무선랜

김윤정(20014087), 이은진(20014105), 남미진(20014014), 배근석(973089)

무선랜이란?

유선 LAN의 확장 또는 대안으로 구현된 유연한 데이터 통신 시스템이다. 무선 LAN에서는 무선 주파수(RF: Radio Frequency) 또는 적외선 기술을 사용하여 케이블의 연결 없이 데이터를 공중으로 전송하거나 수신한다. 엑세스포인트(무선 중계기)를 이용하면 인터넷의 연결, 사용자들 간에 네트워크가 가능하다. 또한 무선 인터넷 공유기의 경우 엑세스포인트에 인터넷 공유기능을 접목시켜 워크그룹 또는 소호 환경에서 인터넷 회선을 공유하는 가장 효율적인 방법을 제시한다. 무선랜에는 두 가지의 기본 기술 즉, 전파기술을 이용한 라디오 방식과 빛을 이용한 적외선 방식으로 나눌 수 있는데, 라디오 방식을 이용하고 있는 무선랜은 다시 구체적인 기술특성에 따라 스프레드 스펙트럼 방식과 협대역 마이크로웨이브(narrowband micro- wave) 방식으로 분류된다. 이 중 ISM band를 이용하는 스프레드 스펙트럼 방식의 무선랜이 혼신이 적고 보안성이 강하며 서로 다른 사용자들이 동시에 같은 주파수대역을 사용할 수 있는 장점 때문에 무선랜 기술 중 가장 보편화 되어있다. 현재 대부분의 무선랜 제품이 여기에 해당된다.

무선랜에는 여러가지 표준 규격이 있으며, 현재 11Mbps 급의 표준 규격으로는 무선 RF 기술을 이용하는 IEEE 802.11b가 확정되어 있다. IEEE 802.11b는 누구나 허가 없이 자유롭게 쓸 수 있는 2.4GHz대역의 ISM Band의 주파수 대역을 이용하며, 주파수 확산 방식으로 DSSS ( Direct Sequence Spread Spectrum )를 사용한다. 또한 WEP(Wired Equivalent Privacy)이라고 부르는 암호화 방식을 채용하고 있어서 보안성을 확보하고 있다.

무선 LAN의 장점과 단점

손쉬운 설치 및 신속한 네트워크 구축, 배선의 불필요, 자유로운 이동성, 자유로운 회선 설치, 유지 보수가 단순하며 사용자는 비용을 최대한으로 절감 시킬 수 있다는 것이다. 단점으로는 주파수 자체의 간섭현상이 발생 될 수 있고 송, 수신 장비간의 가시거리 확보가 필요하며 장비가 유선 장비에 비해 고가라는 점이다.

무선 LAN 발전 방향

무선 LAN 기술이 처음 시장에 소개되기 시작한 것은 1990년대 초로 거슬러 올라간다. 군수용으로 무선 기기를 제조하던 Proxim, Symbol 등의 무선 장비 업체들은 1980년대 말 FCC가 비허가대역(unlicensed band)을 개인 용도로 활용할 수 있도록 허가하면서 무선 LAN 장비 시장에 처음 뛰어들었다. 이들 업체들에 의해 주로 OEM 형태로 대기업에 납품되던 초기 무선 LAN 제품은 기술적으로 구현하기 쉽고 성능이 우수한 FHSS 변조 방식에 1.6Mbps의 전송 속도를 지원하는 제품들이 대부분이었으며, 주로 유선 선로를 포설하기 어려운 백화점, 창고, 호텔 등의 특수한 장소나 업무상 무선이나 이동성이 요구되는 작업 환경에서 제한적으로 사용되어 왔다.

무선 LAN 기술에 있어서 일대 전기를 마련하게 된 것은 1997년 6월 미국 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)에서 그 동안 별다른 표준 없이 업체 독자 기술로 개발되어 오던 무선 LAN 기술들을 한데 통합하여 IEEE 802.11로 표준화 한 것이다. 하지만 IEEE 802.11에서는 FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum), DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum), IR(Infrared) 등의 3 가지 물리 계층을 규정하고 있으며 각 물리 계층 간에는 호환성이 보장되지 않았기 때문에, 시장에서는 한때 Proxim을 중심으로 하는 FHSS 지지 업체들과 DSSS 기술을 지지하는 업체들 간에 대립을 보여 소비자들로서는 선뜻 어느 특정 기술에 투자하기 어려웠다.

