무선 메쉬의 기술적인 특징으로는 기존 AP의 경우, 단순 무선접속기능을 가지고 있고 센터와 유선으로 연결되어 중앙 콘트롤러가 망 제어, 보안 등을 담당한 것에 비해 무선 메쉬 망은 각각의 노드가 무선으로 연결되고 실외에 설치된다는 점에서 기존 방식과는 다른 형태의 기술적 특징을 가진다.

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무선 메쉬 기술의 특징 및 장점

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첫째, 각 노드가 라우팅 능력을 가지고 있어서 전원이 인가되면 스스로 망을 구성하고, 트래픽량과 게이트웨이까지의 지연시간 등을 계산하여 최적화를 진행하며, 폭주나 간섭, 기존 링크에 문제가 생길 때 우회경로를 찾고 또 복구되면 다시 최적의 경로로 회복하는 자가 복구 기능까지 자동 망구성/최적화/복구 능력을 갖추고 있다.

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둘째, 도시 및 국가를 대상으로 한 인프라 구성이 되어야 하므로 지하철, 철도, 차량, 고속철 등 고속이동수단에서도 이용할 수 있어야 하며, 이를 위해 고속 로밍 기능을 제공한다. 현재 고속철의 경우 시속 300km의 속도로 이동하므로 메쉬 노드간 고속의 무선 채널 스캔닝에 따른 고속 로밍으로 서비스를 제공한다.

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셋째, 음성, 영상, 데이터와 같은 멀티미디어 데이터를 특성에 맞게 수용할 수 있으며, QoS기능을 가지고 있어서 일정한 품질이 유지되도록 우선순위 제어가 가능하다.

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넷째, 지자체, 공공, 시민, 센서 등 다양한 이용자를 하나의 망을 통해 서비스, 권한, 우선순위, 품질을 구분하여 제공할 수 있으며, 통신사업자 수준의 과금이 가능할 수 있도록 서비스 품질을 구분하고 제어할 수 있는 장점을 가진다.

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이러한 장점으로 인해, 무선 메쉬 기술은 국방, 소방, 경찰, 지자체, 환경, ITS, 자동차, 조선 등 거의 모든 분야에 활용되고 있다.

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무선 메쉬 기술발전 방향

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무선 기술 로드맵

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무선 기술은 위 그림에서 보듯이 이동성(속도)과 전송대역폭의 상관관계 속에서 발전하는 것을 볼 수 있다. WiFi 관련 기술은 이동성 측면과 대역폭 측면 모두에서 발전하고 있으며, 저렴한 장비와 뛰어난 성능도 확산의 중요한 역할을 하고 있다. 향후 4G 기술에서도 중요한 위치를 점할 것으로 예상된다.

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802.11x 기술의 표준화 현황

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WiFi 기반의 무선 메쉬 기술은 현재 802.11s에서 표준화를 진행하고 있으며, 단일 표준이 아닌 복수 표준으로 완결될 것으로 예상된다. 무선 메쉬 장비에는 메쉬 기술뿐만 아니라 다른 표준화된 기술이 함께 채택되므로 타 표준화를 살펴볼 필요가 있다.

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첫째, 속도측면에서는 TGn(802.11n)을 통해 100~300Mbps급의 전송속도가 이미 현실로 와 있으며, 1Gbps 이상급을 표준화하는 VHT(Very High Throughput)도 진행 중에 있다. 때문에 유선망에서의 이더넷(Ethernet)이 ATM으로 포함되지 않고 독자 생존하여 Gigabit Ethernet에서 최근 Terabit Ethernet으로 발전하는 것과 유사하게 생존력과 경쟁력을 가질 것으로 보인다.

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둘째, 고속 로밍이 802.11r에서 진행되고 있으며, 실내형 장비의 틀을 벗어나 이동통신장비와 경쟁할 수 있도록 진화하고 있다.

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셋째, 보안성 측면에서 WEP에서 WPA2, AES 등으로 계속 첨단보안 기능이 추가됨에 따라 안정성을 제고시키고 있다.

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마지막으로 상호접속, 무선자원 관리기술 등은 향후 발전하게 될 CR, SDR과도 연계하여 WiFi 기술의 한 단계 진화를 기대하게 하고 있다.

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메쉬 네트워크 관련 기술

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메쉬 네트워크 기술은 WiFi에 국한된 단순한 기술이라기보다는 802.15계열의 센서네트워크에도 적용되고, 802.11계열의 무선랜 기술 및 802.16계열의 WiMax(광대역 브로드밴드)에도 함께 적용되는 요소기술이라 할 수 있다. 또한, RF 측면에서는 DFS 및 스마트안테나 기술과 접목되어 RF LINK와 RF제어에서 성능개선을 할 수 있다.

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망제어 기술로는 QoS, 보안, 망관리 기술 등이 결합되어 제공되고 있으며, 2.5GHz/3.5GHz 등의 WiMAX 및 4.9GHz대역의 공공안전(PPDR) 주파수를 함께 사용할 수 있다. 전파이용기술상의 효율성, 투자비의 경제성과 함께 보편적 기술을 활용함에 따라 각종 비즈니스 모델을 개발하고 확산할 수 있는 강점을 가지고 있다.

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향후 전망

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최근 11n의 보급에 따라 적용분야가 자가망뿐만 아니라 기지국간 링크, 도서통신, WiFi존 확대 등 상용망으로까지 확산될 것으로 보이며, 스마트폰의 보급 확대는 WiFi망의 커버리지 확대 및 기능 확대에도 영향을 미칠 것으로 전망된다. 또한 철도, 지하철, 경전철, 도로 등 ITS 관련 분야에도 고속 로밍 기능으로 확산 적용될 것으로 보인다. 기술적으로는 CR, SDR기술을 채택하고 공공주파수(PPDR)에도 적용되어 영역을 확산할 것으로 기대된다. 다음 호에서는 앞서 설명한 여러 분야에 적용된 무선 메쉬 기술의 국내외 구현사례에 대해 살펴볼 예정이다.

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<글 : 이 태 진 | 브로드웨이브 대표이사(ltj@broadwave.co.kr)>