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성능 수준 70~80% … ‘백업 접속용’으로 이상적
고정형 무선
2008년 02월 04일 00:00:00 데이터넷
“위험이 크면 보상도 크다”
성능 수준 70~80% … ‘백업 접속용’으로 이상적


대부분의 접속성 옵션들이 빠르고 저렴해지고 있지만 도시간, 혹은 심지어 캠퍼스간을 연결하는 링크는 여전히 예산을 압박할 만한 수준이다. 오늘날의 고정형 무선이 그 해결책이 돼줄 수 있을까?



여러 개의 로컬 빌딩을 연결해야 할 경우가 있었다면 상호접속 요금으로 인한 예산의 압박을 잘 알고 있을 것이다. 몇 마일 확장하는 데만도 한 달에 수만 달러를 지불해야 하기 때문이다. 더 나은 방법이 분명히 나올 만한 일이며, 운이 좋다면 메트로 이더넷 같은 새로운 옵션들의 혜택을 받을 수도 있다. 그리고 정말 운이 좋다면 도시나 국가에서 파이버를 쓸 수 있는 우선권을 액세스를 제공할 것이다. 하지만 현실적으로 볼 때 우리들 대부분은 우리가 직접 방법론을 마련해야 한다.
오늘날의 고정 무선 시스템으로 들어가 보자. 이 로우 프로파일(low profile) 기술은 상당한 속도로 성장하고 있다. 분석 그룹인 비샌트스트래티지즈(Visant Strategies)에서는 포인트 투 포인트 무선 시장이 2004년 40억달러에서 2009년에는 70억달러로 성장할 것으로 전망했다.
우리는 언제나 P2P(Point-to-Point) 무선을 매력적인 ROI를 가지는 것으로 생각해 왔으며, 제품들은 처음 우리가 테스트한 이후 크게 진보했다. 2002년으로 돌아가 보면 대부분이 고 이득(gain)의 지향성 안테나를 갖고 802.11a를 겨우 넘는 정도였다. 지금은 많은 업체들이 내놓고 있는 인가 및 비인가(licensed/unlicensed) 마이크로파와 FSO(Free Space Optical) 시스템들이 로컬 상호접속 시장에서 경쟁을 벌이고 있다. QoS(Quality of Service)는 곧 훨씬 더 큰 절감효과를 위해 P2P 링크에서 VoIP(Voice over IP)를 라우팅할 수 있다는 것을 의미한다.
기간 시스템이 있는 조직에서는 고정 무선이 유선 인프라에 대한 비용효과적인 백업임을 알게 될 것인데, 이는 특히 보안 기능이 향상되었기 때문에 더욱 그럴 가능성이 높다. 대부분의 업체들이 데이터를 암호화할 수 있게 해주며, 일부에서는 AES(Advanced Encryption Standard)를 사용하기도 한다.
가시선이 없는가? 대안인 포인트 투 멀티포인트(point-to-multipoint) 및 메시(mesh) 토폴로지가 고정형 무선을 더 많은 지역으로 가져다 줄 수 있다. 하지만 이 때는 FCC에 저촉되지 않도록 주의해야 한다.

70~80% 성능
2005년 여름 마지막으로 고정형 무선 시스템을 평가하면서 우리는 플로리다대학 리얼월드랩에 옥외 테스트 베드를 구성했는데, 하필이면 허리케인 데니스가 불어닥친 바로 그 때였다. 국립 기상청에서 예보한 열대성 폭풍을 피하기 위해 지붕에서 장비를 내리느라 애를 먹은 후 우리는 팀장을 병원에 보내 검사를 받아보도록 해야 했다.
그리고 이번에는 한겨울에 알바리온, 모토로라 및 프록심 와이어리스의 고정 무선 제품을 거리를 시뮬레이팅해 주는 고정 및 변동 안테나 조합을 이용해 시러큐스대학 리얼월드 랩에서 연결해 보았다. 물론 나무나 비 같은 장애물들을 없앴다는 것은 옥외 환경이 성능에 얼마나 영향을 미치는지를 확인할 수 없었다는 뜻이다. 반면 외부적인 환경 요인들을 없앰으로써 장애관리가 단순해졌으며, 무선에서 문제가 발생했을 때 업체들이 대자연을 탓할 이유도 없었다.
테스트 결과는 인상적이었다. 실제 작업처리량은 보통 광고에 나온 데이터 속도의 70~80% 수준이었으며, 이는 주로 프로토콜에서의 오버헤드로 인해 광고된 데이터 속도의 40~50%밖에 내지 못하는 802.11s의 처리 속도와 비슷한 수준이다. 성능은 아래 쪽에서는 23.5Mbps(프록심 쓰나미 MP.11)에서부터 높은 쪽에서는 277.5Mbps(모토로라 PTP 600)에 이르기까지 다양했는데, 이는 각각이 다른 시장 부문을 공략하고 있다는 사실을 감안하면 당연한 결과다.
대기시간 또한 0.6밀리초에서부터 14밀리초까지 다양했다. 하이엔드 쪽의 쓰나미.GX 90, 쓰나미.GX 200 및 모토로라 PTP 600 시스템의 경우 대기시간이 1밀리초에도 미치지 못해 놀라운 기쁨을 안겨 주었는데, 이들은 보다 복잡한 변조(modulation) 방식과 민감도가 높은 라디오를 이용해 보다 나은 성능을 확보한다. 이들 제품은 802.1Q VLAN 트렁킹을 지원하기 때문에, 기업에서는 이들을 이용해 랜을 다른 건물로 확장함으로써 지사 사무소를 본사로 연결하거나, 혹은 원격 로케이션을 그 자체 서브넷으로 할당할 수 있을 것이다.