FHSS 방식의 승리로 굳어지는 것처럼 보였던 무선 LAN 시장은 1999년 9월 IEEE에서 Lucent Technologies와 Harris Semiconductor(현재 Intersil)가 공동으로 제안한 DSSS/CCK (Complementary Code Keying) 변조 방식을 기반으로 하는 IEEE 802.11b고속 무선 LAN 규격이 표준화 되면서 또 다른 상황을 맞이하게 된다. 표준화 당시 DSSS 방식만이 표준으로 선정될 수 밖에 없었는데, 그 이유는 기존의 FHSS 방식은 채널 당 대역폭이 1MHz로 제한되어 있어 미국 FCC(Federal Communication Commission)의 규정을 위반하지 않고는 2Mbps 이상의 고속 전송이 불가능했기 때문이다. 최근 Proxim을 중심으로 한 FHSS 진영은 FCC 규정 개정 요구를 관철시켜 채널 당 5MHz 까지 대역폭을 사용할 수 있도록 허가를 받아냈다. 그러나 FHSS 방식은 이미 기업 시장에서 자리를 굳히고 있는 802.11b Wi-Fi와 경쟁하기 보다는 가정용 시장을 대상으로 하고 있는 HomeRF 표준 기반 제품에서 주로 구현될 것으로 보인다.

현재 시장에서 판매되고 있는 무선 LAN 제품은 IEEE 802.11b 표준 규격에 근거한 Wi-Fi 제품이 대부분으로 무선 LAN 시장을 급격히 성장시키고 있는 주요한 원동력이 되고 있다.

현재 무선 LAN 시장에서 주요한 이슈로 부각되고 있는 것은 5GHz 주파수 대역에서 54Mbps 이상의 전송 속도를 지원하는 차세대 무선 LAN 표준인 IEEE 802.11a와 ETSI BRAN HIPERLAN/2이다. 상기 두 표준은 이미 1차 표준화 작업이 끝난 상태이며, 반도체 칩셋이 본격적으로 상용화 되는 2001년 하반기부터 Lucent 등 일부 업체들로부터 장비가 출시되고 있다. 5GHz 기술과 별도로 현재 IEEE에서는 기존의 2.4GHz ISM 대역에서 전송할 수 있었던 최대 전송 속도인 11Mbps를 20Mbps 이상으로 고속화 하는 802.11g 기술의 표준화가 진행 중에 있으며, 늦어도 2001년 내에는 표준화가 완료될 것으로 기대되고 있다. 10Mbps의 전송 속도를 지원하는 HomeRF 2.0 표준도 최근 표준화가 완료되었으나, 이미 시장에서 주도적인 위치를 확보하고 있는 Wi-Fi와 경쟁하기는 어려울 것으로 보인다.

802.11의 무선 LAN 시스템 구성

1. Independent 방식 (독립 방식)

독립 방식은 무선 LAN의 기본 단위로서, 접근점(Access Point)은 없고 각 PC와 대등한 관계의 위치에서 상호 통신할 수 있는 대등 통신 방식이다. 하나의 통신 가능 영역(서비스 영역, 셀이라고도 한다.)을 BSS(Basic Service Set)라 하며, 이 BSS로 구성되는 네트워크를 Ad-hoc(특별) 네트워크라 한다. 이 방식은 하나의 BSS로 구성되는 네트워크이기 때문에 통신 가능 구역은 제한 (20m~100m 정도)되지 않으나, 소규모 사용자가 낮은 가격의 무선 LAN 시스템을 구축하는 경우에 적합한 방식이다.

2. Infrasturcture(기반 구조) 방식

기반 구조 방식은 하나의 BSS는 접속점과 PC(station이라 한다.)로 구성되어, Distribution System(분배 시스템)으로 접속점을 접속하여 복수의 BSS(셀)를 서로 접속할 수 있게 한다. BSS(셀)마다 접속점을 갖는 분산 시스템은 BSS를 복수 상호접속하기 때문에 BSS에 대해 ESS(Extend Service Set)라 한다.

무선 LAN의 경우, BSS-A 영역에 있는 PC(station) 가 인근 영역의 BSS-B로 이동하여 사용되는 경우는 많이 있다. 이 때, PC 자신이 현재의 접속점 AP-A에서 수신레벨이 한정값 이하가 되었을 때 주위의 접근점을 탐색한다. 그 결과 인근의 접속 점 AP-B와 통신을 시작하여 업무를 인계할 수 있도록 한다.

무선 LAN의 변조 방식

1.FSK 방식

무선 LAN에서 사용되는 FSK(Frequency Shift Keying) 변조방식으로는 2GFSK(Gaussian FSK)나 4GFSK가 있으며, 이 변조 방식은 FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum) 방식에서 사용되고 있다.

2FSK는 주파수가 다른 2종류의 전파로 0과 1을 표현하지만, 4FSK는 주파수가 다른 4종류의 전파로 00, 01, 10, 11을 표현하며 한번에 2비트의 정보량을 갖는다.

