기획특집(1)


무선랜의 발전과 동향

무선LAN이 활성화되기 위해서는 정부가 세계동향에 발맞추어 주파수 배분 및 기술기준 정립과 사업자의 서비스 개발로 안정적 서비스 제공으로의 관련 국내 정보통신산업발전을 가져 올 것으로 기대한다.

Ⅰ 무선랜의 정의

무선LAN은 단어의 의미 그대로 “Wireless LAN”으로서 기존의 유선이 아닌 무선 매체를 데이터 전달의 매개체로 이용하여 기존의 LAN이 제공하는 서비스를 제공할 수 있는 기술이다. 오늘날 많은 일반기업의 개인용 컴퓨터는 Network(LAN)로 연결되어 있다.
각각의 개인용 컴퓨터 사용자는 LAN(Local Area Network)을 통하여 자유로이 인터넷에 접속할 수 있으며 또한, 컴퓨터 상호간의 자료 교환을 할 수 있다. 하지만 기존의 유선 LAN 사용자는 한정된 공간의 제약과 높은 설치 비용이 요구되는 케이블링을 통해서만 LAN이 주는 다양한 기능을 누릴 수 있었다.
근래에는 이동 작업환경에서 실시간으로 직접 Network에 연결하여 컴퓨터를 사용하는 사용자가 많아졌다. 만약 이동 작업환경에서의 사용자가 중앙 데이터 베이스의 정보가 요구될 때나 인터넷 접속이 필요할 경우, 유선 LAN환경에서는 반드시 유선 Network에 연결된 Docking Station(HUB)를 이용해야 한다.
하지만, 무선 LAN에서는 이동 Working Station에서도 직접 Network상의 서버나 다른 Device(Access Point)에 접속하여 사용이 가능하며 실제로 대학이나 창고, 항만, 공장, 유통업 등 많은 곳에서 이미 다양한 무선 LAN Solution을 사용하고 있다.

Ⅱ 무선랜의 특징

1. 적용 범위와 영역
전파 방식과 적외선 채널의 통신 가능 거리는 제품 설계 기능(전송 파워와 리시버 설계), 그리고 특히 실내 환경에서의 전파 경로에 달려 있다. 벽, 금속, 건물 구조 그리고 심지어 사람까지도 데이터 전송에 영향을 미칠 수 있다. 고체는 적외선 시그널을 차단하므로 적외선 방식을 선택할 때는 다소 제약이 따른다. 반면, 라디오 채널의 전파 방식 대부분은 실내벽과 장애물을 관통할 수 있다. 이밖에 무선 LAN의 적용 반경도 고려해야 하는데, 이는 제품별로 다양하므로 사전에 살펴야 한다. 이 적용 가능 범위는 여러 대의 액세스 포인트를 통해 확장 가능하다.

2. 처리량
무선 LAN의 처리량은 유선 LAN과 마찬가지로 사용하는 제품의 품질과 셋업에 달려 있다. 처리량에 영향을 미치는 요인으로는 이용자 수, 범위와 멀티패스 등의 채널 요인들, 이용하고 있는 무선 LAN 시스템의 형태, 그리고 LAN 연결 지점에서의 지연과 병목 등이다.

3. 시큐리티
무선 데이터 기술은 50년이 넘는 기간 동안 상업용과 군용 애플리케이션으로 사용, 그 성능이 입증됐다. 전파 방해는 처리량의 감소를 초래할 수 있지만 작업장에서 그런 방해가 일어나는 것은 드문 일이다. 실제로 무선 LAN은 휴대폰 연결보다 훨씬 더 안정적이다. 그러나 미션 크리티컬한 업무에 사용한다면 시큐리티 보장도 따져봐야 한다.

4. 무선 장비간 상호
호환성 무선 LAN 제품은 아직도 벤더간 호환성 문제를 완벽하게 해결하지 못했다. 이유는 세 가지이다. 첫째, 적용되는 기술들이 서로 상호 연동되지 않기 때문이다. 즉, FHSS 기술을 기반으로 한 시스템은 DSSS 기술을 기반으로 한 시스템과는 서로 통신할 수 없다. 둘째, 서로 다른 주파수대를 이용하는 시스템은 설령 같은 기술을 이용하고 있다고 하더라도 상호 연동되지 않는다. 셋째, 서로 다른 벤더에서 나온 시스템들은 같은 주파수대를 사용해도 각 벤더별 구현하는 방식에 따라 연동되지 않을 수도 있다.

