인텔리전트 빌딩 시장을 선도하는 론웍스 네트워크

론웍스 네트워크는 이 세상의 모든 디바이스에게 지능을 부여한다. 서로 상호 운용에 대한 호환성을 보장하면서 Peer-to-Peer 방식으로 개방형 표준에 따라 서로 네트워킹이 가능 하도록 하며, 이러한 지능형 디바이스를 언제 어디서나 접근 가능하게 한다.[편집자 주]

빌딩 제어 시스템은 론웍스(LonWorks) 기술이 국내외적으로 가장 활발하게 적용되는 분야이다. 특히 최근의 빌딩 제어 시스템은 단순히 단일 시스템(공조, 전력, 조명, 출입통제, 검침, 주차설비 등)을 자동화하는 것에 국한하지 않고, 각 시스템이 유기적으로 통합되고 효율적인 네트워크를 구성하는 방향으로 발전하고 있다. 여기에서 각 시스템이 효율적으로 통합되려면, 기존의 업체 기술이 아닌 개방형 기술로 구현되어야 한다는 것이 대 전제가 되고 있다. 아울러 각 시스템이 상위에서 불완전한 통합을 이루는 것보다는 하부 제어 네트워크 상에서 유기적으로 연결되어야 한다는 방향으로 진화하고 있는 것이다.

론웍스 시스템은 위의 2가지 조건, 즉 1)개방형 구조로서 업체에 종속됨 없이 독립적으로 개발되어도 통합될 수 있는 구조. 그리고 2)상위에서 개별 시스템을 인터페이스하는 게이트웨이 방식이 아니라 하부 제어 네트워크 상에서 통합될 수 있는 조건을 만족한다.

론웍스 네트워크란

론웍스 네트워크는 이 세상의 모든 디바이스에게 지능을 부여하고 서로 상호 운용에 대한 호환성을 보장하면서 Peer-to-Peer 방식으로 개방형 표준에 따라 서로 네트워킹이 가능 하도록 하며 이러한 지능형 디바이스를 언제 어디서나 접근 가능하게 해 주는 기술이다.

이러한 네트워킹의 근간이 되는 론토크 프로토콜은 미국 1988년 애쉴론사에 의하여 창안되었으나 현재 ANSI/EIA 709.1 제어 네트워크용 프로토콜의 표준으로 인증되어, 다양한 자동화 산업 분야에서 Official 또는 De facto 표준으로 사용되고 있다. 이렇듯 많은 업체가 참여할 수 있는 주된 이유는 제품의 개발에 필요한 개발툴과 시스템 구성을 위한 솔루션이 애쉴론사를 비롯한 여러 업체들에 의해 제공되고 있기 때문이다. 론웍스 기술 사용자의 모임인 론마크 협회는 실질적인 멀티벤더 제품과 시스템에 대한 통합 가이드라인을 제시함으로써 개발자로 하여금 같은 네트워크에서 연동되어야 할 다른 디바이스와의 인터페이스를 쉽게 고려할 수 있게 하였다.

특히 건물 자동제어와 관련하여 론웍스 기술은 기존의 방식과는 여러가지 면에서 차별화 된다. 기존의 제어 방식이 업체 종속적인 DDC에 다수의 센서와 액추에이터가 연결되어 제어 로직이 컨트롤러의 처리 능력에 의존하는 구성인 반면 론웍스 방식은 컨트롤러의 제어 로직을 단위 디바이스 레벨로 분산하고 네트워킹 기술로 제어 로직을 구성한다. 이때의 단위 디바이스는 론웍스 네트워킹이 가능한 지능형 센서 또는 액추에이터일 수 있고, 기존의 필드 디바이스를 지역적으로 연결하는 론웍스 기반의 분산형 컨트롤러일 수도 있다. 이렇게 론웍스 네트워킹이 가능한 콘트롤러/디바이스 단위를 론웍스 노드라고 한다.

그림 1에서 보는 바와 같이 론웍스 시스템은 Free topology, 즉 각 노드간의 배선이 버스 형상에 한정되는 것이 아니라 자유롭게 연결될 수 있으므로 시스템의 수정/확장의 작업을 단순하게 한다. 또 각각의 노드가 론마크 가이드라인에서 제공하는 표준 타입의 자료구조(SNVT, FP)에 의해 정보를 제공하므로 시스템 구성과 변경이 디바이스 어플리케이션과 독립적으로 수행될 수 있다. 따라서, 디바이스 개발자와 시스템 통합자의 업무가 전문화되고 시스템의 유지보수와 같은 라이프 싸이클을 효율적으로 관리할 수 있다.
론웍스 네트워크 기술은 빌딩제어 및 통합 뿐만 아니라, 공장 자동화, 교통/철도 차량, 요즘에는 가정의 홈 네트워크 및 유틸리티의 원격 검침 등의 어플리케이션에도 적용되고 있다.