디지털 신호를 그대로 아날로그 신호로 변조하면 주파수 대역이 무한히 넓어지므로 필터에 신호를 보내 방지할 필요가 있다. 이 필터의 하나로서 Gaussian Filter가 있으며, GFSK의 G는 이것을 의미한다.

2.PSK 방식

PSK (Phase Shift Keying, 위상 편이 변조) 방식에는 BPSK(B는 Binary로, 2위상을 의미)나 QPSK(Q는 Quadrature로, 4위상을 의미)가 사용된다. 이것도 2종류(BPSK) 또는 4종류(QPSK)의 위상이 다른 파로 변조한다.

예를 들면, 전송방식이 같은 경우 BPSK를 QPSK로 하면, 전송속도는 1Mbps에서 2Mbps 로 단순히 2배가 된다. 단, 전파의 종류를 많이 하고 한번에 보낼 수 있는 정보량을 매우 많이 하면 전파의 위상차가 작아져서 수신측이 판별하기 어렵기 때문에, 서비스 영역을 동시에 확보하기 위해서는 수신능력의 향상이나 송신출력 증가 등의 대책이 필요케 된다.

802.11표준 LAN의 방식

1. DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) 방식

예를 들면, 단말 A에서 B로 주파수 fc를 이용하여 통신하는 경우의 절차는 다음과 같다. PC A에서 디지털 신호(데이터)는 변조기에서 변조되어주파수 fc의 스펙트럼 상에 실린다. 확산기는 이 fc의 스펙트럼을 다른 단말에서 데이터 신호와 구별할 수 있도록 통신 상대와 같은 PN부호(Pseudo Noise Code, 의사 잡음 부호)를 더하여 주파수 축 상에서 횡으로 넓힌다.(스펙트럼 확산) 다음으로 무선통신 되어 역확산기에 의해 대상의 전파를 통신기와 같은 PN부호를 사용하여 처음으로 되돌아간다. 이어 필터를 통하여 필요한 전파(목적파)만을 남긴다.이 파를 복조기를 통해 처음의 디지털 신호(PC A에서의 데이터)로 되돌아가 그 데이터를 PC B로 넘긴다.

2. FHSS(Frequency Hopping Spread Sprectrum) 방식

DSSS 방식과 같은 스펙트럼 확산 방식의 하나로, 주파수를 고정하지 않고 시간과 함께 변화시켜 송신하는 방식이다. 즉 송신측과 수신측에서 주파수 위치를 변화하여 통신하는 방식이다. 어떤 주파수에 간섭파가 존재하는 경우, 그 주파수에 반사되지 않으면 영향을 받지 않는다. 간섭파가 있는 주파수에 반사된 송신파는 폐기되어 재송신되게 된다.

3. 적외선 방식

발광 다이오드나 반도체 레이저에 의해 데이터를 전송하는 방식이다. 구체적으로는 850nm~950nm(나노미터, 10-9m)의 근가시 광선을 이용하여 데이터를 송수신한다. 전파법에 의한 제약은 없지만, 송신측과 수신측과의 직선상에 장애물이 있으면 송신이 불가능하다. 4.IrDA(Infrared Data Association, 적외선 데이터 통신 협회) 규격 IEEE 802.11 이외의 업계표준화 조직인 IrDA는 통신거리는 짧지만 낮은 가격으로 실현할 수 있는 적외선 데이터 통신 규격 제정을 목적으로 IrDA 규격을 표준화하고 있다. 전송거리는 최대 1m(option으로 3m), 전송속도는 최대 4Mbps로 통신 형태는 1대1이다.

현재 이 표준화 조직에는 컴퓨터, 가전사, 통신 사업자 등 수백 개 사가 가입되어 있으며 PC, PDA(Personal Digital Assistans, 개인 휴대용 정보 단말기), 프린터 등의 사이에서 적외선에 의한 데이터 교환이 가능하며, 최근 노트북 PC 등에 표준장비가 사용되기 시작하고 있다.

무선 LAN 기술

근거리 무선 통신 기술은 IEEE 802.11, ETSI HIPERLAN/2 이외에도 가정 및 기업 환경에서 사용할 수 있는 HomeRF와 블루투스가 개발되어 있으며, 무선 MAN 기술로 현재 표준화가 진행 중인 IEEE 802.16 Wireless MAN과 ETSI HIPERACCESS와 같은 기술도 있다. 일반적으로 무선 LAN이란 가정 보다는 기업에 이미 구축되어 있는 LAN 환경에서 동작하는 무선 네트워크 기술을 지칭하므로, 서로 다른 LAN 세그먼트 사이를 연결하는 IEEE 802.16, ETSI HIPERACCESS와 같은 무선 MAN 기술이나 개인을 대상으로 10m 이내의 거리에서 사용되는블루투스와 같은 무선 PAN 기술과는 이용 목적 및 전송 거리 관점에서 구분하고 있다.