5. 방해와 공존
여러 개의 무선 LAN을 배치하는 경우, 일부 업체의 제품은 다른 무선 LAN을 방해할 수 있다. 물론 서로 방해하지 않고 공존할 수 있는 것들도 있다. 사전에 이 문제를 확실히 하여야 한다.

6. 비용
무선 LAN 구현시 가장 큰 장점은 케이블링 비용이 전무하다는 점이다. 케이블 비용이 필요없고, 이를 설치하고 보수하는 데 드는 인건비도 필요없다. 그러나 무선 LAN 장비 자체 비용이 비싸다. 기본적으로 액세스 포인트와 무선 LAN 어댑터가 요구되는데, 액세스 포인트는 개당 1000달러에서 2000달러 범위다. 액세스 지점의 수는 대게 적용 범위나 서비스 대상이 되는 이용자의 숫자와 형태에 따라 좌우되는데, 적용 범위는 제품이 커버할 수 있는 면적에 비례한다. 각 사용자 PC에는 LAN 어댑터를 설치해야 하는데 개당 가격은 대략 300달러에서 1000달러 범위다. 7. 노트북용 제품의 배터리 수명 노트북용 무선 LAN 어댑터는 호스트가 되는 노트북으로부터 AC나 배터리 전원을 끌어 쓰게 설계되어 있다. 때문에 얼마나 효율적인 전력 소모를 보장하는 가도 관건이다.

Ⅲ 전송방식 비교

무선 LAN은 협대역(Narrowband) 마이크로웨이브, 적외선(Infrared), 그리고 확산 대역(Spread Spectrum)을 기반으로 한 기술을 사용한다. 확산 대역과 협대역 무선 LAN은 ISM(Industrial, Scientific, Medical) 대역을 사용하며, 적외선 LAN은 가시광선 바로 아래의 주파수 대역을 사용한다.
산업, 과학, 의료계의 용도를 위해 지정된 ISM대역은 902～928 MHz, 2.4～2.484 GHz, 5.725～5.850 GHz의 주파수 대역을 포함한다. 신호를 확산하는 확산 대역방식을 사용할 경우 많은 상용화 제품이 확산 대역 전송 기술을 사용한다.
무선 LAN이 좀더 활성화되기 위해서는 이동성뿐 아니라 유선 LAN의 속도에 버금가는 전송률을 제공할 수 있어야 한다. 현재 대부분의 상용 무선 LAN 제품은 유선 LAN에 비해 상당히 낮은 전송률을 제공하고 있다. 전송률의 향상을 위해서는 라디오 변조 기법을 향상시키고 RF(Radio Frequency) 부품과 DSP(Digital Signal Processor)와 같은 기본적인 하드웨어 기술의 발달이 따라야 한다.
통신 시스템 설계자들은 시스템의 효율성을 논할 때, 주로 시스템이 신호의 에너지와 대역폭을 이용하는 것에 대해 고려한다. 물론 대부분의 통신 시스템에 있어서 그것은 중요한 이슈이다. 하지만 그 외에도 시스템이 외부적인 간섭 현상에 대항하고, 낮은 스펙트럼 에너지를 취급하며, 외부 제어 없이도 다중 접속 능력을 제공하고, 외부에서 접근할 수 없는 비밀 채널도 제공해야 하는 상황이 있을 수가 있다. 여러 가지 무선 통신 기술 중에서 확산 대역 기술은 이러한 목적을 가장 잘 만족시키는 기술이다.
확산 대역 기술은 안정되고 보안성이 뛰어난 무선 통신 환경을 제공하는 통신용 제품들에 주로 적용되고 있다.
확산 대역은 과거에 군사용 디지털 통신용으로 사용되던 기술이었다. 현재는 확산 대역을 무선 LAN에 적용한 상업적 응용들도 다수 존재한다. 웨어하우징을 위한 통합 바코드 스캐너, 팜탑 컴퓨터, 라디오 모뎀 장치와 디지털 셀룰러 전화 통신, 그리고 팩스 교환, 컴퓨터 데이터, 전자우편, 멀티미디어 데이터 등을 위한 광대역 네트워크를 구축한 소위 “정보화 사회”를 위한 핵심 기술이 바로 확산 대역 기술인 것이다.
확산 대역 기술은 협대역 방식과는 정반대로 전송하고 싶은 정보를 필요한 최저 한도의 대역폭으로 전송하는 것이 아니라 의도적으로 그것보다 더 확실하게 넓은 주파수 대역폭을 사용하여 정보를 전송한다. 송신측에서는 PSK(Phase Shift Keying: 위상 변조)와 FSK(Frequency Shift Keying: 주파수 변조)라고 하는 일반적인 변조 방식을 사용하여 일차 변조를 행한다.
또한 이 일차 변조파의 대역폭을 넓히기 위해서 이차 변조를 행한다. 이 과정을 확산 변조라고 한다. 수신측에서는 확산 변조된 신호를 원래대로 받기 위해서 이차 복조 혹은 역확산시킨다. 역확산된 신호는 송신측에서의 일차 확산된 신호와 거의 동등하기 때문에 마지막으로 일차 복조(통상적인 복조)를 행한다.
확산 대역은 광대역이며 잡음과 유사한 신호를 사용한다. 이러한 특성 때문에 신호를 다른 사람이 감지하기가 상당히 어렵다.
또한, 확산 대역 신호는 가로채거나 복조하기도 비교적 어렵다. 나아가서 협대역 신호에 비해 좀처럼 방해받지 않는다.
이러한 낮은 차단 가능성(LPI: Low Probability of Intercept)과 잼(Jam)방지 특성은 과거 오랫동안 군사용 목적으로 사용된 확산 대역 방식의 유용성을 말해주는 것이다. 확산 대역의 통신 방식에는 DSSS 방식과 FHSS방식 두 가지가 주로 사용되고 있다.

