산업용 이더넷 스위치는 단순한 연결을 넘어 모든 중요 데이터가 끊김없이 흘러야 하는 스마트 팩토리의 신경망에 해당한다. 4차산업혁명에서 산업용 스위치는 데이터를 고대역폭 안에서 지연없이 보안을 확보해가면서 전송시키는 역할을 한다. 즉, 이더넷 스위치가 빠져서는 4차산업혁명이 구현될 수 없다는 의미다.

국내 산업용 이더넷 스위치 시장에는 현재, 지멘스(Siemens), 시스코(Cisco), 허쉬만(Hirschmann), Moxa 등의 메이저급 네트워크 장치 업체를 비롯해서, HMS 인더스트리얼 네트웍스, 웨스터모(Westermo), 어드밴텍, 솔텍, 에이씨엔티 등의 유럽 및 대만, 국내 업체들이 다수 포진되어 있다.

산업용 이더넷 스위치 역시 고도화가 진행이 되면서, 주력업체들은 시장 요구를 한 발 앞서 수용한 제품들을 속속 선보이고 있다. 특히, IT와 OT의 융합이 절대적인 트렌드로 부상하면서, 네트워크 보안이 최대 이슈로 부상하는 가운데, 보안기능을 강화한 이더넷 스위치 제품들이 시장에 속속 출시되고 있다.

전 세계적인 경기침체 국면이 예상되는 가운데, 내년도 이더넷 스위치 시장은 밝지만은 않으리라는 의견이 대체적이다.

산업용 이더넷 스위치 주력업체들의 최근 행보를 취재했다.

 

<기획·취재/최교식 기자 cks@engnews.co.kr>

 

 

 

 

 

 

4차산업혁명이 진행됨에 따라, IT(정보기술)와 OT(운영기술)의 경계선을 허무는 AIoT, 디지털 트윈(Digital Twin) 그리고 디지털 융합(Digital convergence) 등의 핵심기술이 부상하고 있다. Moxa Korea 최성렬 이사는 “이러한 기술을 구현하려면 장비 간의 연결, 데이터수집 및 전송 등이 기반이 되어야 하기 때문에, 이더넷 스위치는 이런 것들을 하기 위한 가장 기본적인 인프라이며, OT 데이터 연결이 증가할수록 보안이 강화된 새로운 산업용 통신장비들이 필수적으로 요구된다. 따라서 이더넷 스위치가 4차산업혁명에 어떤 역할을 하느냐가 아니라, 이더넷 스위치가 없으면 4차산업혁명을 구현할 수가 없다.”라고 설명한다.

또 시스코코리아 문종민 프로는 “산업용 네트워크 기술은 모든 설비 내 제어장치 및 센서와 어플리케이션의 연결을 근간으로 하며, 산업용 이더넷 스위치는 단순한 연결을 넘어 모든 중요 데이터가 끊김없이 흘러야 하는 스마트 팩토리의 신경망으로서 그 중요성이 점점 커지고 있다.”라고 말한다.

문 프로는 산업용 이더넷 스위치와 산업용 네트워크 고도화가 진행되고 있다고 말하고, 이의 예로서 산업 현장의 네트워크 대역폭 증가와, AGV/AMR과 같은 이동형 어플리케이션의 증가, 디지털화로 인한 현장 기기/단말의 급증 및 대용량 분석작업 등을 위한 클라우드와의 연결 증가로 인한 사이버 보안 기능 활용의 필요 등을 들었다.

현재 산업용 이더넷 스위치 시장에는 지멘스, 허쉬만, Moxa 등 탑 3업체 외에도 유럽산과 다수의 대만 제품들이 시장에 진입해 있다. 특히 IT 업계의 강자로 인지도가 높은 시스코의 경우, 전 세계적으로 IT 엔터프라이즈 네트워크 시장뿐만 아니라 산업용 네트워크 시장에서도 시장 점유율 1위 기업으로 위치하면서, 국내 산업용 네트워크 시장에서도 존재감을 높이고 있는 것이 국내 산업용 이더넷 스위치 시장 경쟁상황이다.