기본적인 무선 LAN 네트워크는 다른 무선 단말이나 유선 LAN으로 연결하기 위해 각 단말 내에 설치되는 무선 NIC(Network Interface Card), 각 단말과 유선 LAN 간의 게이트웨이 역할을 담당하는 액세스 포인트, 그리고 건물과 건물 또는 분산된 네트워크 세그먼트 사이를 점-대-점 방식으로 연결하는 데 사용되는 무선 브리지 장비로 구성된다. 액세스 포인트는 LAN 허브와 비슷한 역할을 수행하며, 한 개의 액세스 포인트 당 반경 20~150m 정도의 영역에서 동시에 25~50개의 단말을 접속하여 사용할 수 있다.

무선 LAN은 유선 LAN과 독립적으로 무선 NIC를 장착한 복수의 단말들 끼리 단독으로 연결하는 ad-hoc 망과 액세스 포인트를 통해 단말을 유선 LAN에 연결하는 인프라스트랙처 망 방식으로 구성할 수 있다. ad-hoc 망은 일시적으로 형성되는 작업그룹 등에서 주로 이용되며, 인프라스트랙처 망 내에서 서버에 의해 설정될 수도 있고 단독으로 peer-to-peer 모드로 동작할 수도 있다. 인프라스트랙처 망은 유무선 연결 장치인 액세스 포인트를 통해서 무선 단말을 기존 유선 LAN에 연결한다. 이 때 액세스 포인트를 중심으로 무선 셀 BSS (Basic Service Set)가 형성되는데, 액세스 포인트는 BSS 내에 있는 모든 단말들을 LAN에 연결하는 셀룰러 폰 기지국과 동일한 역할을 수행한다. 서로 중첩하지 않는 채널을 사용하는 여러 BSS를 모아 하나의 ESS(Extended Service Set)를 구성할 수도 있는데, 동일 ESS 내의 서로 다른 BSS 간에는 로밍에 의해 단말의 이동이 가능하다.

무선 LAN 표준화 동향

무선 LAN 기술 및 표준은 1990년대 초부터 미국 IEEE, 유럽 ETSI, 일본 MMAC-PC, ATM Forum, WIN Forum 등의 여러 표준화 단체 및 민간/정부 부문, 장비 업체 등에서 다양한 프로젝트와 연구가 진행되어 왔으나, 최근 제품의 상용화가 이루어지기 시작하면서 무선 LAN 기술 및 표준화는 미국 IEEE 802.11과 유럽 ETSI BRAN HIPERLAN의 양대 표준을 중심으로 구체화 되고 있다. 두 표준 모두 기본적인 표준화 작업은 완료된 상태이며 새로운 물리 계층을 추가하거나 매체접근제어 계층을 보완하는 표준화 작업이 진행 중이다.

1. IEEE 802.11

IEEE 802.11 Working Group은 1990년대 초 2.4GHz와 5GHz 대역에서 운용되는 무선 LAN 표준 개발을 시작하여, 1997년에 3개의 물리 계층과 매체접근제어 계층에 대한 기술적 요구사항이 포함된 IEEE 802.11 표준을 확정하였다. 1999년에는 동 기술을 확장하여 2.4GHz 대역에서 최대 11Mbps까지 전송할 수 있는 802.11b와 5GHz 대역에서 최대 54Mbps까지 전송 가능한 802.11a 물리 계층 표준을 추가하였고, 현재는 802.11 TGg에서 2.4GHz 대역에서 20Mbps 이상의 전송 속도를 지원하는 새로운 물리 계층 표준을 개발 중에 있다.

표준화 작업 중에 있는 802.11g는 기존의 2.4GHz 대역에서 OFDM 방식을 이용하여 전송 속도를 20Mbps 이상으로 향상시키는 기술이다. 이론적으로는 802.11a와 동일한 전송 속도를 얻을 수 있으나, Wi-Fi와의 하위 호환성을 유지하기 위해 필요한 오버헤드 때문에 802.11a와 동일한 전송 속도를 얻기는 어려울 것으로 보인다.

그 밖에 기존 매체접근제어 계층을 향상시키는 802.11 e/f/h/i 표준 등이 IEEE 802.11 그룹에서 주요한 기술적 논의 사항으로 다루어지고 있다. 특히 경쟁 기술인 HIPERLAN/2와 비교하여 약점으로 지적되어 왔던 매체접근제어 계층에서 QoS를 보장하는 802.11e와 이기종 액세스 포인트 간에 표준화 된 프로토콜을 이용하여 현재 각 사별 독자 방식으로 구현되고 있는 IP Subnet 간 로밍 문제를 해결하는 802.11f, 그리고 취약한 WEP(Wireless Equivalent Privacy) 보안 문제를 보완하는 802.11i 등이 주된 관심을 끌고 있다. 이들 표준들은 2002년 상반기쯤 표준화가 완료될 것으로 보이며, 802.11b/a/g 물리 계층을 보완하여 보다 안정적인 무선 네트워킹 환경을 지원할 수 있을 것으로 보인다.