비용 차이 큰 폭
우리는 언제나 고정 무선을 제대로 된 설정에서 이행할 때 빠른 ROI를 가져다 줄 수 있는 것으로 믿어 왔다. 비용은 필요조건에 따라 크게 달라지는데, 브리징 모드로 설정되고 지향성 안테나에 연결된 두 개의 간단한 무선 액세스 포인트 링크는 구축하는 데 1천500달러 가량이 든다(15~20Mbps 처리 속도). 같은 링크에 고 이득 안테나와 특수 용도의 라디오가 있으면 수백 메가비트 처리 속도를 2만달러에 얻을 수 있다. 거리는 이론상으로는 30마일까지 가능하며, 단 수 마일 이상 넘어가면 성능 문제가 야기될 수 있다.
물론 메트로 링에서의 접속성에 대한 비용은 지역과 건물 위치에 따라 매우 다양하다. 운영비를 낮추기 위해 일회성으로 지출을 하고, 통신서비스 사업자의 지원이 없이 버텨갈 수 있다는 사실을 명심하라. 고정형 무선 설치에 운영비가 전혀 들지 않는 것은 아니지만, 경쟁 서비스인 전용 회선에 비하면 훨씬 저렴하다. IT에서 일일 유지보수 작업을 처리하는 한편, 시스템 통합업체나 무선 업체와의 지원 계약을 통해 보다 큰 문제들을 해결할 수 있을 것이다.
고정 무선에 더 많은 정당화가 필요한가? 우리는 우리의 고정 무선 링크에서 VoIP 호출을 라우팅하는 데 품질의 희생이 따르는지 여부를 알아보기로 했다.

품질 테스트
우리는 P2P 링크에서 12개의 동시 음성 호출을 전송하는 등의 VoIP 테스팅 작전을 짰다. 이 때 링크는 이미 용량이 가득 찬 상태였다. 세 개의 시스템은 모두 백그라운드 트래픽에서 음성 트래픽의 우선순위를 효과적으로 지정함으로써, 적합한 QoS 기능이 있는 시스템을 선택했을 경우 그 혜택을 받을 수 있음을 확인시켜 주었다.
다른 종류의 라디오들은 다른 종류의 QoS, ToS(Type of Service) 혹은 DSCP(DiffServ, 이상은 IP 패킷 헤더 안의 레이어 3에서 QoS를 지정)나 802.1p(802.1Q 헤더로 추가된 3비트 사용자 우선순위 필드 안의 레이어 2에서 QoS 지정)를 지원했다. ToS와 DSCP 패킷은 채리어트(Chariot)를 이용해 애플리케이션 계층에서 태깅이 된 반면, 802.1p QoS 태깅은 포트당 기반으로 우리의 시스코 스위치에서 지정됐다. 우리는 라디오에 들어가기 전에 모든 트래픽을 태깅했다.
알바리온은 ToS나 DSCP를 지원하는 반면, 모토로라는 802.1p 태깅으로 제한돼 있다. 이 장비는 또한 IP 트래픽에서 TDM 트래픽의 우선순위를 정할 수도 있다. 프록심의 MP.11 라디오는 ToS, DSCP 및 802.1p 등 가장 다양한 QoS 옵션을 제공했다. 하지만 하이엔드 쓰나미.GX 라디오는 어떠한 QoS도 제공하지 않는다. 프록심은 GX 시리즈 장비가 투명 브리지로 작동하도록 고안된 것이라고 말했다. 따라서 트래픽은 FIFO(first in, first out) 방식으로 링크에서 중계가 될 것이며, QoS는 라디오에 연결된 스위치나 라우터에 의해 처리가 된다는 것이다.
하지만 우리는 이렇듯 우선순위 지정 기능이 없다는 점에 놀라지 않을 수 없었다. 결국 장비로의 입력량이 장비가 트래픽을 전송할 수 있는 능력보다 더 커지면 언제든 QoS가 필요하며, GX는 이더넷과 T1/E1 인터페이스를 모두 제공한다.


