[LPWA]SK Telecom LTE Cat.M1을 사용해 보자!(기초편) — RNDIS

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WIZnet

5 min readMay 6, 2020

발행일: 2020.05.06

개요

이번시간에는 SKT에서 지원 하는 LTE Cat.M1기술을 이용하여 사진을 전송해보도록 하겠습니다!

LPWAN 기술을 다들 들어 보셨나요? Low Pwer Wide Area Network의 약자로써, 우리말로 하면 저전력 광범위 네트워크 정도로 보시면 될 것 같습니다.

다음 표에서 보 듯이, 최대 전송 속도가 12Bytes~ 375Kbps 입니다.

LTE Cat.M1의 경우 Sigfox, LoRa, NB-IoT 보다 최대 전송 속도가 비교적 높기 때문에 실시간 트래킹 서비스 또는 사진 전송, 생체 정보와 같은 중용량 및 실시간 응용에 사용하기 적합합니다.

본 포스팅에서는 우리넷(http://www.woori-net.com) 의 Cat.M1 외장형 모뎀을 이용하여 사진 전송이 가능한지 확인하고 속도를 검증해보도록 하겠습니다.

우리넷의 Cat.M1 외장형 모뎀을 사용하기 위한 방법은 두 가지 방법이 있습니다. UART 인터페이스를 통해 AT 커맨드로 외장형 모뎀을 제어하는 방법과 RNDIS(Remote NDIS) 모드로 사용하는 방법이 있습니다.

AT 커맨드를 이용하는 경우 UART 인터페이스(Baud Rate: 115200)를 사용하므로 Cat.M1 최대 전송 속도인 375kbps를 사용할 수 없으며, RNDIS 모드를 사용하면 USB 인터페이스를 통해 최대 전송 속도를 사용할 수 있습니다.

외장형 모뎀을 RNDIS 모드로 사용하기 위해서는 AT 커맨드로 ‘RNDISMODE=1’을 설정 후 재시작해야 합니다.

본 포스팅에서는 아래와 같이 연결하여 테스트 해보았습니다.

우리넷 외장형 모뎀의 RNDIS 모드를 사용하기 위해서는 OS가 탑재된 디바이스와 연결해야 하기 때문에 라즈베리 파이를 사용하였으며, 사진을 촬영하기 위해 Pi Camera를 사용하였습니다.

또한, 우리넷 외장형 모뎀의 전용 케이블의 USB 핀을 라즈베리 파이와 연결하기 편리하도록 위즈네트에서 제작한 인터페이스 보드는 사용하였습니다.

인터페이스 보드 구매 링크: (http://shop.wiznet.co.kr/front/contents/product/view.asp?cateid=58&pid=1314

RNDIS모드를 사용하면 라즈베리 파이가 우리넷 외장형 모뎀을 네트워크 아답터로 인식하기 때문에 Wi-Fi 무선 랜 카드를 이용하여 Wi-Fi를 사용하는 것처럼 Cat.M1망을 사용할 수있습니다.

따라서, 기존 파일 소켓프로그래밍을 통해 Cat.M1망을 이용하여 파일 및 사진을 외부 서버에 전송할 수 있습니다.

본 포스팅에서는 파이썬을 사용하여 사진을 촬영하고 전송해 보았습니다.

주의하실 점은 SKT에서 서비스하고 있는 Cat.M1의 경우 IPv6기반이므로 다음과 같은 규칙으로 변경을 해주어야 합니다.

라즈베리 파이가 전송한 사진을 확인하기 위해 PC에서 PyQT를 이용하여 GUI프로그래밍을 하였습니다.

GUI 프로그램의 프로그레스 바를 통해 라즈베리 파이에서 전송 중인 사진의 진행상태를 확인할 수 있고, 수신한 이미지를 확인할 수 있도록 하였습니다.

아래와 소스와 같이 TCP 서버는 pyQT 관련 동작과 독립적으로 수행할 수 있도록 Thread로 실행하였습니다.

이미지 및 프로그레스 바의 Refresh를 위해서 Signal-pyqtSlot() 기능을 사용하였습니다.

전체 소스는 아래의 Github링크에서 다운로드할 수 있습니다.

아래 표와 같은 형태로 총 50번 테스트를 진행하였으며, 평균 데이터 전송률은 298.37Kbps 이었습니다. LoRa Cat.M1 최고 전송 속도에 비해 약 80% 정도의 속도로 데이터를 보낼 수 있는 것을 확인할 수 있었습니다.

IoT 분야가 확대되며 LPWAN 기술 응용범위가 기존의 작은 센서 데이터를 보내거나 모니터링 하는 수준의 응용이 아닌, 사진을 전송하거나 실시간 위치 추적을 하는 등의 응용으로 늘어나고 있습니다.

본 포스팅에서는 LPWAN 기술 중 데이터 전송 속도가 가장 높은 Cat.M1 기술을 이용하여 사진 전송 응용을 구현하고 속도를 검증해 보았습니다.

이 기회를 통해 독자분들이 Cat.M1을 이용하여 새로운 IoT 분야의 응용에 활용할 수 있는 계기가 되었기를 바라면서 글을 마칩니다!!