다양한 무선분야 표준화 한창 … 산·학·연·정 등 관심과 준비 절실
무선 메시 네트워크 기술은 U-시티 본래의 서비스 요구를 가장 잘 만족시키며, 저렴한 망 구축 및 운용비용을 만족시키는 솔루션으로 주목을 받고 있다. 2회에 걸쳐 U-시티의 무선 네트워크 아키텍처를 위한 무선 메시 네트워크의 기술적 특징과 북미를 중심으로 전 세계적으로 확산되고 있는 무선 메시 네트워크 기술의 다양한 응용분야를 살펴봤다. 이번 호에서는 무선 메시 네트워크의 표준화 및 진화 방향에 대해 살펴본다. <편집자>
연재순서
1회 : U-시티 구축을 위한 무선 메시 네트워크 기술 특징
2회 : 무선 메쉬 네트워크 이용한 다양한 응용분야 (지난 호)
3회 : 무선 메쉬 네트워크 표준화 동향 및 향후 발전방향(이번 호)
이태진 // 브로드웨이브 대표이사ltj@broadwave.co.kr
“무선 메쉬 네트워크 기술은 WLAN, WPAN, WMAN 등 다양한 무선분야에서 표준화가 진행 중이며, 향후 유비쿼터스 네트워킹을 위해서는 필수 기술이 될 것이다.”
무선 메시 네트워크 기술은 메시형 무선망을 구성해 다중경로를 통한 신뢰성있는 통신망 구성 및 소출력 무선전송으로 넓은 커버리지 확보를 할 수 있는 특징을 가진다. 이러한 무선 메시 망의 특징은 Wi-Fi 기반의 WLAN(Wireless Local Area Network) 기술 외에도 WPAN(Wireless Personal Area Network) 및 WMAN(Wireless Metropolitan Area Network) 기술에도 적용 되고 있다.
무선 메시 네트워크 관련 표준화 동향
무선 메시 네트워크와 관련해 1990년 후반부터 IETF의 MANET에서는 이동성을 지원하는 애드혹(Ad-hoc) 환경에서의 라우팅에 관한 연구가 시작됐으며, 라우팅 방식 및 이동성 조건 등에 따른 AODV, TROA 등 다양한 라우팅 방식 등이 표준화됐다. 그러나 3계층에서 라우팅만 표준화해 실질적인 무선전송 방식과의 결합이 부족해 상용기술과 차별이 생기면서 보다 실질적인 표준기술 개발을 위해 무선랜 기반의 메시 네트워크에 대한 표준화가 거론됐으며, 2003년 IEEE 802.11TGs를 구성해 현재까지 표준화를 진행하고 있다.
이러한 메시 네트워크에 대한 필요성은 WPAN 기반의 기술에도 요구되면서 IEEE 802.15.5에서 WPAN 기반의 메시 네트워크 표준화 그룹이 구성됐다. 또한 광역 포인트 투 멀티포인트의 무선망을 구성하는 와이맥스(WiMAX) 기반의 IEEE 802.16 표준화 그룹도 모바일 와이맥스 기술인 와이브로(Wibro) 기술에 보다 유연성있는 망 구성을 위해 IEEE 802.16TGj라는 MMR(Mobile Multihop Relay) 표준화 그룹을 결성해 현재 한창 표준화가 진행되고 있는 등 유비쿼터스 필수 기술로 발전하고 있다.
IEEE 802.11TGs 표준화 동향
IEEE 802.11TGs은 메시 포인트들(기존 802.11 AP처럼 스테이션에게 연결을 제공하는 개체)간의 통신을 정의해 메시 포털을 통해 유선망으로의 연결을 제공하는데 필요한 프로토콜 표준을 정의하려는 태스크그룹이다.
2004년 6월에 PAR(Project Authorization Request)이 승인돼 태스크그룹이 공식적으로 활동을 시작했으며, 초기 SEE 메시, Wi-메시 얼라이언스 두 개의 진영으로 표준화가 진행되다, 2006년 1월 미국 하와이에서 열린 임시회의에서 SEE 메시와 Wi-메시 얼라이언스의 두 제안을 통합하는 것을 합의, 표준화가 빠르게 진행되고 있다. 2008년 후반기 경 공식적인 표준화가 완료될 것으로 기대된다.
