‘메쉬 아키텍처’로 무선 LAN ‘훨훨

Wide-Area WLANs
'메쉬 아키텍처'로 무선 LAN '훨훨'

커버리지 확대·저렴한 비용 … 美 전역 활발한 구축 이뤄져

Wi-Fi 기술의 유명세와 Wi-Fi 이용자들의 폭발적인 증가로 인해 미국 도시들은 유선 및 일반 무선 LAN 네트워크를 능가하는 사업을 추진하면서, 야외에서도 진정한 유비쿼터스 무선 액세스를 제공하려는 꿈에 부풀어 있다.

Wi-Fi 표준과 무선 라우팅 기술 개발을 지속적으로 개선하고 확장해나간 덕분에, 대규모 야외 지역에서 Wi-Fi 액세스를 구축할 수 있는 비용이 상당히 저렴해 졌다. 일반적으로 아웃도어 액세스 포인트를 조밀하게 구축하려고 할 때, 개별 Wi-Fi 핫스팟에 유선 커넥션을 지원하는 비용은 엄청나게 비싸다.

이 때 메쉬 무선 네트워크 아키텍처가 해답을 제시할 수 있다. 메쉬 네트워크에서 무선 액세스 포인트는 서로를 찾아내어 자동으로 연결한다<그림 1참조>. 이들은 적절한 루트를 선별해 액세스 포인트의 메쉬 내부에서 연결된 네트워크로 향한다. 이 아키텍처는 전파를 혼선으로부터 복원할 뿐 아니라, 고성능 네트워크도 보장해준다.

통합 무선 네트워크 제품들을 보완하는 시스코 에어로넷 1500 시리즈 경량 아웃도어 메쉬 액세스 포인트(Lightweight Outdoor Mesh Access Point)가 출시되면서, 시스코는 야외 및 실내 Wi-Fi 액세스 솔루션을 엔드 투 엔드 측에 가장 먼저 제공한 회사들 가운데 하나가 됐다. 야외 에어로넷 1500 시리즈 액세스 포인트에 있는 두 가지 개별 전파들은 2.4GHz 802.11b/g 네트워크 액세스와 5GHz 802.11a 백홀(backhaul)을 제공한다. LWAPP(Lightweight Access Point Protocol)에 기반한 시스코 에어로넷 1500 시리즈는 실내에서 야외로 보급된 동일한 시스코 WLAN 아키텍처로 확장되고, Wi-Fi 디바이스에 통합과 로밍 기능을 제공하면서, 2계층 에서 3계층에 걸쳐 실행된다. 솔루션은 IEEE 802.11a와 802.11b/g를 지원하고, 소프트웨어 업그레이드와 함께 4.9GHz 공공 안전 대역을 제공하므로, 다양한 사용자들이 서로 다른 용도로 동일한 WLAN을 사용할 수 있게 된다.

버클리 대학 전자 컴퓨터 공학과 네트워크 관리자인 프레드 아키볼드(Fred Archibald)는 "메쉬 네트워크 사용자가 네트워크 프레전스와 어디서나 직접 연결될 필요는 없다. 각 액세스 포인트의 역할은 가장 가까운데 있는 AP와 커뮤니케이션하는 것뿐"이라고 말했다. 아키볼드는 버클리에서 시스코 '씬 액세스 포인트(thin access point)' 메쉬 솔루션을 테스트한 최초의 고객으로 버클리 대학은 캠퍼스의 20%까지 커버리지를 확장해 가고 있다.


아웃도어 와이어리스. 시스코 1500 시리즈 액세스 포인트는 가로등이나 신호등에 설치돼 전력을 공급받는다.


관리효율성·신속한 구축 돋보여
아키볼드는 "넓은 지역에 네트워크를 전달할 때 매우 적합한 방법이라고 생각한다. 일단 액세스 포인트를 설치해두면, 이를 건드릴 필요가 없다. 중앙 시스템으로 변화를 줄 수 있고, 컨트롤러를 통해 액세스 포인트로 전달 가능하다"고 설명했다.