2. ETSI BRAN HIPERLAN/2

HIPERLAN/2는 1991년 시작한 HIPERLAN/1 프로젝트와 연계한 BRAN 프로젝트의 일부 규격으로서 ETSI를 중심으로 하여 일본의 MMAC-PC, ATM Forum 등과 공동으로 표준화 작업이 진행 중이다.

2000년 4월에 1차로 물리 계층, 데이터링크제어 계층, 수렴 계층 등을 기본 골격으로 하는 표준이 발표되었고, 현재 수렴 계층, 데이터링크제어 계층 등에 대한 추가적인 표준 개발 및 기존 표준들의 업데이트 작업이 진행 중에 있다.

ETSI는 또한 HIPERLAN/2의 전세계적인 사용을 촉진하기 위해 Bosch, Dell, Ericsson, Nokia, Telia, Texas Instrument 등을 중심으로 한 약 48개 회원사로 구성된 HIPERLAN/2 Global Forum으로부터 업체/제품 간 호환성 테스트 및 기술 개발을 지원 받고 있다.

현재 각 데이터링크제어 계층, 수렴 계층에 대한 1차 적합성 테스트가 완료된 상태이며, HIPERLAN/2와 3G 이동 통신 시스템과의 인터페이스 관련 표준의 연구가 진행 중에 있다.

무선 LAN 장비 시장 동향

1. 기술별 무선 LAN 장비 시장 전망

무선 LAN 시장은 기술 유형에 따라 802.11b를 중심으로 하는 2.4GHz 장비 시장과 802.11a, HIPERLAN/2의 5GHz 장비 시장으로 구분할 수 있으며, 장비별로는 액세스 포인트, 무선 브리지, 무선 NIC 시장으로 구분할 수 있다. 시장 조사 기관인 IDC에 따르면 2000년 약 11억 달러에 달했던 무선 LAN 장비 시장은 2000년부터 2005년까지 24.1%의 연평균복합성장률(CAGR)로 성장하여 2005년에는 32억 달러 규모까지 성장할 것이라고 전망하고 있다.

기술별로 살펴보면 2000년 기준으로 802.11b를 중심으로 하는 2.4GHz 장비가 전체 무선 LAN 시장의 대부분을 차지하고 있으나, 2005년 경에는 5GHz 장비가 51.1%까지 비중을 확대할 것으로 전망되고 있다. 최근 5GHz 반도체 칩셋 제조업체인 Atheros, Radiata, Agere, Intersil 등이 IEEE 802.11a 반도체 칩셋을 내놓고 있어, Lucent 등 일부 장비 업체에서 5GHz 무선 LAN 제품들을 출시하고 있다.

그러나 5GHz 제품은 기존의 802.11b 장비와 호환이 되지 않으며, 802.11b와 동일한 전송 속도(9Mbps)에서도 전송 거리가 1/4로 짧기 때문에 802.11b 보다 훨씬 많은 액세스 포인트 장비로 네트워크를 구성해야만 하는 단점이 있다. 따라서 시장 초기에는 좁은 공간 안에 사용자들이 밀집되어 있으면서 고속 데이터 전송을 필요로 하는 경우를 중심으로 점진적으로 사용이 확대될 것으로 예상된다. 또한 5GHz 제품의 경우 현재 각 국가/지역별로 통일되지 않은 주파수 정책으로 인해 당분간 IEEE 802.11a 제품이 주도하는 미국 시장과 HIEPRLAN/2의 유럽 시장으로 양분되어 발전할 수 밖에 없을 것으로 보인다. 이러한 여러 사항들을 종합해 볼 때 5GHz 제품들이 시장에서 의미 있는 역할을 수행하는 시기는 기술 및 표준이 안정되고 가격이 크게 하락할 것으로 예상되는 2003년 또는 2004년 경이 될 것으로 예상된다. 최근 표준화가 진행 중인 IEEE 802.11g는 2001년 하반기 쯤에 표준화 작업이 완료될 수 있을 것으로 보이며, 따라서 빨라도 2002년 상반기에나 시장에 제품이 선을 보일 수 있을 것으로 예상된다. 802.11g의 경우 저렴한 Wi-Fi, 성능이 뛰어난 802.11a와 경쟁해야 하기 때문에 시장에서 어떤 역할을 수행하게 될 지는 현재로서는 불투명한 상태이다.