IEEE 802.11TG는 물리계층의 변경 없이 기존 MAC을 확장해 메시 네트워크를 지원하는 것을 근간으로 하고 있으며, IEEE 802.11의 WDS(Wireless Distribution System)라는 무선 링크 연결을 기반으로 한 AP간 무선 메시 네트워크 구성을 표준화 범위로 가진다. 이를 위해서는 자동 망 구성 및 자동 망 복구, 동적 라우팅 등의 기술이 필수적이며, 멀티홉 구조에 따른 보안 등 다음 <표 2>와 같은 주요 기능 등을 표준화 대상으로 하고 있다.
IEEE 802.16TGj 표준화 동향
IEEE 802.16j는 모바일 와이맥스 IEEE802.16e 표준을 기반으로 모바일 멀티홉 릴레이 스테이션 표준 규격을 제정하고자 2005년 5월부터 IEEE 802.16 애드혹 그룹을 결성해 2006년 3월 태스크그룹의 승인을 받아 현재 관련된 표준화를 진행하고 있다. IEEE 802.16j에서는 기존 와이브로의 기지국보다 간단한 구조의 중계국을 이용해 구축비용을 절감하며, 유연성 있는 망 구성을 하기 위해 스테이션의 동작에 필요한 OFDMA PHY와 MAC 인핸스먼트(enhance ment) 규격을 정의하고 있다.
IEEE 802.16j에서는 이러한 MMR 기술을 가지고 보다 유연성 있는 망 구성을 위해 메시 네트워크 지원에 대한 고려도 검토하고 있다. 이러한 중계기는 다음 <그림 2>와 같이 다양한 목적으로 활용될 수 있다.
무선 메시 네트워크 발전 방향
무선 메시 네트워크 기술은 여러 무선전송 기술과 접목되면서 다양한 영역과 응용 분야에 활용돼 유비쿼터스 네트워크 구성을 위한 필수 기술로 발전될 전망이다. 현재 국내에서는 USN(Ubiquitous Sensor Network)을 위한 개발이 산·학·연, 정부와 결합돼 한창 진행 중에 있다.
최근에는 USN 싱크 노드를 연결하기 위한 무선 인프라에 대한 관심이 커지고 있는 상황이다. 또한 무선 메시 네트워크의 구성에 대한 효율성 및 경제성에 대한 입증이 미국 및 동남아 등에서 증명됨에 따라 국내에서도 도시를 비롯한 뉴타운 등 통합형 무선 자가망 구축을 위한 적용을 위한 검토가 진행 중에 있다.
무선 메시 네트워크는 현재 WiFi 기반의 소출력 비면허 대역을 이용하는 기술에서 와이맥스와 와이브로 같은 면허 대역을 통한 광역의 서비스가 가능한 기술과 접목돼 보다 넓은 지역에서 신뢰성 있는 전송이 가능하도록 발전하고 있다. 더불어 센서 네트워크 분야에도 지그비 및 UWB와 같은 기술과 접목돼 다양한 센서 정보가 무선 메시 네트워크를 통해 전송되며, 그 정보를 다시 WiFi 및 와이맥스/와이브로 망과 연동시키게 된다.
이러한 무선 메시 네트워크 도입을 위해서는 다음과 같은 사항을 고려해야 한다.
■ 어떠한 목적으로 누가, 무엇을, 어떻게 사용하려 하는가?
- 사용하려는 망 구축의 목적, 사용자, 사용 서비스, 이동 또는 고정 환경 등이 고려돼야 한다.
■ 어떠한 비즈니스 모델을 통해 망을 구축하고 운영할 것인가?
- 망 구축에 따른 경제성 및 효과성이 성공적으로 이뤄지기 위해서는 통신사업자, 투자자, 정부 및 행정기관, 민간 등에서 적절한 사업모델이 이뤄져야 한다.
■ 모듈화된 확장성 있는 시스템 도입으로 업그레이드 기술 수용 여부는?
- 기술 발달에 따른 시스템 교체가 아닌 모듈형태의 업그레이드가 가능한 솔루션을 도입해 망 운영비용을 절감하고, 유연성 있는 망 구성을 가져가야 한다.
무선 메시 네트워크에 대한 기술, 응용서비스, 표준화, 발전방향 등을 3회에 걸쳐 살펴봤다. ‘기술성이 높은 기술이 성공하는 것이 아니고, 시장이 원하는 기술이 성공한다’라는 말을 무선 메시 네트워크 기술을 접목하면서 또다시 깨닫게 됐다. 아무리 좋은 기술도 시장이 원하는 다양한 부분을 충족하지 못하면 그냥 좋은 기술로 스쳐지나갈 뿐이다. 즉, 무선 메시 네트워크 기술의 중요성은 유비쿼터스 사회를 위해서는 필수적이며 이를 위해서는 산·학·연·정 등 각계각층의 관심 및 준비가 필요하다.