시스코의 특허 출원 중인 AWPP(Adaptive Wireless Path Protocol)에 기반한 지능적인 무선 라우팅 알고리즘을 통해 시스코 1500 시리즈 액세스 포인트는 WLAN에서 서로 다른 액세스 포인트로 동적 메쉬 네트워크를 한꺼번에 형성할 수 있다. 이러한 지능으로 인해 액세스 포인트는 채널을 교체하고, 동적으로 트래픽 경로를 트래픽 레벨 변경으로 최적화시켜주고, 고장을 자체적으로 치유하기 위해 액세스 커뮤니케이션을 변경하는 환경적 간섭에 맞설 수 있게 된다. 세계 무허가 대역폭 중 80~500MHz의 가용성과 결합한 AWPP 가용성으로 인해 아웃도어 브로드밴드 무선 액세스 구축이 전 세계적으로 가능해지는 것이다.


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도시 전체 무선랜 구축
시스코 아웃도어 무선 메쉬 아키텍처는 시스코 WLAN 컨트롤러를 사용하며, 자가 설정, 자가 활용, 자가 수정 WLAN 환경을 만들어내면서, 실시간 공간 변화에 적응하고 감지해내기 위한 RRM(Radio Resource Management) 알고리즘과 임베디드돼 출시된다. 시스코 WCS(Wireless Control System) 소프트웨어는 실내 및 야외 Wi-Fi 네트워크를 관리할 때 공통의 네트워크 관리 플랫폼을 제공하고 있다.

WCS 네트워크 관리 시스템은 손쉬운 그래픽 인터페이스를 제공해 네트워크 관리자의 환경 설정과 액세스 포인트 재설정 및 보안 정책과 전파 파라미터 성능 강화를 돕는다. 대쉬보드를 통해 트래픽 통계에서 개별 고객 액세스 정보에 이르기까지 WLAN 상에서 발생하는 모든 일을 관찰할 수 있다.

메쉬 아웃도어 WLAN를 초기 채택한 또 다른 고객은 오하이오주 데이턴(Dayton)市. 2004년 12월부터 지역 인터넷 사업자인 하버링크 LLC(HarborLink LLC)와 시당국은 시스코 1500 시리즈보다 앞선 기술에 기반 해 아웃도어 WLAN 테스트를 시작하기로 결정했다.

하버링크 사장인 릭 텐지먼(Rick Tangeman)은 "가로등, 신호등, 셀 타워 등 몇 평방마일 내에 있는 건물들에 20개의 액세스 포인트를 설치했다"고 말했다. 하버링크는 데이튼시 레스토랑 몇 군데에 핫스팟을 설치했다. 그리고 공공기관 및 시당국에서 이 서비스를 사용할 수 있도록 해 주는 대신 네트워크 소유권과 운영권을 가진다는 조건을 데이튼 시에 제안했다. "메쉬 WLAN 기술에 가입하는 비용이 비교적 저렴하고, 이 네트워크가 믿을 만하며, 별다른 관리가 필요 없고, 중앙 관리가 가능하다는 사실을 알게 되자, 우리는 이를 테스트하도록 도시 측을 설득할 수 있었다"고 그는 말한다.

시스코 1500 시리즈 액세스 포인트는 가로등이나 신호등에 설치돼 전력과 연결돼 있다. 어떤 액세스 포인트는 이더넷 케이블에 의한 네트워크와 직접 연결되어 있다. 이들은 일반적으로 지붕에 설치되어 있으며, 전력분사장치를 사용해 PoE를 공급하고 있다.

밸넷&디자인 시스템스(Valnet & Design Systems)의 오레곤 ISP 및 시스템 통합 부문 이사인 더스턴 덴버(Duston Denver)는 "무역잡지를 읽다가 인도어 WLAN용 무선 메쉬 기술을 우연히 발견했다. 이 기술이 과연 야외에서도 적용될 수 있는지 궁금했다"면서 "자가 치유(self-healing) 기능에도 관심이 생겼다. 도시에서 공중 전파에 의존할 경우, 무선 전화나 비디오카메라, 건물 및 다른 장애물들의 간섭이 신호를 손상시킬 수 있기 때문이다. 인도어 WLAN은 결국 아웃도어 솔루션에서 우리가 기대했던바 그대로를 선사해줬다"고 말했다.