2. 장비별 무선 LAN 장비 시장 전망

장비별 무선 LAN 장비 시장 전망을 살펴 보면, NIC 장비의 경우 개당 수익률이 액세스 포인트나 브리지 장비에 비해 상대적으로 낮은 편이다. 이는 최근 기술의 표준화 및 대만과 같은 개발도상국 업체들의 저가 공세에 따른 경쟁의 심화에 기인하고 있다. 앞으로의 시장 상황은 업체들 간의 경쟁이 더욱 치열해지면서 한계 이익과 한계 비용이 균형 점을 찾을 때까지 지속적으로 가격 변동이 수반될 것이며, 이에 따라 경쟁력이 뒤떨어지는 많은 업체들이 시장에서 퇴출 될 것으로 보인다. NIC에 비해 비교적 고부가가치 장비로 여겨지고 있는 액세스 포인트와 무선 브리지 장비도 마찬가지로 경쟁의 압박을 받기 시작하고 있다. 802.11b 장비 시장은 5GHz NIC 장비 가격이 100 달러 정도에 근접할 것으로 예상되는 2004년 이후부터는 성장이 크게 둔화될 것으로 보인다. 5GHz 장비는 시장 초기 802.11b와 비교해 적어도 2배 이상 비쌀 것으로 전망되고 있으며, 전송 거리가 짧아 802.11b 장비로 네트워크를 구성할 때 보다 더 많은 액세스 포인트가 필요하기 때문에 판매 비중에서 액세스 포인트가 좀 더 큰 비중을 차지할 것으로 전망된다.

활용범위

무선 LAN은 사용자들의 이동성, 편의성 요구가 증가함에 따라 전통적 어플리케이션인 호텔, 커피숍, 컨벤션 센터, 공항, 백화점, 창고뿐만 아니라 학교와 PC방, 일반 기업들을 중심으로 그 활용 범위가 점차 확대되고 있다. 따라서 무선 LAN 업계는 시장 개발 단계에 있는 무선 LAN 시장의 활성화를 위해 최근 경기 침체에 따른 매출 부진에도 불구하고 보다 공격적인 마케팅 전략으로 시장을 공략한다는 방침을 세워 놓고 있다. 이러한 전략을 뒷받침하는 배경에는 지난 2001년 6월 26일 정보통신부가 그 동안 개인적인 용도로만 사용할 수 있었던 ISM 대역을 통신 사업자들이 상업적인 용도로 사용할 수 있도록 허가함으로써 새로운 사업 기회를 확보할 수 있게 된 것이 주요한 이유로 손꼽히고 있다.

정책적 변화에 발맞춰 최근 한국통신, 데이콤, 하나로통신 등 통신 사업자들은 공항, 버스 터미널, 쇼핑몰, 컨벤션 센터, 호텔 등 유동 인구가 많으며 시장성이 높은 장소들을 중심으로 상용 공중 무선 LAN 서비스 준비에 발 빠르게 나서고 있다. 한국통신은 최근 공중 무선 LAN 서비스 ‘메가패스 스카이’의 시범 서비스용 장비 입찰을 실시하였으며, 데이콤도 신촌 지역을 대상으로 무선 LAN 기술을 이용한 무선 인터넷 서비스인 ‘Air LAN’의 시범 서비스를 진행하고 있다. 이들 업체들은 초기 시장 선점을 위해 2001년까지 시범 서비스를 대부분 완료하고 2002년부터는 본격적인 상용 서비스를 제공한다는 계획이다. 따라서 앞으로 기타 경쟁 ISP들도 서비스 실시를 위한 대규모 장비 구매가 잇따를 것으로 보여 장비 업체들은 벌써부터 무선 LAN 특수를 기대하는 눈치다. 공중 무선 LAN 서비스(Public Wireless LAN Service)는 일정 구역을 커버하는 여러 개의 액세스 포인트 장비를 설치하기만 하면 되기 때문에 오히려 기지국과 안테나 설치 등으로 비용과 시간이 많이 소요되는 이동 통신 서비스보다 네트워크 구축이 간단하다. 사용자들은 단지 무선 LAN NIC가 장착된 노트북이나 PDA만 있으면 서비스 지역 내에서 장소에 구애를 받지 않고 편리하게 무선으로 인터넷에 접속할 수 있다. 최근 기대를 모으고 있는 3세대 이동 통신 서비스가 불과 384kbps~2Mbps의 전송 속도를 제공하는 것과 비교한다면 전송 대역폭 관점에서 공중 무선 LAN 사업의 가능성은 사업 전개 방식에 따라 시장 규모가 예상보다 더욱 확대될 수 있는 충분한 가능성을 가지고 있다. 그러나 무선 LAN은 아직은 노트북이나 PDA 같은 크거나 비싼 이동 통신 단말을 필요로 하고 있으며, 현재 2세대 이동 통신 네트워크와 같은 전국적인 영역이 아닌 일부 제한된 영역에서만 서비스를 받을 수 있다는 단점을 가지고 있다. 또한 기술적으로도 저전력과 보안 문제를 해결해야 하는 숙제를 안고 있다.

