산업용 Ethernet의 설계와 구현 시 고려할 사항

Sergio Lorenzi
Managing Director, Rockwell Automaion

네트워크는 공장의 중심이 되어야 합니다. 네트워크의 통합은 제어, 통신, 가상화 및 정보 요소에 대한 분산 관리를 가능하게 하였으며, 그 역할의 중심에는 매체, 즉 이 모든 것을 연결하는 네트워크가 존재합니다.

그렇기 때문에 네트워크의 올바른 설계와 구현이 공장의 처리량 증가에 핵심적인 요소가 되었다는 사실에는 이론의 여지가 없습니다. 이 문제는 로크웰 오토메이션이 바르셀로나에서 개최한 자동화 대학(Automation University) 행사에 참여한 이들의 큰 관심사였습니다. 

용어로서의 네트워크는 이더넷(Ethernet)을 의미하며, 이는 산업 및 상업용 애플리케이션을 위해 이상적인 것으로 이미 증명된 바 있습니다. 그렇다면 이 네트워크는 어떤 혜택을 제공할까요? 네트워크에 대한 중요한 요구사항 중 한 가지는 바로 다운타임 방지를 위한 높은 가용성일 것입니다. 그렇기 때문에 네트워크는 안정적이며 내고장성(fault-tolerance)을 갖추고 있어야 합니다.

또한 높은 대역폭을 제공하며 애플리케이션에 연결된 대용량의 데이터를 전송할 수 있어야 합니다. 반복 가능성과 결정론 측면과 더불어 사용자의 측면에서 보다 탁월한 성능을 제공해야 하며, 물론 네트워크 자체가 안전해야 합니다.

네트워크는 고정된 것이 아니라 끊임없이 변화하는 것입니다. 노드가 증가하고 더 많은 정보가 전송되며 사용자의 요구사항이 시시각각 변화합니다. 또한 대역폭 수요가 증가하고 이에 따른 병목 현상이 증가하는 등 인프라에 여러 다른 변화가 추가됩니다.

그래서 로크웰은 일련의 변화하는 요구 사항을 목록화하였습니다. 네트워크가 올바른 해답을 제공할 수 있도록 하려면 어떤 기준을 고려해야 할까요? 물리적 매체를 구성하는 요소들을 적절하게 선택하는 것이 중요합니다.

케이블, 광통신, 커넥터 및 무선 접근점은 이들이 작동될 환경에 적합해야 합니다. 또한 네트워크가 산업용이라는 점을 고려하면 극한 기온, 높은 습도, 진동, 전자기 간섭, 먼지 등이 존재하는 환경에서 가동될 확률이 높습니다. 이런 모든 사항은 네트워크에 추가될 모델의 사양을 선택할 때 일반적으로 가동에 영향을 미치는 요소로 고려되어져야 합니다.

변화가 도입되기 전에 네트워크의 현재 상태를 알기 위해 시작점으로 이용될 기준이 먼저 수립되어야 합니다. 이 기준에는 물리적인 계층 인증, 연결된 장비 목록, 무선 전기 스펙트럼 분석(무선 네트워크 상), 네트워크를 최대한 활용하는 장비 및 애플리케이션, 활성 프로토콜, 성능 및 대역폭은 물론 장비 구성 및 설정 등이 포함되어야 합니다.
물리적인 매체 인증은 주목을 받을 만합니다. 오픈 DeviceNet 공급업체 협회(ODVA: Open DeviceNet Vendors Association)에 의하면 이는 변화가 도입될 때 마다 그리고 정기적으로 가동 전에 구현이 되어야 합니다.

보안은 생산에 미칠 수 있는 잠재적인 영향 때문에 확실한 우려의 대상입니다. 존재하는 다양한 위협의 대부분은 의도된 것이 아니지만 때로는 의도된 공격이 발생하기도 합니다. 네트워크의 설계, 구현 및 인증 과정에서 이러한 모든 위협을 고려해야 합니다. 제어 네트워크의 설계 단계에서 보안 문제가 고려되지 않는 경우가 종종 있기 때문에 이는 핵심 사항이라고 하겠습니다.

기대치를 충족하는 네트워크의 설계와 구현은 수명 주기의 시작과 끝 모두에서 얼마나 정확하게 선택, 검증 및 인증을 하느냐에 달려 있으며, 이것이야말로 현재 및 향후의 요구 사항을 충족할 수 있는 유일한 방법입니다.

출처: 로크웰 오토메이션 코리아 블로그