DeWi: 전통 통신 네트워크의 돌파구, 차세대 인터넷 인프라를 위한 새로운 서사

2022.11.08

DeWi: 전통 통신 네트워크의 돌파구, 차세대 인터넷 인프라를 위한 새로운 서사

DeWi는 TradWi 네트워크와 비교했을 때 어떤 이점이 있을까?

2022.11.08 - 06:52:53

DeWiHelium$HNT

Web3 심층 보도에 집중하고 흐름을 통찰

DeWi는 TradWi 네트워크와 비교했을 때 어떤 이점이 있을까?

작성: Kadeem Clarke

번역: TechFlow

무선 네트워크는 인터넷에 연결하는 게이트웨이이지만 투명하지 않으며, 이는 곧바로 변화할 수 있다. 수십 년 동안 통신사는 통신을 장악해 왔다. 4K 영상과 수백만 개의 사물인터넷(IoT) 센서를 수용하는 인터넷의 변혁 속에서 통신 산업이 차세대 인터넷 사용자에게 적절히 서비스를 제공할 수 있을지에 대한 의문이 제기되고 있다.

기존 무선 네트워크는 대역폭 제한, 혼잡, 느린 서비스 및 중단 등의 문제에 시달리고 있다. 고객들은 이러한 문제들을 해결해야 할 뿐 아니라 적절한 커버리지를 확보하기 위해 복잡하고 비용이 많이 드는 절차를 밟아야 하며, 많은 이들이 여전히 인터넷에 접근조차 하지 못하고 있다. 코넬대학의 한 연구에 따르면 "저소득 지역의 네트워크 커버리지는 부유한 지역보다 거의 15% 낮다"며 이로 인해 모바일 디지털 격차가 발생한다고 지적했다. 저소득층 지역 주민 대부분이 스마트폰을 통해 주로 인터넷에 접속하기 때문에 충분한 커버리지는 매우 중요하다. 여기서 탈중앙화 무선(DeWi) 서사가 등장한다.

탈중앙화 무선(DeWi)은 운영자들이 통신 장비를 배치하고 유지함으로써 얻는 토큰 보상을 장려함으로써 통신 네트워크의 구축, 운영, 소유 방식을 근본적으로 바꾸려는 시도이다.

스마트폰 덕분에 세계 인구의 66%가 인터넷에 쉽게 접근할 수 있게 되었으며, 이는 2000년 당시 단 7%였던 것과 비교된다. 인터넷과 글로벌 접근성이 확대됨에 따라 생성되는 데이터의 양은 계속 증가할 것이다.

자율주행 자동차, 사물인터넷(IoT), 스마트시티, 가상현실(VR) 환경과 같은 새로운 기술의 등장은 전 세계적으로 더 높은 대역폭과 낮은 지연 시간을 요구하게 만들고 있으며, 기존 무선 네트워크(TradWi) 사업자들은 이러한 급증하는 수요를 충족시키지 못하고 있다.

DeWi에 대해 논의하기 전에 먼저 기존 통신 인프라에 대해 살펴볼 필요가 있다. 중요한 사실은 통신사들이 일반적으로 10년 주기로 새로운 무선 네트워크를 배포한다는 점이다.

이 과정은 일반적으로 다음과 같은 단계를 포함한다:

자본 지출과 운영 비용을 조달하기 위해 수백억 달러의 부채를 감수한다.
정부로부터 면허를 매입한다.
제3자 제조업체를 통해 독점 하드웨어를 생산한다.
기지국과 무선기를 설치할 수 있는 건물 소유주를 확보한다.
복잡한 장비를 설치하고 유지하기 위해 다수의 현장 기술자를 동원한다.

통신사들이 사용하는 상향식(top-down) 네트워크 구축 방식은 차세대 무선 네트워크에는 적합하지 않다. 5G와 같은 신규 네트워크 기술은 통신사들이 감당하기 어려운 막대한 수의 무선기와 안테나를 필요로 한다. 기존 방식은 역사적으로 인구 밀집 지역의 커버리지를 우선시하며, 다수의 외곽 및 농촌 지역은 소외되어 왔다.

최근 몇 년간 통신 서비스 분야에서는 흥미로운 변화들이 있었다. 이제 DeWi의 도입을 가능하게 하는 세 가지 주요 변화가 있는데, 바로 eSIM의 대중화, 무선 스펙트럼의 개방, 블록체인 기술과 무선 하드웨어의 발전이다.