따라서 현재 무선 LAN 장비, 서비스의 형태가 최종 모습일 수는 없으며, 3G와 같은 이종 네트워크와의 연계나 장비의 소형화/고속화 등의 지속적인 기술 개발을 통해 현재보다 더 나은 가치를 소비자에게 전달할 수 있도록 진화할 것으로 보인다.

1. IEEE 802.11b

1999년 9월 기존의 802.11 표준에 덧붙여 새로운 고속 물리 계층 규격으로 개발된 IEEE 802.11b는 CCK 변조 방식을 사용해 2.4GHz ISM(Industrial, Scientific, and Medical) 대역에서 물리 계층에서 최대 11Mbps까지 전송할 수 있도록 설계되었다. IEEE 802.11b는 802.11 표준의 매체접근제어 계층과 DSSS 물리 계층 규격을 그대로 사용하면서 5.5/11Mbps의 고속 데이터 전송 시 확산 대역 방식으로 CCK 변조 방식을 사용하므로 기존의 DSSS 방식 장비와 하위 호환성을 유지할 수 있다.

802.11b표준은 물리 계층에서11Mbps의 속도를 얻기 위해 802.11에서 사용한 11Chip Barker Code 대신에 Complementary Sequence를 사용한다. Complementary Sequence는 8 chip 크기의 64개 Code Word들로 구성되며, 이들은 고속 전송 시 자주 발생하는 다중경로 및 페이딩 등에 강한 수학적 특성을 지닌다. 802.11b는 802.11과 비교해 확산 대역에 사용되는chip의 길이가 11개에서 8개로 감소하였으므로, 802.11과 동일한11Mchip/s수준을 유지하기 위해서는 Symbol rate를 1.375Msymbol/s으로 늘려야 한다. 11Mbps 전송 속도 방식에서는 Symbol 당 8비트를 변조하여 총 11Mbps(8bit×1.375Msymbol/s)를, 5.5Mbps 전송 속도 방식에서는 Symbol 당 4비트를 변조하여 총 5.5Mbps(4bit×1.375Msymbol/s)의 물리 계층 전송 속도를 얻게 된다.

현재 시장에서 상용화된 제품 중 주류를 이루고 있는 802.11b는 그러나 몇 가지 단점을 가지고 있다. 첫째, 기존 장비들의 일부를 사용할 수 없다. 802.11b 이전에 사용되고 있던 장비들은 FHSS 방식이 대부분이다. 따라서 802.11b는 802.11 DSSS와 하위 호환성을 유지하지만 FHSS 방식과는 호환이 되지 않는다. 둘째, 하위 호환성을 유지하기 위해 헤더나 관리 프레임, Contention Window 등은 모두 1Mbps 시스템을 기준으로 하고 있기 때문에 802.11 오버헤드의 비효율성을 그대로 상속하고 있다. 따라서 당초 10BASE-T 수준의 전송 속도를 목표로 했던 802.11b는 실제로 5~6Mbps 정도의 스루풋 밖에 나오지 않는다. 셋째, 2.4GHz DSSS 시스템의 FCC S/N비 요구사항(최소 10dB)을 충족시키기 위해 전송거리가 802.11의 절반 이하로 줄어들게 되었다.

2. IEEE 802.11a

802.11a 표준은 802.11b와 함께 1999년 9월 5GHz UNNI(Unlicensed National Information Infrastructure) 주파수 대역에서 동작하는 고속 물리 계층 표준으로 확정되었다. 802.11b와 달리 802.11a는 전통적인 확산 대역 기술을 사용하지 않고 오피스와 같은 옥내 환경에 더 적합한 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 사용하여 10~ 50m 정도의 짧은 거리에서 6~54Mbps의 고속 데이터 전송을 실현할 수 있다. 무선에서 고속 전송을 실현하기 위해서는 보다 높은 주파수를 사용해야 하며, 이럴 경우 특히 장애물이 많은 옥내 환경에서는 전송 효율이 크게 저하되어 전송 거리가 심각하게 줄어들게 된다. 이 문제를 해결하기 위해 802.11a에서는 OFDM 방식을 사용해 하나의 고속 반송파를 여러 개의 저속 부반송파로 나누어 병렬로 전송하게 함으로써 어느 정도 실효성 있는 전송 거리를 확보할 수 있게 되었다. 802.11a는 FCC에서 비허가 주파수 대역으로 할당한 총 300MHz의 UNNI 주파수 대역(5.150~5.250GHz, 5.250~5.350GHz, 5.725~5.825GHz)을 사용한다. 이 중 첫째와 둘째 200MHz 대역은 각각 50mW, 250mW의 전송 전력으로 제한되어 있어 옥내용으로 사용되고, 마지막 100MHz 대역은 최대 전송 전력이 1W로 옥외용으로 분류된다.

