MOXA, “안전 중심 연결, ‘TSN’ 기술로 스마트열차 구현”

‘TSN’의 등장, 국내 철도 산업 3~5년새 압축성장할 것

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사진=픽사베이

글로벌 ‘디지털화’ 트렌드는 ‘철도’ 분야도 예외가 아니다. 열차부터 시작해 역사(驛舍), 신호통신‧관제 등 철도운영시스템까지 ‘스마트화’돼 가고 있다. 철도 분야는 일반적인 공장 등 보다 기술적 요구사항이 엄격하다. 시속 300km가 넘는 속도에 끊임없는 진동은 물론, 비‧눈 등 외부환경의 변화도 크다. 가혹조건이 기본조건인 셈이다. 아울러 교통수단이기 때문에 모든 문제는 ‘안전’과 직결된다. 때문에 산업자동화 시장에 많은 기업들이 있지만 철도 분야까지 아우르는 곳은 많지 않다. 글로벌 시장으로 확대해도 마찬가지다.

열차도 일반적인 공장과 마찬가지로 열차 제어 전용 통신 네트워크와 철도 신호용, 비디오 보안 및 승객 정보 시스템용 등 여러 통신 네트워크를 구축하는 것이 일반적이다. 여기에 승객들이 와이파이에 연결할 수 있도록 추가 네트워크를 배치하기도 한다. 이러한 통신 네트워크는 MVB, CAN, PROFIBUS, WTB와 같이 레거시 인터페이스를 사용하고 있는데, 대부분 대역폭이 제한적이고 인터페이스를 결합할 경우 별도 게이트웨이가 필요하다.

산업용 네트워크 시장에 산업용 이더넷이 도입되기 전 모습과 비슷하다. 현재 자동화 시장에서 산업용 네트워크는 본격적으로 차세대 ‘TSN’(Time Sensitive Networking, 시간 민감형 네트워크) 표준으로 나아가고 있다. 철도 분야에서도 ‘TSN’을 차세대 열차 통신 네트워크에 적용할 CONNECTA-2 및 Safe4RAIL-2 글로벌 프로젝트가 가동중인 가운데, 산업용 통신 및 네트워킹 분야의 글로벌 선도기업 모싸(Moxa)가 선두그룹을 형성하고 있다.

Moxa코리아 최성렬 부장은 “CONNECTA-2 및 Safe4RAIL-2 프로젝트는 현재 다중 열차 네크워크를 융합하고, 열차 제조 및 유지보수 비용 절감을 목표로 개발 중에 있으며, 서로 다른 제조업체의 열차간 완벽한 상호운영성을 달성할 수 있도록 IEC-61375에 기반한 차세대 열차 통신 네트워크에 대한 정의 및 개발 작업을 진행 중에 있다”면서, “MOXA는 프로젝트에 참여해 Test bed 역할을 하고 있다”고 밝혔다. 다음은 최성렬 부장과의 일문일답.

Moxa가 현재 제품을 생산하고 있는 산업군이 궁금한데?

Moxa는 30년 정도된 네트워크 솔루션 공급업체로 레일(철도), 스마트그리드, 오일엔가스, 스마트팩토리, 선박까지 많은 산업군에서 제품을 생산하고 있다. 이 정도 영역을 커버하는 업체는 Moxa 밖에는 없다. 아울러 전체 매출의 34% 가량을 R&D에 투자하고 있으며, 글로벌 신기술 개발단계에서부터 협력해 나가고 있다. 이번 인터뷰의 주제인 ‘TSN’과 관련해서도 글로벌 프로젝트 시작부터 함께 하고 있다. 대만 본사 외에 전세계 13개의 지사와 120여개의 협력사가 있다.

전통적인 철도 산업에서 네트워크 구성은?

전통적으로 열차에는 열차 제어 전용 통신 네트워크와 철도 신호용, 비디오 보안 및 승객정보 시스템 그리고 고객용 Wi-Fi(infotainment)까지 MVB, CAN, PROFIBUS 같은 레거시 인터페이스를 사용해 왔다. 대역폭도 제한적이면서, 인터페이스를 결합할 경우에는 별도의 게이트웨이가 필요하다. 이러다보니 열차안에는 엄청난 케이블링이 돼 있으면서도 통합도 돼 있지 않았다. 고장이 날 경우 원인발견부터 조치를 취하기도 어렵다는 뜻이다. 결국 비용증가의 원인이 돼 왔다.