이러한 시스코의 부상에는 현재의 IT/OT 컨버전스라는 트렌드가 중요한 역할을 하고 있다. IT와 OT 시장을 모두 아우를 수 있는 기술력을 갖추고 있는 기업은 시스코 외에 흔치 않기 때문.

 

4차산업혁명에 따라 산업용 이더넷 스위치 시장 지속적인 성장 점쳐져

 

산업용 이더넷 스위치 시장은 4차산업혁명, IT/OT 융합이라는 트렌드와 맞물려 지속적인 성장을 보이고 있다.

허쉬만 제품을 국내에 공급하고 있는 토마스는 올 2022년 군함을 비롯한 선박 시장과 항만 크레인 분야에서 좋은 성과를 보인 것으로 밝히고 있다. 데이터센터 시장에의 진입 역시 토마스의 올해 비즈니스 성과 가운데 하나로 꼽힌다.

HMS 인더스트리얼 네트웍스 이종두 팀장은 “2021년부터 COVID-19에 의해 침체되었던 경기가 살아나며 이더넷 스위치 시장도 활기를 띠고 있다. 특히 자동차 및 운송 분야, 그리고 정부가 주도하는 스마트 팩토리 사업에 OPC UA를 사용함에 따라 수요가 점차 늘고 있다. 또한 오피스용 이더넷 스위치가 현장의 환경을 견디지 못함에 따라 산업용 이더넷 스위치로 마이그레이션 하는 사례도 늘고 있다.”라고 말한다.

Moxa Korea 최 이사는 “우리 모싸 코리아는 올 한해 철도분야를 비롯해서 데이터센터, 공장자동화 AGV 무선시스템, 스마트쉽 모니터링 시스템, 사이버 보안 등 중요한 프로젝트가 많이 있었다.”라고 밝히고 있다.

허쉬만 제품을 국내에 공급학 있는 토마스의 표수진 과장은 “올 2022년에는 군함 즉 쉽빌딩 시장과 반도체 시장에 진입을 했다. 반도체 분야는 시리얼 통신을 많이 사용하고 있고, 클린룸은 환경이 깨끗하기 때문에 사실 산업용 장비가 크게 필요하지 않다.”라고 말하고, 이런 상황에서 자사가 반도체 시장에 이더넷 스위치 시장으로 진입을 한 것에 대한 의미를 강조하고있다.

 

철도 및 변전소 자동화 수요, 산업용 이더넷 스위치 시장 견인

 

올해 산업용이더넷스위치는 일반 FA 시장 외에도 철도 및 변전소 자동화를 포함한 전력시장이 수요를 견인한 것으로 나타났다.

보수적인 산업 분야 가운데 하나인 철도 분야에도 4차산업혁명이 시작이 된 것으로 보인다. Moxa Korea 최 이사는 “철도분야는 기술이 보수적으로 움직이는데, 그럼에도 불구하고 이미 4차산업혁명이 진행이 됐다. 열차를 보면 브레이크 같은 중요한 부품이 있는데, 거기에 센서를 달아서 고장이 나기 전에 보이는 특정한 패턴을 CBM 시스템에서 분석한 다음에, 미리 사전고지를 한다. 이게 스마트 유지보수 개념이고, 국내에서 CBM이라고 부르는데, 우리 Moxa는 CBM 시스템의 메인 부분에 차상용 컴퓨터가 들어갔다.”라고 밝혔다. 철도 분야에서 높은 인지도를 확보하고 있는 Moxa Korea는 올해에도 역시 철도 분야 사업에서 괄목할 만한 성과를 나타낸 것으로 알려졌다. Moxa Korea 최 이사는 “현재 국내에서 운행 중인 열차가 2만 대가 넘는데, 방송표시장치를 포함한 네트워크 장비의 50% 가량이 20년 이상이 됐다. 이들의 교체 주기가 오면서, 철도 분야 비즈니스가 좋았다. 차상 스위치만 보면 국내에서는 Moxa가 절반 이상의 시장점유율을 차지하고 있다.”라고 강조했다.