인가와 비인가, 그리고 FSO
‘고정형 무선’이라는 말은 ‘모터달린 탈 것’이라는 말과 아주 비슷하다. 즉 이것은 보다 명확히 정의될 수 있는 다양한 부문들을 아우르는 광의의 단어다.
알카텔-루슨트, 브리지웨이브, 케라곤네트웍스, 드래곤웨이브, 기가빔 및 해리스스트라텍스네트웍스 등에서 내놓고 있는 인가 마이크로파 시스템(liscensed microwave sys tem)은 FCC로부터 인가를 받은 11~95GHz 범위의 주파수에서 작동한다. 다행히도 전형적인 고정형 무선 설치 기반의 낮은 파워와 한정된 보급으로 라이선싱 프로세스는 비교적 간단하며, 단 그다지 속도가 빠르지는 못하다. 주파수에 따라 라이선스는 제출 후 48시간 이내에 승인이 될 수 있겠지만, 조직에서 사용 가능하려면 30일 가량 걸린다.
이 동안 FCC는 당신의 지역에 있는 다른 라이선스 보유자들에게 중첩(overlap)을 기반으로, 라이선스 발급에 이의를 제기할 수 있는 기회를 준다. 일단 승인이 되면 라이선스는 갱신이 가능하며 10년간 유효하다.
이러한 인가 시스템은 값이 비싸긴 하지만 최상의 고정형 무선 데이터 성능을 제공하며, 작업처리 속도 범위는 50Mbps에서 10Gbps에 이른다. 그리고 회사에서 그 설치 기반에 대한 스펙트럼을 ‘소유’하기 때문에, 다른 설치 기반에 의한 간섭에 면역성이 있다. 단점이 있다면, 일 주일 이내에 링크를 가동시켜야 할 경우 긴 라이선싱 절차가 장애물이 될 수 있다는 점이다.
FSO(Free Space Optical) 시스템은 캐논USA, 레이저비트커뮤니케이션즈, 라이트포인트커뮤니케이션즈 등 업체들에서 나오고 있다. 고정 마이크로파 설치기반이 전통적인 RF 스펙트럼의 다양한 영역에서 운용이 되는 반면, FSO는 짧은 거리(보통 1마일 이내)에서 높은 성능(최고 1.25Gbps)을 제공할 수 있으며, 이러한 링크는 인터셉트를 하기가 매우 힘들기 때문에 매우 안전하다. 하지만 FSO는 짙은 안개 같은 기후 여건에 따라 좋지 않은 영향을 받을 수 있다.
마지막으로 라이선스 프리 마이크로파 시스템은 다양한 범위, 가격 및 품질에서 돌아간다. 미국에서는 FCC가 2.4GHz 및 5GHz ISM 대역(대부분 와이파이와 연관된 경우가 많다) 뿐만 아니라 24GHz와 60GHz 대역 등 많은 주파수 대역을 고정형 무선용으로 따로 챙겨 두었는다. 높은 대역은 점점 복잡해지고 있는 2.4GHz나 5GHz 대역에 비해 상대적으로 간섭에 대한 면역성이 높다.
드래곤웨이브 등 업체들이 내놓고 있는 24GHz 시스템은 최고 500Mbps의 처리량을 제공하는 한편, 테라빔이나 세라곤 등 업체들의 60GHz, 즉 밀리미터 마이크로파는 1~1.5Gbps의 속도를 제공한다. 이러한 60GHz 링크는 라디오 신호가 실제로 대기 중의 산소에 의해 흡수된다는 점이 특이한데, 이로 인해 신호가 감쇠된다.
여기에는 장단점이 있는데, 좋은 쪽은 60GHz 링크에서는 산소에 의한 흡수로 인해 신호가 표류하지 않기 때문에 간섭으로부터 보다 자유롭다는 것이다. 하지만 이것은 또한 60GHz 링크가 커버할 수 있는 거리를 제한하기도 한다. 나아가 60GHz 시스템은 강우에 의해 부정적인 영향을 받는다. 60GHz 링크의 최대 거리는 지리적인 위치에 따라 0.5~1.5마일 수준이다.
5GHz 시장은 아마도 업체들의 참여 면에서는 가장 광범위할 것이며, 우리 테스팅에서 초점을 두고 있는 곳이기도 하다. 낮은 주파수 덕분에 시스템은 다른 어떤 라이선스 프리 옵션보다도 더 긴 거리로 확장될 수 있다. 그 거리는 이론상으로는 30마일이 넘지만, 이것은 설치 기반의 환경적 요인들과 사용된 라디오의 종류, 출력 및 안테나 등에 따라 달라질 수 있다. 처리 속도는 300Mbps까지 올라갈 수 있다. 5GHz 대역은 특히 자신의 인기의 희생양이 되고 있기도 하다. 즉 이 링크는 너무 많은 애플리케이션에 사용되고 있기 때문에 간섭에 매우 취약하다.

