제한을 완전히 극복하고 장치 관리를 전례 없이 간편하고 효율적으로 만들어줍니다. 이제 이 기술이 귀사의 비즈니스에 어떻게 새로운 가치를 창출하는지 직접 확인해 보세요!

• PAwR과 다른 기술의 차이점:

기존의 연결된 일대다: 일반적으로 호스트가 시분할 다중화(TDM)를 통해 수십 개에서 수십 개의 슬레이브 장치와 교대로 연결을 유지하는 방식을 말합니다. 슬레이브 장치의 수는 제한되어 있으며, 장치 수가 증가할수록 관리 복잡성이 크게 증가합니다.

브로드캐스트 기반 일대다: 브로드캐스터/옵저버 모델을 사용합니다. 하나의 기기가 브로드캐스트를 하면 여러 기기가 수신할 수 있습니다. 하지만 이는 단방향입니다. 옵저버는 응답할 수 없고 모든 기기가 브로드캐스트를 수신하므로 프라이버시와 타겟팅이 부족합니다.

Bluetooth 메시 네트워킹 일대다: "플러딩" 네트워크 관리 방식을 사용합니다. 메시지를 수신한 각 노드는 메시지를 전달하고, 대상 노드가 메시지를 수신할 때까지 다른 노드를 통해 중계합니다. 이론적으로 네트워크는 수만 개의 노드를 수용하여 다대다 통신을 가능하게 합니다. 그러나 네트워크가 복잡하고 전력 소비와 지연 시간을 제어하기 어렵습니다.

PAwR 일대다: Bluetooth Core Specification 버전 5.4에 도입된 혁신적인 기능인 Periodic Advertising with Responses의 약자입니다. Bluetooth SIG 사양에 따르면, 하나의 PAwR 브로드캐스터는 최대 수만 명의 PAwR 가입자와 동시에 양방향 통신을 수행할 수 있으며, 최대 32,640명까지 가능합니다.

• PAwR이란 무엇인가요? PAwR은 어떻게 적용되나요?

PAwR 시스템에서는 역할이 우리가 전통적으로 익숙했던 것과 다소 반대입니다. 방송사 액세스 포인트(AP)라고 하는 중앙 허브 장치 역할을 합니다. 스캐너/응답기 장치는 일반적으로 노드 장치입니다.

교실에서 교사(방송자)가 고정되고 반복되는 일정에 따라 학생들에게 질문을 던지는 모습을 상상해 보세요. 이 일정은 여러 개의 매우 짧은 시간 창으로 나뉩니다.

자세한 작업 흐름은 다음과 같습니다.
1. 동기화 설정: 방송사는 특정 시간 정보가 포함된 주기적인 광고 스트림을 지속적으로 전송합니다. 수천 대의 가입자 기기가 이 광고 스트림을 수신하고 방송사의 시간과 정확하게 동기화됩니다. 이들은 자신이 통신하도록 할당된 특정 시간대를 알고 있습니다.
2. 명령 보내기: 방송사는 자체 시간 창 내에서 모든 구독자에게 공개 데이터를 보낼 수도 있고, 특정 "그룹" 또는 단일 장치를 대상으로 비공개 데이터를 보낼 수도 있습니다.
3. 응답 받기: 구독자에게 할당된 정확한 시간대에, 구독자는 자신에게 전달되는 모든 명령을 수신하기 위해 "깨어납니다". 전송할 데이터(센서 판독값, 상태 확인 등)가 있는 경우, 지정된 시간대 내에 브로드캐스터에 신속하게 응답합니다.
4. 사이클 반복: 이 과정은 매우 높은 빈도로 순환합니다. 각 시간 창이 매우 짧기 때문에 브로드캐스터는 한 번의 사이클 안에 엄청나게 많은 기기와 하나의 "대화"를 완료할 수 있는 반면, 모든 기기는 대부분의 시간을 깊은 수면 상태에 머물러 있습니다.

• PAwR의 장점과 한계:

장점:

✓ 초저전력 소모
대부분의 기기는 깊은 절전 모드에 있으므로 배터리 수명이 크게 늘어나고 유지 관리 비용이 절감됩니다.

✓ 정밀도와 신뢰성
타임 슬롯 기반 통신 메커니즘은 데이터 충돌을 제거하고, 채널 경합을 피하고, 예측 가능한 응답 시간을 보장하며, 명령 전달과 시기적절한 응답을 보장합니다.

✓ 간소화된 배포
스타 네트워크 토폴로지는 릴레이가 필요 없고, 관리 복잡성이 메시보다 훨씬 낮아 배포 주기를 크게 단축합니다.

✓ 확장성
단일 네트워크는 수만 대의 기기를 지원하므로 사업이 성장함에 따라 유연하게 확장할 수 있으며, 투자 가치를 보호합니다.

✓ 양방향 인텔리전스
완전한 업링크 및 다운링크 데이터 채널을 통해 진정으로 지능적인 IoT 생태계가 구현됩니다.

✓ 개인정보 보호 및 보안
특정 그룹 또는 개별 기기와의 암호화된 통신을 지원하여 글로벌 브로드캐스팅보다 더욱 안전합니다. 예를 들어, 펌웨어 업데이트와 같은 대용량 데이터 전송이 필요한 경우, AP는 특정 태그와 기존 블루투스 연결을 일시적으로 설정하여 PAwR 통신과 병행하여 처리량과 확장성의 균형을 유지할 수 있습니다.

제한 사항:

× Bluetooth 5.4 하드웨어 필요
방송사와 가입자 모두 Bluetooth 5.4를 지원해야 하며, 업그레이드 비용이 발생합니다.

× 보장 한도
모든 장치는 AP의 직접적인 무선 범위 내에 있어야 하며, 메시와 같은 릴레이를 통해 확장할 수 없습니다.