802.11a 표준도 802.11b와 마찬가지로 고속전송이 가능한 반면 몇 가지 단점을 포함하고 있다. 첫째, 전세계적인 주파수 호환성 문제가 제기된다. 802.11b 기술은 2.4GHz 비허가 주파수 대역이 전세계 대부분의 국가에서 이용 가능하기 때문에 장비 사용에는 큰 문제가 없다. 2.4GHz ISM 대역의 경우 국가별로 주파수가 약간씩 다르기는 하나 소프트웨어적으로 간단하게 처리할 수 있다. 하지만 5GHz 주파수 대역에서는 상황이 다르다. 802.11a 기술은 기본적으로 미국 주파수 환경에 알맞게 정의된 표준이므로 다른 국가의 주파수 환경은 고려되지 않았다. 이 때문에 현재 5GHz 무선 LAN 표준은 지역/국가마다 다른 주파수 정책으로 인해 미국 IEEE의 802.11a, 유럽 ETSI BRAN의 HIPERLAN/2, 일본 MMAC-PC의 HiSWAN 규격으로 나뉘어 연구가 진행 중에 있다. 802.11a의 경우 802.11의 매체접근제어 계층을 그대로 사용하므로 물리 계층 Radio만 설계하면 되기 때문에 타 표준보다 상용화 진전 속도는 빠른 편이다. 둘째, 전송 효율성이 낮다. 802.11a의 경우 헤더 부분을 1Mbps가 아닌 6Mbps 속도로 전송하기 때문에 전송 속도에서 조금은 개선의 여지가 있는 편이다. 하지만 그렇다 하더라도54Mbps 전송모드에서 실제 3계층 전송 속도는 32Mbps 정도에 불과하다. 이는 마찬가지로 802.11 매체접근제어 계층의 비효율성에 기인한다. 셋째, 전송 거리는 더욱 짧아져 36~54Mbps 고속 전송 모드를 사용할 경우 액세스 포인트 당 10~15m 정도 밖에 서비스할 수 없다. 802.11b 액세스 포인트로 구성된 네트워크를 802.11a 액세스 포인트로 구성할 경우 동일한 속도(9Mbps)에서도 3대가 더 필요하며, 이 보다 더 빠른 고속 전송 모드를 사용할수록 훨씬 더 많은 액세스 포인트가 필요하게 된다.

3. ETSI BRAN HIPERLAN/2

2000년 4월 1차 표준화가 완료된 HIPERLAN/2(High Performance Radio Local Area Network type 2)는 1991년 시작된 ETSI HIPERLAN/1 프로젝트와 연계하여 BRAN(Broad Radio Access Network) 프로젝트의 일환으로 개발되었으며, IEEE 802.11a와 유사하게 5GHz 주파수 대역에서 OFDM 방식을 이용해 6~54Mbps의 전송 속도를 갖는 무선 LAN 표준 규격이다. HIPERLAN/2 표준은 IEEE 802.11 표준과 달리 무선 ATM 기술을 기반으로 하고 있으며 IP 네트워크뿐만 아니라 ATM, IEEE 1394, UMTS네트워크와도 연결이 가능한 것이 특징이다. HIPERLAN/2는 물리 계층으로 IEEE 802.11a와 동일한 OFDM을 채택하였으며, 매체접근제어 방식으로 HIPERLAN/1에서 사용하는 EY-NPMA 분산채널접근 방법이 아닌 중앙집중방식의 동적 예약식 시분할 다중접속 및 이중화(Dynamic Reservation TDMA/TDD) 방식을 채택하여 ATM 및 IP 네트워크에서 요구하는 다양한 QoS를 보장할 수 있도록 하였다.

결론

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.

cf) IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ; 미국 전기 전자 학회

IEEE[아이-트리플-이]는 "인류의 이익을 위한 전자기술 및 과학의 개발과 활용을 촉진하고, 동업자들의 발전과 회원들의 행복을 도모하는 - 세계에서 가장 큰 기술 전문가 모임"이라고 그 자신들이 스스로를 정의하고 있다. IEEE는 표준의 개발을 추진하는데, 이는 종종 국가표준 및 세계표준이 되곤 한다. 이 조직은 여러 종류의 저널을 발행하고, 많은 지역에 지부를 두고 있으며, 그리고 'IEEE 컴퓨터학회' 등과 같이 특수한 분야에 몇 개의 커다란 학회를 가지고 있다.