대체 기술들
고정형 무선은 최근 몇 년 동안 달콤한 성공의 열매를 맛보고 있긴 하지만, 훌륭한 ROI에는 위험도 함께 수반이 된다. 즉 확실한 신뢰성이 필요하고 자사의 캠퍼스에 배치를 하는 게 아니라면 유선 링크를 선택하고 P2P 무선을 백업으로 둬야 할 것이다. 긴 링크, 즉 몇 마일 이상 뻗어가는 링크는 날씨, 나무, 새 건물 등 상황에 따라 성능이 다양해지며, 이들은 모두 품질을 저해하는 것들이다. 다시 말해 두 개의 사이트 사이에 새 건물이 들어서면 성능 문제가 발생할 수 있다는 얘기다. 그리고 불행히도 이렇게 되면 설치 기반을 재검토하고, 가능하다면 다시 작업을 하는 수밖에 없다.
하지만 우리가 만나본 고정형 무선 엔지니어들은 좋은 사이트 플래닝과 환경 조건에 대한 지식을 갖고 있으면 유선 접속과 맞먹는 가동시간, 즉 99.99%, 혹은 99.999%의 가동시간을 갖도록 설치할 수 있다고 말했다. 간섭이 염려가 되는 네트워크에서는 사업자들이 예전의 소넷 링을 연상케 하는 라디오 링을 구성할 것이다.
그렇다면 이제 아키텍처로 들어가 보자. 캠퍼스에서 무선으로 다중 사이트를 연결하려 하고 있다면, 포인트 투 포인트는 복잡할 수 있다. 각각의 건물이 라디오 링크와 관계없이 그 자체의 것으로 함께 연결이 돼야 하기 때문이다. 이것도 분명 하나의 옵션이긴 하지만 다른 대안들이 있다.
알바리온이나 프록심 등 여러 업체에서 내놓고 있는 포인트 투 멀티포인트 시스템은 스타 토폴로지(star topology)로 여러 사이트를 무선으로 지원하는 하나의 방식이다. 일반적으로 라디오와 무지향성 안테나(omnidirectional antenna)가 있는 건물은 하나의 신호를 한 방향에 초점을 맞추는 지향성 안테나에서와 달리 라디오 신호를 모든 방향으로 똑같이 방사한다. 원격 사이트는 지향성 안테나를 이용해 중앙 로케이션으로 접속된다. 점 대 다중지점 설치기반은 하나의 중앙 라디오만 사서 여러 건물을 지원할 수 있다는 점에서 비용 효과적일 수 있다.
그러나 이러한 포인트 투 멀티포인트 아키텍처는 배치를 단순화해주긴 하지만 거리의 댓가를 치러야 한다. 라디오 설치 기반용으로 FCC는 EIRP(effective isotropic radiated power)에 제한을 두고 있다. EIRP는 안테나와 증폭기 둘 다로부터 얻는 이득의 양을 규정함으로써, 환경과 상호작용해 신호가 감쇠되기 이전에 안테나 지점으로부터 발산을 시킨다.
포인트 투 멀티포인트 링크에서의 EIRP에 대한 FCC의 제한은 P2P 링크에서보다 훨씬 심하다. UNII-2 대역(5.725~5.825GHz)에서 운용되는 포인트 투 포인트 링크는 같은 대역의 포인트 투 멀티포인트 링크보다 최고 62배까지 더 강력할 수 있는데, 이는 단지 EIRP 제한 때문이다. 이것은 유사한 P2P 설치기반에 비해 포인트 투 멀티포인트 토폴로지의 사이트들 사이의 거리를 제한한다.
또 한 가지 대안으로 메시가 있는데, 여기서는 모든 라디오가 모든 다른 라디오로 송신을 할 수 있다. 이러한 폴트 톨러런트(fault-tolerant) 토폴로지는 액세스 포인트용으로 이것이 무선 백홀을 제공해 줄 수 있는 메트로 와이파이 시장과, 그 외 매우 신뢰성이 높은 폴트 톨러런트 링크가 요구되는 환경에서 인기가 입증되고 있다. 당연히 성능 대 가격비는 동급의 P2P에 비해 높을 수 있다. 그리고 벨에어네트웍스, 시스코, 모토로라 및 트로포스네트웍스 같은 메시 네트워크는 일반적으로 경쟁 P2P 셋업보다도 낮은 성능을 제공한다.
설계, 보안 및 QoS 부문에서의 발전을 감안할 때 고정형 무선은 가까운 거리에 있는 건물들을 연결할 때 전형적인 전용 회선 대신 더 많은 회사에서 고려해야 할 경쟁력 있는 옵션이다. 물론 어떠한 P2P 시스템도 10Gbps 이더넷 링크나 다른 고 대역폭 파이버 접속을 대체할 수는 없다. 하지만 비용 절감효과만 보더라도 충분히 가치 있는 트레이드 오프가 될 수도 있을 것이다.