특히, 론웍스 기반의 전력선 통신은 ANSI/EIA 709.2 및 홈네트워크의 표준인CEMA 규격으로서 국내에서도 이미 2001년부터 론웍스 전력선 통신을 지원하는 가전 제품과 가스밸브 제어기 등등이 아파트와 주상복합 아파트의 홈 네트워크 시스템의 일부로 설치, 운용되고 있다.

개방형 빌딩 네트워크

론웍스 기술이 개방형 구조라고 하는 것은 더 말할 나위가 없다. 빌딩의 각 서브시스템(공조, 조명, 전력, 출입통제 등)을 구축하는 론웍스/론마크 호환 디바이스가 여러 업체에 개발되고 판매되는 현실을 보면 쉽게 알 수 있다. 론웍스 기술은 더 나아가, 각 서브시스템을 상위에서 통합하려는 비효율적 방식 보다는 제어 네트워크상에서 쉽게 연동될 수 있는 구조를 가지고 있다. 즉, A 사의 전력미터가 전력 사용의 피크치를 감지하면 상위 워크스테이션까지 갈 것 없이 바로 B 사의 냉난방 제어기에게 메세지를 보내어 전력의 수요를 조절하는 이른바 Demand 제어라든지, 단일 센서로 실내 온도 및 조도, 모션감지를 해서 적절한 제어를 수행하도록 한다던지 하는 것은 론웍스 플랫폼이기에 가능한 제어 로직이다.

아울러, 최근 빌딩 시스템의 경향은 하부 제어 네트워크를 건물의 LAN/IP 인프라와 연계하는 것이다. 즉, 건물에 구축된 데이터 네트워크와 제어 네트워크를 합리적으로 연계함으로써, 저렴한 비용으로 제어시스템의 정보를 기업 정보에 활용하는 것이다. 이러한 시스템의 확장에도 론웍스는 론웍스/IP 채널을 구성하는 솔루션을 제공한다.

백넷(BACnet)과 론웍스(LonWorks)

백넷(BACnet, Building Automation and Control Network)은 빌딩자동화를 위해 개발된 전용 통신망으로 미국 냉공조학회(ASHRAE, American Society of Heating, Refrigerating and Air-conditioning Engineers)에 의해 1995년에 규격이 발표되었고, 같은 해에 ANSI 표준으로 등록되었다. 백넷 역시 빌딩 네트워크의 개방형 아키텍쳐로 인정받고 있으며, 주로 HVAC 관련 업체를 중심으로 제품이 개발되고 있다.

백넷 프로토콜 역시 ASHRAE에 의해 개발되어 개방되었으나, 디바이스 레벨의 개발툴이나 프로토콜 칩셋등이 상용화되지 않았고, 업체들은 스펙에 의존해서 제품을 개발하고 있다. 아울러 백넷은 시스템간의 호환(Comformance)에 레벨을 두어서 디바이스(제어기) 레벨이 아니더라도 게이트웨이 또는 상위 워크스테이션에서만 백넷 인터페이스를 시키는 것을 허용하고 있다. 따라서 현재와 같이 이더넷 TCP/IP가 일반화되고 있는 상황에 대처하지 못한다는 단점을 가진다.

론웍스는 디바이스 레벨에서의 여러 벤더들의 제품이 서로 통신할 수 있게 하는 솔루션이다. 최적화된 시스템 구성이 가능하고, 사용자 중심의 제어 시나리오 구성이 가능하다. 그러나 위에 기술한 백넷 스펙은 IP 분야의 새로운 프로그래밍 패러다임인 XML의 등장으로 그 존재가치를 위협받고 있다. 실제로 미국과 유럽의 표준위원회에서는 XML 기반으로 시스템간의 통합 스펙을 설계하는 업무가 추진중이다. 이에 하부 제어 시스템은 론웍스 채널로 구축하고, 통합 백본망은 백넷이 아닌 TCP/IP 기술을 사용하는 것이 시대의 흐름이라고 할 수 있다.

아이씨엔 매거진 2006년 10월호