UPDATED. 2020-10-23 08:21 (금)
무선 메시·패스트 로밍, 와이파이 품질 제고
무선 메시·패스트 로밍, 와이파이 품질 제고
  • 박광하 기자
  • 승인 2020.10.17 12:59
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

■IEEE 802.11s·802.11r 기술 분석

AP별 유선 인프라 구축 줄여
광범위 망 구성 편리하게 구현

단시간 내 연결 전환 지원해
실시간 서비스 이용 편의 높여

스마트시티·공공와이파이 사업에
해당 기술 도입 기대감 확산
KT는 지난 6월 메시 네트워크 기술을 적용한 '기가 와이' 서비스를 선보였다. [사진=KT]
KT는 지난 6월 메시 네트워크 기술을 적용한 '기가 와이' 서비스를 선보였다. [사진=KT]

최근 와이파이 기술을 이용해 다양한 목적의 무선 인프라를 구축하려는 움직임이 정부, 지자체, 공공기관 등 공공분야를 중심으로 확산되고 있다. 민간에서도 와이파이 이용이 늘고 있다. 이에 따라, 인프라 구축비용을 절감하고 와이파이 서비스 품질을 높일 수 있는 '메시 네트워크'와 '패스트 로밍' 등의 기술이 주목을 받는다.

 

■AP 활용, 무선으로 망 구성

기존에는 와이파이망을 구축할 때, 무선랜액세스포인트(AP)에 연결할 유선 회선을 AP 설치 지점까지 포설해야 했다.

스위치 장비를 중심으로 유선 회선이 각 AP로 연결되는 방식이므로 구축하는 와이파이망 규모가 늘어날수록 유선 인프라 규모 또한 함께 증가할 수밖에 없다.

또한, 이 같은 모델에서는 AP에 연결된 회선에 장애가 발생할 경우 해당 AP와 연결된 장치(클라이언트)들은 인터넷 서비스를 제대로 이용할 수가 없다.

유선 인프라 추가 구축 없이 와이파이 신호 도달 범위(커버리지)를 확장하기 위해 확장기(Extender)라고 불리는 장치가 쓰이기도 한다.

하지만, 확장기는 와이파이 통신으로 공유기의 신호를 받아서 다시 송출하는 방식을 사용하다 보니 속도나 지연율 등 통신 품질에서 손해가 일어난다는 평가를 받고 있다.

또한, 확장기와 연결된 AP에 장애가 생길 경우, 해당 AP에 연결된 확장기들도 영향을 받게 되는 종속성 문제도 한계다.

반면, 국제기관인 전기전자기술자협회(IEEE)가 제정한 'IEEE 802.11s' 기술 표준 등을 기반으로 하는 '메시 네트워크(Mesh Network)' 기술을 사용하면 AP마다 회선을 유선으로 구축해야 하는 번거로움이 줄어든다.

무선 메시 모델로 와이파이망을 구축할 경우 유선 인프라를 대신해 장치들이 무선으로 '다대다' 방식으로 연결되기 때문이다.

물론, 일정 규모의 이상의 망을 구축할 경우, 유선 인프라에 연결되는 AP를 2개 이상 구성하는 것도 가능하다.

메시 네트워크 기술은 와이파이 장비 인증을 담당하는 국제적인 민간 기관 '와이파이 얼라이언스'가 2012년 발표했다.

이 기술로 와이파이망을 구성하면 어떤 이점이 있을까.

모든 AP를 유선 인프라에 연결하지 않아도 되므로 망 구축 시 비용·시간을 절약할 수 있다. 특정 장치 간 무선연결이 중단되더라도 다른 무선 연결을 통해 인터넷을 이용할 수 있으므로, 중단 없는 서비스 보장성도 강화된다.

 

패스트 로밍 작동 개념도. 이 기술은 AP간 로밍 시간을 줄여 중단 없는 통신 서비스가 가능해진다. [자료=나진오토메이션]
패스트 로밍 작동 개념도. 이 기술은 AP간 로밍 시간을 줄여 중단 없는 통신 서비스가 가능해진다. [자료=나진오토메이션]

■AP 연결 전환 때도 연결 보장

AP에 연결된 장치가 다른 AP로 연결 전환(로밍)을 할 때 사용자가 전환에 따른 접속 단절을 느끼지 못할 정도로 빠른 로밍을 가능케 하는 기술이 '패스트 로밍(Fast Roaming)'이다.