철도 분야의 네트워크 장치는 허쉬만과 Moxa 등의 업체가 주력으로 자리잡고 있는데, 이들 업체 외에도 최근 어드밴텍이 네트워크 장치 사업을 강화하면서, 철도분야에의 공략을 강화하고 있다.

어드밴텍 케이알 이근영 선임은 “어드밴텍은 철도시장의 경우에도 철도 주변 모니터링(웨이 사이드 모니터링) 제품과 열차 간 스위치 제품 모두 갖추고 있다. 열차 간 스위치는 EN50155 인증이 필요한데, 이 인증을 확보한 EKI-9000시리즈로 현대로템 등 관련 수요를 공략해 나가고 있다.”라고 밝히고 있다.

변전소 자동화 시장에는 러기드컴(Ruggedcom) 제품을 공급하는 지멘스와 허쉬만, Moxa 이 3개 업체가 주력으로 제품을 공급하고 있는 것으로 알려졌다. 이러한 경쟁상황에서 어드밴텍이 이 시장에의 진입을 위해 역량을 집중하고 있다. 어드밴텍 이 선임은 “어드밴텍은 산업용 PC 제품에 대해 변전소 인증을 확보하고 이미 변전소에 제품이 공급되어있는 상황이며, 산업용 PC에 이어 변전소용 스위치도 인증을 확보했다. 변전소에 이미 우리 어드밴텍의 산업용 PC가 적용이 되어있기 때문에, 이를 이용해 스위치 비즈니스로까지 확대될 수 있는 가능성이 있다. 특히 유럽산 제품이 고가인데 비해, 우리 어드밴텍은 품질과 가격 양 측면에서 경쟁력이 있기 때문에, 시장 확대에 유리한 측면이 있다.”라고 피력했다.

어드밴텍은 변전소에서 많이 요구되는 스팩과 모듈러 타입, IEC61850과 1588 PTP, 이 세 가지를 모두 지원하는 제품이 내년 1분기에 출시될 예정이어서, 이 제품이 나오면 본격적으로 영업과 마케팅이 전개될 것으로 보인다.

또, 시스코 코리아 이정표 프로는 “한전 시장에 진입하기 위해서는 여러 가지 제품 인증을 요구하는데, 국정원에서 요구하는 보안기능 확인서가 준비되어 있어야만 라우팅 기능이라고 말하는 네트워크 레이어3 이상의 스위치를 제안할 수 있다. 현재 주요 경쟁사 모두 전력시장에 공급하고 있는 제품군은 네트워크 레이어2 제품이다.”라고 말하고, “시스코는 국내에서 유일하게 산업용 네트워크 제품군에서 보안기능 확인서를 모든 타입으로 구비해 놓았다. 시스코는 산업용 네트워크 스위치에만 들어가는 전용 운영 소프트웨어(OS)가 있는 게 아니라, IOS(시스코 전용 운영체제)라고 해서 IT 네트워크에 들어가는 캠퍼스용 스위치와 OT 네트워크에 들어가는 산업용 스위치의 OS가 모두 똑같다. 올해부터 송·변전에서도 레이어3 스위치를 요구하기 시작했다. 이와 관련하여 현재 한전(전력연구원)과도 지속적으로 협력 방향에 대해 논의 중에 있다.”라고 말했다.

특히 이중화 기능인 PRP 및 HSR이 전력 등의 유틸리티 분야에서 점차 확대가 있는 것도 주목할 만한 점이다.

시스코 코리아 이 프로는 “전력 분야의 표준화 문서인 IEC61850 스팩에 HSR/PRP가 명시되어 있다. HSR/PRP는 소위 ‘0ms’의 컨버전스 타임을 보장하는 특화된 통신 기술이다. 아직 시장에서 본격적으로 쓰고 있지는 않지만, 연구소부터 실제 상용화 단계까지 이미 검증이 많이 되어 있으며, 특히 한전에서는 2025년 이후 풀 디지털 변전소 도입을 위해 많은 준비를 해오고 있다.”라고 설명하면서, “HSR/PRP는 최상위 수준의 이중화 네트워크 표준이다. 이 표준이 일반 기업에서 못 쓸 이유는 없다. 그러나 송·변전 같은 전력 유틸리티 분야를 제외하고는 일반 제조기업에서 HSR/PRP 기술을 본격적으로 운영 환경에서 도입하고 있는 곳은 많지 않다. 그럼에도 불구하고 최근 빠르게 늘어나고 있는 데이터센터 시설 내 전력시스템은 그 중요성만큼 HSR/PRP 기술을 적극적으로 도입하고 있는 것은 주목해 볼 만 하다.”라고 피력했다.

