ZigBee 기반 네트워크는 표준 기반의 솔루션으로 상호 호환 가능하며 독점 솔루션보다 비용이 적게 소요된다.
또한 ZigBee 프로토콜은 아주 낮은 전력으로 운영 가능하도록 설계되었으므로, 보안 및 자동화 시스템과 같이 배터리 구동 장치로 구성된 네트워크에도 ZigBee 기술을 적용하는 것이 유리하다. ZigBee 표준은 다양한 단거리 무선 분야에 사용하기 쉬운 도구로서 무한한 가능성을 지니고 있다.
글│브랫 블랙(Brett Black), 프리스케일 세미컨덕터

ZigBeeTM 사양은 간소화된 프로토콜과 제한적인 기능으로 데이터 크기를 줄여 저렴한 네트워크 구축을 지원하는 차세대 무선 네트워크에 적합한 저전력 무선 통신 기술이며 국제 표준 프로토콜이다. ZigBee는 868MHz, 915MHz, 2.4GHz 주파수 대역에 해당하는 단거리 무선 통신 표준으로 IEEE 802.15.4에 의해 정의된 물리 계층(PHY) 및 MAC(Media Access Control) 계층을 사용한다.
ZigBee 기술이 제공하는 단순하고 비용 효율적인 저전력 무선 연결 방식은 산업용 및 가정용 모니터링, 제어 및 자동화, 의료 진단 등 다양한 분야에 적용할 수 있다. 현재 시장에서 가장 주도적인 분야는 산업용, 상업용, 가정용 시스템으로, 이러한 분야는 무선 제어 기술이 기업의 경영수지 또는 고객의 안전 의식에 지대한 영향을 줄 수 있는 분야이다.

사업용, 가정용 및 기타 ZigBee 적용 분야
산업 분야의 경우 ZigBee 기술을 활용하여 공익사업 및 에너지 관리 분야의 자동 계기 판독(AMR) 솔루션, 물류 및 재고 추적, 보안 및 액세스 제어 기능을 개선할 수 있다. 기타 시스템의 경우에도 예방적 유지보수 및 성능 모니터링에 추적 기능을 활용할 수 있다. 그 중 몇 가지 예로 지진 탐지, 경사계, 로봇 공학, 보안 시스템 등을 들 수 있다.

상업용 시스템에서 ZigBee 기술의 이상적인 적용 분야로는 건물 통제 및 자동화, 무선 조명, 보안 및 액세스 제어, 자산 및 재고 관리 등이 있다. 창고 내의 개별 장비 및 제품에서 팔레트 단위까지 모든 제품을 추적할 수 있는 자산 태그가 도입되면서 특히 무선 재고 관리 솔루션의 중요성이 높아지고 있다. ZigBee 무선 시스템은 동작 제어 센서, 카메라, 직원용 배지와 같은 구성요소를 연결하는 보안 시스템에 새로운 차원의 제어 기능을 제공할 수 있다.

소비자 시장의 경우 주택 편의 기능이 단순히 멋진 기능이 아니라 실질적인 요구가 되어가고 있다. 무선 기술을 활용하면 인위적인 조작을 줄이고, 자동으로 장비를 켜고 끄거나, 잔디에 물을 주거나, 보안 상태를 모니터링하는 등 시간을 절감할 수 있다. ZigBee 기술은, 예를 들어 현관 문을 열면 집 안의 조명이 켜지도록 하는 등 모든 시스템을 매끄럽게 연결할 수 있다. 또한 주택 내부에 사람이 있는지 감지하는 등 센서 네트워크에 환경에 따라 지능적인 판단을 할 수 있는 역량을 제공할 수 있다. ZigBee와 같은 무선 기술은 양방향 메시지 전달 기능을 지원하므로 주택 또는 소규모 사무실의 원격 제어에 이상적이다.

주거 시스템에서 ZigBee 기술의 주요 용도는 주택 제어 및 자동화, 환경 제어, 보안 및 액세스 제어 등이다. 기타 적용 분야로는 조명 및 HVAC 제어 디바이스를 포함한 주택 자동화 시스템, 보안 시스템, 블라인드와 커튼 제어, 셋탑박스와 기타 디지털 엔터테인먼트 디바이스의 원격 제어 등이 있다. 또한 가정용 시스템에 무선 네트워크를 도입하면, 예를 들어 네트워크에 연결된 컴퓨터 또는 핸드헬드 디바이스에서 원격 모니터링 및 제어가 가능하다. 액세서리 인터페이스를 갖춘 가전 제품의 경우 구매 후에 ZigBee 기술 활용 기능을 추가할 수 있으며, PDA 또는 노트북 PC에 있는 CompactFlash 또는 PCMCIA 슬롯이 그 예이다.

무선 연결 기술은 휴대 전화에도 도입되고 있다. 휴대 전화와 스마트폰이 일상 생활에 핵심적인 요소가 되어가고 있으므로 각 제품의 활용도를 높일 수 있는 기술을 추가하는 것이 타당해졌다. 특히 ZigBee 기술이 가정용 시장에 도입됨에 따라 휴대 전화를 스프링클러 시스템 가동 또는 온도 조절기 조정과 같은 작업에 활용할 수 있는 가능성이 높아졌다.

의료 모니터링, 자동차 보안 및 액세스 제어, 원격 제어 기기, 자동 판매기, 제품 무인 단말기, 군사 용도 등 ZigBee 기술을 적용할 수 있는 다른 소규모 시장 또는 틈새 시장은 무궁무진하다.