Ⅳ 국내외 표준 및 규격

1. IEEE 802.11 표준안1

수선래에 대한 국제 표준화는 1990년 10월부터 IEEE 802.11 위원회에 의해 무선 매체 접근제어 물리계층 규격에 대한 표준노하가 OSI참조모델에 준하여 진행되고 있다.
아직 완전환 표준안이 작성되어 있지 않으나 하나의 MAC프로토콜을 여러 물리 계층 규격(Specifications)이 공유하는 것으로 표준화가 진행되고 있다.
거론되는 기본 전송기술로는 적외선방식과 라디오방식이 있다. 라디오 방식은 데이터를 넓은 주파수 대역으로 확산시켜 간섭없는 전송을 수행하는 스프레드 스펙트럼 방식을 사용한다.
스프레드 스펙트럼 방식에는 2.4GHz대역에서 구현되는 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)방식과 FHSS
(Frequency Hopping Spread Spectrum)방식 두 가지로 구분된다.
특히, 표준에서는 적외선 방식 이외에도 상호 호환성이 없는 DSSS완 FHSS 방식의 스프레드스펙트럼 방식이 동시에 표준으로 채택되고 있어 여러 가지 우려의 목소리도 많다. 따라서 많은 벤더가 표준화가 완료되면 표준을 따르겠다는 계획을 발표하고는 있지만 표준을 따른 제품을 이용한다 해도 호환성을 유지하기 위해 어떤 무선랜 시스템을 선택할 것인가에 대한 사용자의 고민은 여전히 남을 전망이다. 보안성을 필요로 하는 교육, 의료, 회계, 제조,유통 등의 다양한 분야의 환경에서 활용될 것으로 사료된다.

2. IEEE 802.11 표준안 2

세계적으로 가장 인정도가 높은 IEEE기구의 무선 LANdml 표준화 작업은 1990년 IEEEP802.11 위원회에 의해 진행되어 완료 단계에 와 있다. 802.11의 표준화 범위는 무선 MAC(Media Access Control)층과 물리층으로 분류가 되는데 위원회의 무선 LAN에 관한 견해가 유선 LAN의 접근 수단으로 보는 만큼 기존유선 LAN에 관련된 표준 (LAN관리 :802.1, 802.2, 데이터 변환:802.10)을 만족시키게 되어 있다. 따라서 IEEE의 유선 LAN 표준을 만족하는 제품을 사용하는 국내에서는 IEEE 표준을 준수하는 무선 LAN을 사용할 경우 별다른 문제점이 없을 것이다. 802.11 표준은 802.3 이더넷 802.5 토큰링 표준과 같은 동일한 역할을 수행할 예정이며, 기본 매체 및 구성상의 문제와 전송절차, 처리율 요건, 무선랜 기술의 지원거리 등을 정의하고 있다.

Ⅴ 무선랜의 표준 특징

무선 LAN 표준들과 각 표준이 초점을 두고 있는 부분, 그리고 각 표준을 지원하고 있는 곳, 상호구동성 등에 대해 간단히 알아본다.


1. 오픈에어
1996년에 처음으로 등장한 오픈에어(OpenAir) 프로토콜은 이동형 무선데이터 네트워킹에 최적화되어 있으며, 그리 강력한 성능이 필요치 않은 SOHO용 네트워킹 제품에 적합한 표준이다. 오픈 에어의 스텍은 이미 완성된 상태이다.