 

매니지드 스위치 수요 서서히 확대

 

그동안 산업용 네트워크 시장에서는 가격이 저렴하고 사용이 간편하다는 이유로 언매니지드 (비관리형) 스위치가 수요의 상당부분을 차지해왔다. 그러나 산업용 네트워크의 중요성이 확대되면서 매니지드 스위치의 수요가 서서히 확대가 되고 있다.

Moxa Korea 최 이사는 “지난해까지 언매니지드 스위치 매출이 컸는데, 올해는 전년 대비 매니지드 스위치의 판매 비중이 커졌다. 이더넷 스위치 수요가 점점 하이엔드화 되고 있음을 알 수 있다.”라고 말한다.

또 시스코 이 프로는 “비관리형 스위치는 PoE(Power over Ethernet) 기능이나 TSN과 같은 차세대 신기술 등을 지원하지 않으며, 이름 그대로 관리 기능이 없는 스위치이기 때문에, 문제 발생 시 대응을 위한 ‘네트워크 가시성’ 확보에 취약하다는 단점이 존재한다. 산업용 네트워크 고도화가 크게 필요하지 않은 중소 규모의 제조 환경에서는 이러한 비관리형 스위치의 수요가 지속될 수 있겠지만, 시간이 흐름에 따라 산업용 네트워크 중요성은 높아질 것이고, 관리형 스위치 수요는 수년 내 가파르게 증가할 것으로 예상된다.”라고 설명한다.

토마스 표 과장은 “언매니지드 타입 이더넷 스위치와 매니지드 타입 이더넷 스위치 시장은 동시에 커지고 있다.”고 말한다. 표 과장은 “언매니지드 타입도 시리얼에서 이더넷으로 프로토콜이 변경되면서 커지고 있고, 매니지드 타입도 시리얼 통신이 점차 없어지면서 데이터를 위로 올리는 역할을 해야 되니까 커지고 있다.”라고 설명한다.

 

 

 

 

 

네트워크보안, 최대이슈로 부상

 

IT/OT 융합이 가속화되면서 운영 탄력성을 강화하는 차세대 산업용 네트워크 구현을 위해, 네트워크 보안이 최대 이슈로 부상하고 있다. 이러한 추세에 맞춰 주력 이더넷 스위치 업체들의 기술적 대응도 빨라지고 있다.

Moxa Korea 최 이사는 “IT와 OT의 융합이 가속화되면서, 보다 강력하고 안전한 산업용 네트워크에 대한 필요성이 부각되고 있다. 이에 따라, 네트워크에서 데이터의 품질, 더 높은 대역폭 등 성능 강화 및 단순화된 관리 소프트웨어, 그리고 네트워크 보안이 강화될 전망이다.”라고 말한다. 또 “지금까지 Moxa는 계속해서 IoT와 보안을 강조하며 네트워크 솔루션을 제공해왔다. OT 보안에 다른 경쟁업체보다 일찍 하이라이트해서 2018년부터 마케팅을 전개해왔는데, 실제로 시장으로부터 직접적인 반응을 느낀 건 올해 초부터다. 반도체나 철도전시회, 전력전시회에서 세미나를 같이 진행했었는데, 참가자들이 가장 관심 있는 분야가 OT 보안이었고, 각 산업군의 고위분들로부터 별도의 세미나 요청도 들어왔었다. 아람코나 TSMC 같은 데서 현재 사용하고 있는 네트워크 장비를 G4000으로 바꾸고 있다.”라고 피력하고 있다.