ZigBee 기술의 장점

ZigBee 기술의 대상 시장은 성숙한 기존 유선 통신 시장이다. 유선 통신 시장의 무선 도입은 예상할 수 있는 행보였다. 유선 형태의 전자 기기가 널리 보급된 이후에는 해당 제품을 무선으로 만드는 것이 자연스러운 발전 방향이다. TV 리모콘, 원격 도어 개폐 장치에서 이전 세대 데스크탑 PC의 컴퓨팅 파워를 제공하는 PDA 및 휴대 전화에 이르기까지 무선 액세스 및 제어는 강력한 추세로 자리잡고 있다.

여러 가지 추세로 인해 다양한 시장에 무선이 빠르게 도입되고 있다. 무선 센서 네트워크는 에너지 효율 향상과 연료 비용 절감에 기여할 수 있다. 예를 들어, 온도 조절기에 고장이 발생하는 경우, 고가의 에너지가 상당량 낭비되기 전까지 건물 관리 인력 또는 주택 소유주가 문제를 깨닫지 못할 수 있다. 이는 창고와 같이 직원이 건물 내부에 항상 근무하지 않는 환경에서 심각한 문제가 될 수 있다. 무선 센서 네트워크를 사용하면 즉시 적절한 대상에게 문제를 통보할 수 있다. 무선 네트워크는 케이블 배선과 시스템 수동 조정 등의 작업에 비용을 들일 필요가 없으므로, 국가 또는 지역별 화재 및 안전 법규 등의 규정 변경에 저렴한 비용으로 대처할 수 있다.

ZigBee 기술은 업계 표준을 기반으로 하므로 서로 다른 제조업체의 디바이스 간에 통신이 가능하도록 상호 운용성을 제공하며, 시스템 통합업체와 고객에게 유연한 구매 옵션을 제시한다. ZigBee 기술은 또한 건축 및 리모델링 분야에도 간편성과 비용 효율적인 구현 방식을 제공한다. 더구나, ZigBee 기술은 소비 전력이 낮으므로 배터리를 전력으로 사용하는 네트워크의 지속 시간을 오래 유지할 수 있다.

ZigBee 기반 기술은 설비 교체 분야와 더불어 OEM(Original Equipment Manufacturer) 분야의 비용 절감에도 기여할 수 있다. 이는 일반적으로 OEM 분야에서 이미 MCU가 사용되는 경우가 많으며, MAC 및 ZigBee 소프트웨어를 구동할 수 있는 추가 메모리에 필요한 최소한의 비용 증가분만 발생하기 때문이다. 프리스케일의 IEEE 802.15.4 2.4GHz 대역 RF 트랜시버는 전세계에서 사용 가능하므로 다양한 시장 또는 지역에 따라 제품을 재설계하거나 인증을 취득할 필요가 없다.

ZigBee 애플리케이션 개발

비교적 신흥 시장인 단거리 저전력 무선 분야의 성장 추세는 예측하기 어려울 수 있다. 하지만 몇 가지 추세가 ZigBee 기술의 성장세를 촉진할 수 있다. 현재 ZigBee 네트워크에서 주로 사용하는 주파수는 2.4GHz 대역이다. IEEE 802.15.4 표준이 예정된 대로 변경될 경우 ZigBee 표준에서 사용할 수 있는 1GHz 이하의 대역에 성능상 장점이 제공될 것이다. 정부 규정 또한 2.4GHz 이외의 대역을 사용료 없이 활용할 수 있도록 개방하는 방향으로 이행되고 있다. 또한 무선 연결 기능을 가진 전세계 수백만의 디바이스를 지원하는 저렴한 플랫폼에 대한 요구도 높아지고 있다.

ZigBee 네트워크 사용자와 개발회사는 항상 개발 또는 구현 시간을 단축할 수 있으며, 사용하기 쉽고 비용을 절감할 수 있는 솔루션을 추구하고 있다. 소프트웨어, 하드웨어, 라이센스, 턴키 제품 개발에 필요한 기준 디자인이 포함된 직관적인 개발 환경이 제공된다면 개발회사와 제조업체가 시장 진출 기간을 단축할 수 있을 것이다.

ZigBee 네트워크는 확장성 높고, 유연하고, 안전하며, 최소한의 전력만을 사용하도록 설계할 수 있다. 이미 100개 이상의 노드로 구성된 ZigBee 메시 네트워크가 시연된 바 있다. 초장기의 배터리 수명 또한 ZigBee 네트워크의 핵심적인 특징으로, 하나의 리튬이온 배터리로 최장 20년간 사용할 수 있다. 고성능 프로세서에서 뛰어난 유연성을 확보하려면 이더넷과 USB 연결이 가능해야 한다. 위치 인식 기능을 ZigBee 네트워크에 통합할 수 있으며, ZigBee 칩이 장착된 건물 내에서의 보안 배지 이동과 같은 고정 네트워크 내의 이동 노드에 대한 인식뿐 아니라, ZigBee를 지원하는 개인 영역 네트워크(PAN) 사용자 2명의 상호 정보 교환과 같은 네트워크 자체의 이동까지 인식할 수 있다. 모든 무선 네트워크가 마찬가지지만 사설 네트워크에 로그인할 때와 같은 상황에서 보안은 아주 중요한 요소이다.

결론

ZigBee 기반 네트워크는 표준 기반의 솔루션으로 상호 호환 가능하며 독점 솔루션보다 비용이 적게 소요된다. 또한 ZigBee 프로토콜은 아주 낮은 전력으로 운영 가능하도록 설계되었으므로, 보안 및 자동화 시스템과 같이 배터리 구동 장치로 구성된 네트워크에도 ZigBee 기술을 적용하는 것이 유리하다. ZigBee 표준은 다양한 단거리 무선 분야에 사용하기 쉬운 도구로서 무한한 가능성을 지니고 있다.