× 제한된 업링크 대역폭
각 태그의 데이터 반환 창은 매우 작아서 대량의 데이터 스트림을 지속적으로 전송하는 데 적합하지 않습니다.

× 중앙 노드 종속성
AP는 단일 장애 지점이므로 성능과 안정성이 매우 중요합니다.

• RF-star의 PAwR 스마트 창고 솔루션이 지능형 장치 관리를 지원하는 방식:

몇 가지 간단한 단계만으로 구축되는 스마트 창고 관리 시스템을 상상해 보세요.

AP 측: RF-BM-BG22A3 블루투스 모듈
태그 측면: RF-BM-BG22B1 블루투스 모듈

이론적으로 단일 BG22A3(AP 측)은 최대 32,640개의 BG22B1(태그 측) 장치를 동시에 관리할 수 있습니다.

간소화된 배포: 각 센서 태그는 APP나 명령을 통해 고유한 그룹 ID와 장치 ID를 설정하기만 하면 PAwR 네트워크에 가입할 수 있어 네트워크 배포 효율성이 80% 증가합니다.

* 시스템 초기화: 서버가 태그의 ID 정보를 AP로 전송하고, AP는 태그를 관리 목록에 추가하여 "등록"을 완료합니다.
* 상태 모니터링: 서버는 언제든지 AP에 바인딩된 모든 태그 목록과 상태(예: RSSI 신호 강도)를 쿼리할 수 있습니다. 수만 대의 장치 상태를 실시간으로 모니터링하여 항상 전체적인 상황을 파악할 수 있습니다.

정밀한 제어: 서버는 특정 태그에 대한 명령을 AP로 전송합니다. AP는 PAwR 브로드캐스트를 통해 명령을 전달하고, 해당 태그에 청각적/시각적 경고(부저 또는 LED 등)를 발생시킵니다. 태그를 확인한 후, 서버는 "완료" 명령을 전송하고, AP는 해당 태그를 제어하여 경고를 중단하고 활성 목록에서 제거합니다. 시간 슬롯 기반 통신은 정확한 명령 전달과 실시간 상태 피드백을 보장하여 통신 안정성을 보장합니다.

초저전력 소모: 혁신적인 타임 슬롯 웨이크업 메커니즘 덕분에 대부분의 시간 동안 장치가 깊은 절전 모드로 유지되어 배터리 수명이 수년 동안 지속됩니다.

탄력적 확장성: 단일 네트워크는 수만 대의 장치를 지원하므로 비즈니스 요구에 따라 유연한 용량 확장이 가능하며, 장기적인 투자 가치를 보호합니다.

유연한 사용자 정의: RF-star는 특정 애플리케이션 시나리오에 맞춰 고도로 맞춤화된 하드웨어 및 소프트웨어 Bluetooth 모듈 솔루션을 제공할 수 있습니다.

• PAwR 애플리케이션 확장, 산업 디지털 혁신 강화:

스마트 리테일
전자 선반 라벨(ESL) 시스템은 수만 개의 라벨을 단 몇 초 만에 동기화하여 업데이트할 수 있으며, 상태 피드백도 수신하여 운영 효율성을 크게 향상시킵니다(양방향 가격 업데이트, 라벨 상태 수신).

산업용 사물인터넷(IIoT)

공장 장비 상태 모니터링, 창고 및 물류 관리, 수천 개의 센서(예: 온도, 진동 센서)에서 동시 데이터 보고 지원, 디지털 운영 및 유지 관리 시스템 구축.
스마트 빌딩
빌딩 자동화 제어 시스템(BACS)은 수만 개의 센서와 액추에이터를 손쉽게 관리하여 진정한 지능형 사무실 환경을 조성합니다. 가정 내 스마트 센서를 네트워크로 연결하여 AP(스마트 게이트웨이)가 데이터를 수신하고 제어 명령(예: 가습기 조절)을 전송합니다.
스마트 농업
대규모 환경 모니터링 네트워크는 토양 및 기상 데이터를 실시간으로 수집하여 정밀 농업에 대한 데이터 지원을 제공합니다.
헬스케어
AP가 중앙에서 데이터를 수신하고 구성을 전송하는 등 병원에서 원격으로 환자를 모니터링합니다(예: 심박수, 혈압 센서). 저전력 특성은 웨어러블 기기에 적합합니다.

• 시야

PAwR 기술은 다양한 산업 분야에서 디지털 혁신 과정을 가속화하고 있습니다. 이 기술의 등장은 블루투스 메시를 대체하기 위한 것이 아니라, IoT 애플리케이션에 필수적인 보완 솔루션을 제공합니다. 선도적인 블루투스 모듈 제조업체 RF-star Technology가 PAwR 애플리케이션 솔루션을 지속적으로 출시함에 따라, 이 기술 도입 장벽은 지속적으로 낮아지고 있습니다. PAwR은 "대규모, 저전력, 양방향, 스타 토폴로지 네트워크"의 기술적 격차를 정확히 메워줍니다. 고유한 장점을 지닌 PAwR은 소매, 물류, 산업 인터넷 등 다양한 분야에서 빠르게 인기를 얻으며 차세대 저전력 IoT 혁신을 주도하는 핵심 기술 중 하나가 될 것으로 예상합니다.

PAwR 기술은 성숙 단계에 접어들었으며, 시장 기회는 이미 눈앞에 있습니다. 솔루션 개발자, 시스템 통합자, 최종 사용자 등 누구든 지금이 바로 이 혁신적인 기술을 받아들일 최적의 시기입니다.

사물인터넷을 위한 새로운 지능형 시대를 함께 열어가기 위해 함께 노력합시다!