Moxa의 경우, 최근 출시한 EDS-4000/G4000 시리즈는 표준에서 지정한 엄격한 소프트웨어 개발 주기에 따라 개발된 하드웨어 보안 기능을 내장하고 있는 것으로 알려졌다.

토마스 표 과장은 “앞으로 허쉬만의 업그레이드 제품들은 모두 허쉬만 OS를 탑재해서 보안이 강화된 제품들로 출시가 된다. 기존 클래식 OS를 사용하던 제품들이 하나씩 허쉬만 OS로 바뀌고 있다.”라고 말하고 있다.

 

고출력 및 고대역폭 네트워킹에 대한 요구 늘어나

 

4차산업혁명과 맞물린 당연한 결과로서, 현재 고출력 및 고대역폭, 고속 네트워킹에 대한 요구가 늘어나고 있다.

어드밴텍 이 선임은 “많은 데이터를 처리하기 위한 1G에서 10G로의 대역폭 상승, 그리고 그에 대응하기 위한 IEEE 1588이나 TSN 같은, 데이터를 지연없이 보내기 위한 기능들이 주요 포인트로 떠오를 것 같다.”라고 말한다.

Moxa가 최근 출시한 EDS-4000/G4000 시리즈는 산업 운영 환경에 연결된 장치의 수가 기하급수적으로 증가하는 추세에 대응해, 최대 14개의 포트와 고속 이더넷, 기가비트, 2.5GbE 업링크, SFP 및 IEEE 802.3bt PoE 연결 등 다양한 옵션을 포함한 다중 인터페이스 조합을 제공함으로써, 이를 통해 고객들은 특히 고출력 및 고대역폭 네트워킹이 필요한 지능형 운송 시스템과 같은 어플리케이션에 더 많은 장치를 연결할 수 있도록 지원하고 있다.

시스코 코리아 이 프로는 “글로벌 사례를 보면 10G로 OT 백본 네트워크 표준화를 진행하고 있다. 공장 내 중복투자를 줄이자는 기조가 워낙 강하기 때문이다. 중복투자를 줄인다는 의미는 지금까지의 공장은 목적에 따른 다양한 네트워크(망)를 별도로 구성해 왔는데, 예를 들어 공장 내에서도 MES망/설비망 /IoT망/QA망 등 여러 망들이 중복되어 운영되어왔다. 이것을 네트워크 가상화 기술을 활용하여 하나의 물리적인 네트워크로 통합시키겠다는 논의가 이미 나오고 있고, 일본 모 자동차 회사의 경우는 OT 백본 네트워크를 10G로 표준화해서 운영을 하고 있다.”라고 말하면서, “국내에서는 아직까지 OT 백본 네트워크를 10G까지 하는 케이스는 없고, 설비 네트워크를 100메가에서 1기가로 가자는 이야기 정도가 많이 나오고 있다. 이것은 단순히 통신 속도의 차원이 아닌 OT 네트워크 아키텍처를 어떻게 표준화/개선해 나가는지에 대한 주제라고 할 수 있다.”라고 덧붙였다.

 

 

 

시간민감형 프로토콜 TSN 스위치에도 기대

 

스마트 팩토리 추세와 맞물려 시간민감형 프로토콜인 TSN(Time Sensitive Network)을 지원하는 스위치의 수요에도 기대가 모아지고 있다.

토마스 표 과장은 “실제로 허쉬만은 글로벌하게 TSN 스위치가 많이 팔리고 있다. 우리 토마스도 벌써 해외 프로젝트의 경우에는 TSN을 요청 받아 제공하는 경우가 많다.”라고 말하고 있다.

허쉬만의 BOBCAT 패밀리는 고급 보안 기능과 함께, 견고한 설계 및 TSN 실시간 통신을 지원함으로써, 차세대 IIoT 네트워크를 위한 네트워크 솔루션을 제공하는 제품군이다.