2. IEEE 802.11
IEEE 802.11에서는 DSSS, FHSS, 적외선 방식에 대한 표준을 마련했다. 이 세 가지 표준을 모두 MAC 프로토콜을 지원하긴 하지만, 물리적인 계층이 각기 다르고 채널 호환성을 제공성을 제공하지 않는다. 즉, 각각의 802.11변종은 서로 호환되지 않는다는 의미이다. IEEE는 1998년에 FHSS와 DSSS 2Mbps프로토콜을 인준했으며, 1998년말에 802.11FHSS와 DSSS의 상호구동성을 한단계 발전시켰다.

3. HiperLAN
유럽 통신 표준 연구소(ETSI)의 광대역 라디오 액세스 네트워크 프로젝트(BRAN)에서 후원하고 있는 HiperLAN-1은 유일하게 완성된 고속표준(2Mbps이상)이다. 원래는 유럽에서 5GHz 주파수대로 정의되었던 HiperLAN 제품들은 최근 미국내에서 할당받은 NII(국립 정보 인프라스트럭처) 대역폭으로 보증을 받을 수 있게 되었다.

Ⅵ 세계의 무선랜 동향

1. 유럽 무선LAN 동향

가) HIPERLAN/2 동향
유럽 HIPERLAN의 연구 개발의 시초는 ETSI의 BRAN Project로부터 시작되었다. BRAN은 향후 효율적 초고속 무선망 구성을 위해 1997년 4월부터 HIPERACCESS, HIPERLINK, HIPERLAN과 같은 프로젝트를 시작하였으며 HIPERLAN/2는 프로젝트의 하나이다. HIPERLAN/2는 초기 HIPERLAN/1을 보완한 LAN구역 내에서 미래의 멀티미디어 애플리케이션을 지원하며 광대역 코어 네트워크와 포터블 단말(PDA, Handy PC등)사이를 연결 할 수 있는 초고속 무선LAN이다. HIPERLAN/2의 네트워킹은 센트럴 모드(Central Mode)와 다이렉트 모드(Direct Mode) 두 가지 모드에서 동작되게 된다. 센트럴 모드는 AP(Access Point)를 중심으로 각 MT(Mobile Terminal)가 제어되어, MT간의 통신은 코어 백본을 통해 서로 네트워킹 된다. 주로 사업용 애플리케이션 등에 대해 실내외 일정 쎌(Cell)에서 사용되는 경우에 이용되는 모드이다. 다이렉트 모드는 ad-hoc 네트워킹으로 주로 댁내의 MT간 직접 네트워킹하는 경우를 말한다. HIPERLAN/2의 주요기술 특징은 QoS지원되는 Connection Oriented Network이며 다중화 방식으로는 TDD/TDMA를 사용한다는 점이다. 또한 DFS(Dynamic Frequency Selection), Link adaptation, Handover, Multi beam antenna(multi sector), Power Control과 같은 기술로 링크버짓 개선과 타 무선기기와의 간섭을 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다.

2. 일본 무선LAN 동향
국내 비해 다소 뒤늦게 초고속통신 사업이 시작 된 일본의 경우 무선LAN장비의 경제성 및 효율적 이용을 활용하기 위한 움직임이 활발히 진행되고 있다. 한편, 5GHz 경우, 1999년 11월 1일 우정성은 5GHz대의 Broadband Mobile Access System에 대한 기술적 조건에 관한 전기통신 기술심의회 보고서를 발표하였다.

Ⅶ 결론

앞서 보았듯이 이제 무선LAN의 이용은 단순 사무용이 아닌 초고속통신을 위한 하나의 매개체이며, 다양한 서비스 애플리케이션이 개발되고 있다. 이러한 이유는 무선LAN이 가진 경제적인 측면과 이용의 효율성에 있다. 저가의 장비와 무선의 이용편리 증대가 향후 더 큰 시장을 가져 올 것으로 기대된다. 이렇게 무선LAN의 활성화에 따라 국내에서도 전파연구소를 주관으로 정부 및 산학연으로 결성된 5GHz 주파수 이용방안 TF를 결성하여 진행 중이며, 초고속 무선LAN포럼이 2001년 5월 30일 발족되었다. 보다 무선LAN이 활성화되기 위해서는 정부가 세계동향에 발맞추어 주파수 배분 및 기술기준 정립과 사업자의 서비스 개발로 안정적 서비스 제공으로의 관련 국내 정보통신산업발전을 가져 올 것으로 기대한다.