IEEE 802.11r 등의 국제 기술 표준을 기반으로 작동하는 패스트 로밍은 AP간의 로밍 소요 시간을 100㎳(1/10초) 이내로 단축해 와이파이를 기반으로 하는 통신 서비스가 중단되지 않도록 해준다.

와이파이 장비 제조사마다 약간씩 다르지만, 이들 기업은 자사 제품을 이용할 경우 로밍 시간을 수십㎳까지 줄일 수 있다고 홍보하고 있다.

반면, 패스트 로밍 기능이 지원되지 상태에서는 로밍 시 수초에서 수분까지 시간이 소요된다.

이 때, 와이파이를 이용한 스트리밍 영상 시청 등의 실시간 서비스의 경우 중단 현상이 일어나게 된다.

패스트 로밍 기술은 최적의 무선 와이파이 통신을 이용하는 데도 도움이 된다. 클라이언트 이동에 대응해 와이파이 신호 세기를 주기적으로 측정하는 방식을 채용, 현재 가장 강한 와이파이 신호로 연결이 유지되도록 하는 것이다.

이와 달리, 패스트 로밍이 지원되지 않는 환경에서는 연결 중단이 일어날 때까지 기존 통신 연결이 유지되므로, 아무리 속도가 느려도 접속 단절이 일어나기 전까지는 느린 속도로 통신이 이뤄진다.

패스트 로밍이 지원되지 않는 도시철도 객차 내 상용와이파이 AP들을 생각해보자.

원래 열차 칸에서 다른 칸으로 이동할 때, 기존 와이파이 연결이 중단될 때까지 접속이 유지되므로 느린 속도로 인터넷을 이용해야 한다.

이후 AP 커버리지를 벗어나게 되면 접속이 단절되고, 이후 가까운 AP로 다시 연결이 이뤄지기까지 상당한 시간이 소요된다.

와이파이 얼라이언스의 패스트 로밍 시험 기준은 임의의 통신 트래픽이 오고 가는 상태에서 10회 가량의 로밍 상황을 만들었을 때 딜레이(100ms 미만), 패킷 손실률(1% 미만), 연속 손실 패킷(6개 미만) 기준을 충족해야 한다.

 

■무선 메시·패스트 로밍 결합 확산

전 세계적으로 스마트시티 등 정보통신기술(ICT)을 바탕으로 한 새로운 개념의 사회 시스템 구축이 모색·추진되고 있는 요즘, 유선 인프라 없이도 광범위한 와이파이망을 구성할 수 있는 메시 기술이 주목을 받는다.

또한, 패스트 로밍 기술을 이용한 중단 없는 실시간 서비스 제공 움직임도 활발하다. 이 둘을 결합해 이동성을 보장하는 와이파이 서비스 제공도 이뤄지고 있다.

자율주행 로봇을 이용한 이동형 CCTV 관제 사업의 경우 메시 와이파이로 관제 구역 내에서 와이파이망 구성을 경제적으로, 빨리 할 수 있다. 또한, 패스트 로밍 기능 적용으로 로봇이 촬영한 감시 영상은 관제 센터로 끊김 없이 전달된다.

산불 감시 등에서도 이들 기술의 융합은 이점을 제공한다. 산이나 강, 계곡을 가로질러 유선 회선을 구축할 필요가 없으므로 와이파이망 구축이 용이해지고, 와이파이를 이용한 각종 감시 체계는 패스트 로밍을 이용해 중단 없는 역할 수행이 가능하다.

버스나 지하철과 같은 대중교통 수단에서도 무선 메시·패스트 로밍의 결합을 이용할 경우, 별도의 무선 백홀 없이도 승객의 스마트폰이 일정 거리마다 설치된 AP와 중단 없는 통신을 할 수 있게 돼 스트리밍 서비스를 이용할 수 있다.

물론, 현재 이들 기술이 적용된 솔루션들은 단점도 갖고 있다.

서로 다른 제조사 장치 간에는 호환성이 부족하다는 지적이 나오고 있는 것이다. 국제 기술 표준을 기반으로 작동하는 기술이지만, 제조사별 구현 방식이나 설정 값 차이로 인해 호환이 잘 되지 않는다는 사례가 보고되고 있다.

무선랜 산업 관계자들은 관련 기술 확산에 따라 성능 개선뿐만 아니라 제조사별 호환성도 제고될 것으로 기대하고 있다. 특히 시민들의 통신요금 절감을 목적으로 전국적으로 추진되는 공공와이파이 사업에서 해당 기술이 도입되면 사업의 효율성 제고에도 도움이 될 것이라고 전망했다.


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.