애플이 지난달 발표한 iPhone 14의 가장 큰 변화는 물리적 SIM 카드 슬롯이 없다는 점이다. 최신 아이폰은 QR 코드를 스캔해 활성화할 수 있는 디지털 대안인 eSIM을 지원한다. 이는 DeWi 셀룰러 네트워크에 있어 중요한 진전이며, 사업자 전환 비용을 사실상 제로 수준까지 낮춘다. iPhone 14는 6개의 eSIM 슬롯을 지원하므로 사용자는 기존 전통 사업자의 eSIM 옆에 DeWi eSIM을 설치하고 두 네트워크를 동시에 이용할 수 있다.

Helium Network는 이러한 구조적이고 고비용적이며 불공정한 문제들을 해결하려는 새로운 탈중앙화 네트워크로, 각 노드가 자신의 위치에서 무선 주파수를 방출하며 그룹으로 구성된 범위 커버리지를 운영하고 있다. 수십만 명의 사람들이 보상을 받으며 더 안정적인 네트워크를 누릴 수 있고, 핫스팟을 소유한 누구나 참여함으로써 강력한 네트워크 구축에 기여할 수 있다.

Helium Network는 네트워크 구축 방식을 완전히 새롭게 제시하며 인터넷의 오픈소스 운동처럼 이 공간을 열고 있지만, 이는 보편적인 만능 기술이 될 수는 없다.

통신사들은 소비자 중심의 속도와 커버리지를 강조하지만, 계약 조건이 지나치게 제한적이며 신뢰하기 어렵다. IoT 기기를 사용하는 기업들에게는 비용이나 커버리지 유연성을 충분히 제공하지 못하며, 저전력·장거리 네트워크로의 전환에도 실패하고 있다.

모든 것이 어떻게 연결되는가?

Helium 네트워크는 '커버리지 증명(Proof of Coverage)'이라는 독점 알고리즘을 기반으로 운영되며, 핫스팟이 실제로 업로드된 위치에서 무선 커버리지를 제공하는지 검증한다. 커버리지 증명은 특정 장소에서 핫스팟이 무선 네트워크를 방출하고 있음을 지속적으로 확인하며, 무선 주파수(RF) 기술을 사용해 이를 입증함으로써 네트워크 운영을 지원한다.

회사에 따르면, 커버리지 증명은 세 가지 핵심 요소에 기반한다: RF 거리, RF 강도, RF 속도. PoC 챌린지 알고리즘을 사용해 핫스팟이 업로드된 위치에서 커버리지를 방송하고 있는지 주기적으로 검사한다.

'알고리즘 챌린지'는 챌린지를 보내는 핫스팟(도전자), 챌린지를 수신하는 핫스팟, 그리고 근처에서 해당 챌린지의 존재를 네트워크에 보고하는 '증인(witness)'으로 구성된다. 도전자 핫스팟은 먼저 공개키/개인키 쌍을 생성한 후, SHA256 알고리즘과 함께 블록체인에 커버리지 증명 요청을 제출한다. 요청이 유효하면 블록체인은 이를 수락하고 도전자 ID와 공개키 해시를 포함한 새 블록을 생성한다. 핫스팟은 360블록마다 한 번씩 커버리지 증명을 수행하며, 그 대가로 Helium의 토큰인 $HNT를 받는다. 검토 및 검증된 핫스팟의 데이터는 Helium 블록체인에 저장된다.

Helium의 운영사 Nova Labs는 Helium을 다양한 유형의 통신 네트워크를 올릴 수 있는 탈중앙화 플랫폼으로 전환할 계획이라고 발표했다. 이 전략은 Helium을 '네트워크들의 네트워크(Network of Networks)'로 변화시키며, LoRaWAN(장거리 광역망)의 빠른 확장을 5G, WiFi, VPN, CDN 등 다른 유형의 네트워크에도 복제할 수 있도록 한다.

Helium의 LoRaWAN 네트워크 성공 이후, Helium 모델을 기반으로 한 여러 새로운 DeWi 네트워크가 등장했다. 현재 14개 이상의 DeWi 네트워크가 존재하며, 이는 셀룰러, WiFi, LoRaWAN, 블루투스, 하이브리드 네트워크를 포함한다:

5G 네트워크(셀룰러): CBRS 스펙트럼을 사용하는 Helium 5G와 Pollen Mobile 네트워크가 이 범주에서 두각을 나타내고 있다. 다른 네트워크 시장과 비교했을 때 셀룰러 네트워크의 시장 기회가 가장 크다.
WiFi: DeWiFi 네트워크는 누구나 무료로 연결 가능한 글로벌 공유 WiFi 네트워크를 목표로 한다. WayRu와 WiFi Dabba가 이 분야의 초기 프로젝트들이다.
LoRaWANs(IoT): LoRaWAN은 저전력, 장거리 무선 통신 프로토콜이다. 센서 데이터와 같은 소량의 데이터를 장거리로 전송하는 데 이상적이며, IoT 기기의 선호 네트워크가 된다. 이 범주는 주로 Helium과 Foam이 포함된다.
저전력 블루투스 네트워크: 저전력 블루투스 네트워크는 저전력과 단거리 응용에 적합하다. Nodle은 스마트폰과 블루투스 저전력 라우터를 사용해 IoT 기기를 인터넷에 연결하는 블루투스 메시 네트워크이다.
하이브리드 네트워크: 탈중앙화 인터넷 연결은 다양한 무선 기술을 하나의 솔루션에 통합하는 하이브리드 네트워크에 의해 수행된다. Althea와 World Mobile Token이 그 예시이다.

DeWi : 전통 통신 네트워크의 돌파구, 차세대 인터넷 인프라의 새로운 서사

HNT: Helium 네트워크의 토큰

현재 HNT는 6.64달러에 거래되고 있으며, 시가총액은 15억 달러, 유통 공급량은 1억 HNT이다.

보상으로 분배되는 HNT의 비율은 노드가 도전자, 수신자 또는 증인 중 어느 역할을 하는지, 그리고 수행하는 작업 유형(검증, 데이터 전송, 네트워크에 새 블록 게시)에 따라 결정된다.

또한 HNT는 GPU를 사용하는 전통적인 마이닝과 달리 무선 기술을 사용해 채굴된다.

반면, DeWi 네트워크는 현실 세계에서 검증 가능한 작업을 수행하는 참여자들에게 보상을 주는 새로운 토큰 배분 메커니즘을 채택한다. 이 인센티브 시스템은 중앙 집중형 실체 없이도 네트워크가 자체적으로 시작될 수 있는 경제적 플라이휠 역할을 한다.

프로토콜은 커버리지가 최종 사용자가 이용할 수 있을 만큼 충분해질 때까지 공급측 참여를 유도할 수 있다. 이를 통해 프로토콜은 중심화된 통신 서비스와 경쟁할 수 있는 초기 동력을 확보할 수 있다. 운영자들은 네트워크의 공급 측을 구축함으로써 네트워크의 상승 가치를 직접 체감하게 되며, 네트워크 성공을 기대하게 된다.

TradWi 네트워크와 비교한 DeWi의 장점은 무엇인가?

TradWi 네트워크와 비교할 때 DeWi의 가장 큰 장점은 자본 지출(CAPEX)과 운영 지출(OPEX)이 낮다는 점이다. 전통적인 방식으로 네트워크를 구축하려면 중앙 실체가 수백억 달러를 들여 주파수 면허를 구매하고, 독점 하드웨어를 제작하며, 장비 배치를 위한 토지를 임대하고, 장비 설치 및 유지 관리를 위한 대규모 현장 기술진을 고용하며, 계획, 청구, 고객 지원을 위한 대규모 백엔드 인프라를 유지해야 한다.

DeWi를 활용하면 운영자는 각 하드웨어 장치가 창출하는 수익에 기반해 자동 수익 공유 계약을 체결할 수 있다. TradWi의 경우 운영자는 건물 소유주에게 고정된 금액을 지불해야 하지만, DeWi의 수익 공유 모델은 효율성뿐 아니라 소유주가 자신의 부지 내 하드웨어 수익을 직접 확인함으로써 수익 배분의 투명성도 제공한다.

DeWi : 전통 통신 네트워크의 돌파구, 차세대 인터넷 인프라의 새로운 서사

차세대 무선 네트워크는 기존 배포 모델의 대안을 필요로 한다. 과거에는 대형 탑이나 마스트에 설치된 매크로 셀 무선기가 넓은 지역에 걸쳐 셀룰러 커버리지를 제공했다. 문제는 매크로 셀이 낮은 주파수 대역을 제공하는 반면, 5G 네트워크는 대역폭을 늘리기 위해 더 높은 주파수 대역을 필요로 한다는 점이다.

DeWi는 5G 네트워크 배포에 있어 훨씬 비용 효율적인 해결책을 제공한다.

DeWi는 TradWi를 대체하는 것이 아니라 보완하는 역할을 할 수 있다. DeWi는 전 세계 사용자들이 중앙 집중형 방법보다 훨씬 빠르게 병렬적으로 네트워크를 구축할 수 있게 한다. 지역에 대한 이해가 깊은 참여자들이 현지 시장 수요를 충족하는 인프라 구축에 집중할 수 있다.

TradWi의 광역 커버리지와 DeWi의 소형 기지국 커버리지를 결합하면 5G가 전 세계적으로 더욱 보편화될 수 있다.