철도 분야에 ‘TSN’ 등장이 가지는 의미는?

‘TSN’ 기술로 위와 같은 문제들을 해결할 수 있다. 기본적으로는 통신 네트워크의 통합, 와이어리스가 가능하고, 나아가 열차 제작단계에서부터 버츄얼라이제이션이 가능해진다. 시뮬레이션으로 비용절감이 가능하다는 뜻이다. 스마트팩토리 분야를 예로 들면 3D캐드가 등장하면서 미리 공장을 지어볼 수 있게 된 것과 비슷하다고 보면 된다. 공장을 건설할 때 가장 비용이 많이 들어가는 것이 재작업이다. 열차 제작도 마찬가지다.

다음 단계로는 서로 다른 제작사간의 열차도 연결할 수 있게 된다. 국내는 아직 중량할 필요가 거의 없지만, 해외는 다르다. 특히 유럽의 경우 열차가 한번 달리기 시작하면 평균 5개국, 7개국을 지나간다. 처음에는 4량이지만, 달리면서 7량이 되기도, 10량이 되기도 하는 것이다. 통합 제어 등을 위해 ‘TSN’의 중요성이 커지고 있다. 우리도 미래에 철도가 대륙으로 진출한다면 결국 중국, 유럽까지 갈 것이다. 특히 우리나라의 경우 ‘TSN’의 등장이 다른 산업이 10~15년 동안 이뤄온 발전을 철도산업에서는 향후 3~5년 사이에 압축성장을 하게 할 것으로 기대된다.

산업자동화 부문의 ‘TSN’과 차이점은?

Time Sensitive Networking, ‘TSN’ 기술은 상당히 오래된 개념이다. 전체 네트워크에 물려있는 하위단의 디바이스와 상위단의 디바이스를 다 통합시키겠다는 것이다. ‘통합’, ‘와이어리스’ 등 크게 보면 컨셉은 같다. 하지만 산업자동화가 ‘생산성’이 최우선적 기준이라면, 승객의 교통수단인 철도는 ‘안전’이다.

관련해 Moxa의 솔루션을 소개한다면?

전세계적으로 ‘TSN’ 관련 철도 솔루션은 아직 준비단계에 있다. ‘CONNECTA-2’ 및 ‘Safe4RAIl-2’라는 글로벌 프로젝트가 다중 열차 네트워크를 융합하고. 열차 제조 및 유지보수 비용 절감을 목표로 개발중에 있으며, 서로 다른 제조업체의 열차간 완벽한 상호운영성을 달성할 수 있도록 IEC-61375에 기반한 차세대 열차 통신 네트워크(NG-Train Communication Network)에 대한 정의 및 개발 작업을 하고 있다.

Moxa는 프로젝트 초기부터 네트워크 테스트베드 업체로 참가했기 때문에 TSN과 관련 가장 기본에 가까운 제품을 준비중에 있다. 전 세계에서 가장 빠르게 접근하고 있다고 보면 된다. 향후 시스템 안전성 보장은 물론, 고객 맞춤형 제품을 선보일 것이다. 현재도 다양한 테스트베드 요청으로 많은 테스트를 진행하고 있다.

국내 철도 부문 자동화와 관련 현주소와 남은 과제는?

국내 철도기술은 MVB, 시리얼 통신 같은 레거시 시스템이 여전히 많이 남아 있다. -40 to 75°C 하위에 있는 디바이스, 상위에 있는 컴퓨터가 모두 TSN 프로토콜을 함께 지원해야 TSN이 구성된다. Moxa는 국내 스마트철도 구현을 위해 네트워크 장비 공급사로서 차질 없는 제품의 공급을 위해 TSN 기능 구현 제품들을 선보일 것이다.

최종윤 기자 editor@infothe.com

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