또, 어드밴텍 케이알 이 선임은 “저지연 통신과 고대역폭 통신이 주요한 기능이 될 것 같다. TSN 등 시간 동기화 기술을 통해, 앞으로 OT의 100Mbps 통신망과 OT의 10G/100G 통신망 사이의 갭을 줄이고 통합시키는 것이 주된 과제가 될 것 같다. 그리고 앞으로는 10G 시장이 커질 것으로 예상이 된다.”라고 말한다. 이 선임은 또, “공장자동화가 계속 진행되다 보니까 OT단에서 주고받는 데이터가 점점 많아지고 있다. 기존의 시리얼 통신이나 필드버스 프로토콜이 담당하던 부분이 이더넷으로 넘어가야 할 때가 온 것이다. 현재 OT단에서는 100메가 스위치를 쓰고 있고, IT단에서는 10기가, 100기가 스위치를 사용하고 있다면, 앞으로는 OT단에서도 1기가 스위치를 사용하고자 하는 수요가 늘어날 것이다. OT단과 IT단의 갭을 줄이는 요구가 필요하다. 그렇기 때문에 요즘 부각되고 있는 것이 TSN 스위치다.”라고 말하고 있다.

그러나 TSN이 일반 산업용으로 쓰이기까지에는 시간이 필요할 것이라는 의견이 대체적이다. 시스코코리아 이 프로는 “산업 자동화를 위한 TSN의 Industrial Profile이 완성되기까지 좀 더 시간이 소요될 것으로 예상된다. 생태계 발전은 표준화에 달려 있는데, 기존 TSN 버전은 밴더사들 간의 상호 운용성 및 적용성에 한계를 보이고 있다.”라고 말하고 있다.

Moxa Korea의 최 이사도 “국내에서도 TSN 적용을 위한 개발은 진행 중이고, Moxa 제품이 테스트용으로 대기업에 판매되기도 했다. 다만, 어떤 제품 하나가 TSN이 가능하다고 해서, TSN을 적용할 수 있는 것이 아니기 때문에, 실제 수요로 창출되기까지는 시간이 걸린다. TSN은 현재 사양도 정리가 되어가고 있고, 어플리케이션 케이스들도 만들어지고 있는데, TSN 사양이 확정되면, 호환성 리스트도 만들어질 거고, Moxa의 TSN 스위치를 쓰면 TSN이 가능한 어플리케이션 및 디바이스와 전체적으로 호환이 돼서 적용이 되게 된다. 지금은 그 목표점으로 가기 위한 과도기에 있다.”라고 말한다.

 

내년 산업용 이더넷 스위치 시장 횡보(橫步) 예상

 

전 세계 경기가 침체 국면에 들어설 것으로 예상되면서, 국내 산업용 이더넷 스위치 시장 역시 밝은 것만은 아니다.

Moxa Korea 최 이사는 내년 이더넷 스위치 시장전망에 대해 “개인적으로는 횡보(橫步)가 되지 않을까 보고 있다. 트렌드는 올라갈 수밖에 없는데, 경기가 떨어지기 때문에 수평으로 갈 것으로 예상이 된다. 자동화 시장은 반도체 경기에 영향을 많이 받다 보니까, 일반 FA분야는 쉽진 않을 것으로 예상을 하고 있다.”라고 의견을 밝혔다.

토마스 표 과장은 “최근 글로벌하게 경기 침체기에 들어서면서, 많은 기업이 투자를 줄이고 있다. 석유 감산으로 인한 석유 플랜트 시장 축소뿐만 아니라, 2020년부터 2022년까지 활발한 투자가 진행되어 이후 투자 감소를 예상했는데, 글로벌 경기침체까지 맞물리면서, 산업용 이더넷 스위치 시장까지 영향을 받고 있다. 게다가 중국 및 대만에서 생산 가능한 메이커가 대거 등장하여 가격우선 정책으로 시장을 점유하는 양상으로, 품질우선 정책의 허쉬만 제품들은 상대적으로 시장에서 더 어려워지고 있다.”라고 피력했다.

4차산업혁명 구현에 없어서는 안 될 산업용 이더넷 스위치. IT/OT 융합이 절대적인 트렌드로 부상하는 가운데 이 트렌드를 누가 가장 잘 이끌어 나갈 수 있느냐에 따라 공급업체 간 성적표가 갈릴 전망이다.