밸넷은 2005년 4월에 4대의 액세스 포인트를 구축했으며, 7월까지 22대를 구축했다. 이를 통해 레바논의 10평방마일에 이르는 수도권은 액세스 포인트에서 떨어진 사용자의 거리에 따라 256Kbps와 1.5Mbps 사이의 액세스 속도를 지원받게 됐다. 네트워크 구축에 따른 공식적인 발표는 없었지만, 레바논에는 그해 여름까지 평균 50명에 이르는 정기적인 사용자가 있었던 것으로 전해진다. 그리고 밸넷 측이 무료 제공한 매달 10시간의 이용시간을 초과해 사용한 유저들은 이 중 절반이 넘었다.

덴버는 "구축을 완료하면, 50~60대의 액세스 포인트가 깔리게 될 것이고 200~300명의 유료 가입자가 생길 것으로 기대된다"고 말했다.


그림1. 메쉬 아키텍처 : 시스코 에어로넷 1500 시리즈 액세스 포인트는 시스코 무선 LAN 컨트롤러에 의해 중앙 집중적으로 관리되는 시스코 적응형 무선 경로 프로토콜을 사용해 메쉬를 구성한다.


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학생·시민들 모두 'Good!'
데이턴 데일리 뉴스 하단에 나온 정보에 따르면, 레이턴시 무선 네트워크는 무제한 사용이 모두 무료이다. 하버링크의 릭 텐지먼은 결국 훨씬 저렴한 비용을 선사하는 WLAN 때문에 기존의 지방 자치 네트워크가 없어지고 하버링크 역시 부가 수익을 올릴 수 있을 것으로 기대한다.

무선 메쉬 솔루션용으로 다양한 아키텍처가 존재하고 각 액세스 포인트 당 얼마나 많은 전파가 필요한지 궁금할 것이다. 백홀 및 액세스용 단일 전파를 보유하는 액세스 포인트가 있는가 하면, 복합 백홀 전파를 제공하는 액세스 포인트도 있다. 메쉬 네트워크에서 시스코는 두 가지 전파에 적합한 확장성과 안정성을 높이기 위해 하나는 백홀용으로, 다른 하나는 액세스용으로 결정했다.

시스코 무선 메쉬 네트워킹 솔루션은 인도어 기업용 WLAN에서 사용되는 시스코 LWAPP의 확장판인 시스코 적응형 무선 경로 프로토콜(Cisco Adaptive Wireless Path Protocol)에 기반한 지능적인 무선 라우팅 기능 덕분에 효과를 볼 수 있다. 여기에는 가장 신속하고 효율적으로 무선 게이트웨이와 위치 기반 서비스, 침입감지 기능을 찾을 수 있는 능력이 포함된다.

학생들도 캠퍼스 잔디나 광장에 앉아 햇살 아래 노트북으로 인터넷 서비스를 즐길 수 있는 아웃도어 WLAN에 만족했다. 버클리 대학은 스카이프 같은 소프트 폰 애플리케이션을 성공적으로 테스트해왔으며, 아키볼드는 현재 아웃도어 WLAN에서 비디오를 지원하려고 할 때, 서비스 파라미터 품질이 어느 정도가 되어야 하는가를 알아내는데 주력하고 있다.



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美 의회도 적극 지원
미국의 크고 작은 도시들이 현재 경찰서, 소방서, 관공서, 공원 및 휴양시설 등에 근무하는 외근 직원들을 지원하기 위해 아웃도어 시립 WLAN(outdoor municipal WLANs)을 구축할 가능성을 검토하고 있다. 병원, 학교, 호텔 및 다른 업체들은 직원, 학생, 고객과 방문객들에게 네트워크 서비스를 지원하기 위해 핫스팟을 능가하는 인터넷 액세스를 확장하는 방안에 찬성하고 있다.

지난해 미국 의회는 주요 도시들에게 고속 인터넷 액세스를 지원할 수 있는 법률을 제정했다. 이 법안을 공동으로 주창한 존 맥케인(John McCain) 상원 의원은 미국이 2004년 고속 인터넷 시장에서 점유율이 세계 10위에서 2005년에는 16위로 떨어졌다는 사실을 지적했다. 통신사업자들에 대한 규제 및 경쟁이라는 요인이 현재 주요 원인으로 꼽히고 있다. 하지만 시스코의 메쉬 WLAN 아키텍처 제품 및 기술과 함께라면 그 솔루션을 찾을 수 있다.


추가자료
 
시스코 에어로넷 1500 시리즈 경량 아웃도어 메쉬 액세스 포인트
  
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■ 시스코 무선 제품군
  
cisco.com/packet/174_7b2


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