NWC 보고서: P2P(Point to Point) 무선
우리의 포인트 투 포인트 무선 리뷰에 참가할 수 있으려면 라디오가 2.4GHz, 5.3GHz, 혹은 5.8GHz 대역에서 운용돼야 하며, QoS(802.1p)와 VLAN 태그(802.1Q) 등과 같은 네트워크 트래픽 관리를 지원해야 한다. 그리고 최소 작업 처리 속도 10Mbps로, 최소 반 마일 거리에서 완전한 데이터 속도를 낼 수 있어야 하며, 적어도 전이중 100Mbps 접속성을 지원하는 이더넷 인터페이스를 제공해야 한다. 우리는 또한 SNMP 관리/트랩핑과, 3DES나 AES를 이용한 레이어 2 암호화를 원했다. 라디오에는 또한 외장 안테나 커넥터에 대한 지원도 포함돼야 했다.

참가 업체
알바리온, 모토로라, 프록심와이어리스

테스팅 시나리오
P2P 무선 라디오를 평가하기 위해 우리는 다음 테스트들을 실시했다.

>> 작업처리량: 익시아 채리어트 5.0과 6개의 클라이언트 종단지점들 이용(한 쪽에 세 개씩)

>> 대기시간: 스피어런트커뮤티케이션즈의 스마트비츠 600B 이용

>> VoIP/QoS: 우리는 스마트비츠 600B에 의해 생성된 데이터를 이용해 링크를 채웠다. 일련의 VoIP 호출들은 채리어트 VoIP 테스트 스크립트를 이용해 만들어졌다. 우리는 스마트비츠 어플라이언스의 트래픽보다 VoIP에 호출에 더 높은 우선순위를 주었다. 1분간의 음성 호출 후 우리는 채리어트의 MOS(Mean Opinion Score)를 검토해서 OoS가 적절히 지켜졌는지를 확인했다.

>> 각 라디오에 대한 관리 및 구성의 질적 평가


결론
알바리온은 브리쯔넷 B-100 라디오를 보내 왔다. 모토로라는 PTP 600 라디오를 보냈는데, 이것은 2005년 본지 리뷰에서 에디터즈 초이스를 수상한 바 있는 오쏘곤 스펙트라 300이라 불리던 제품이다. 프록심 또한 이에 뒤질세라 엔트리 레벨의 쓰나미 MP.11 뿐만 아니라 보다 높은 레벨의 쓰나미.GX 90과 쓰나미.GX 200 등 세 종류를 보내 주었다.
각 시스템은 선전대로 작동했으며, 작업처리량 결과는 최대 데이터 성능의 70~80% 수준이었다. 모토로라의 PTP 600과 프록심의 MP-11에서 약간의 문제를 제외하고 모든 라디오는 쉽게 우리 테스트를 통과했으며, 모두가 추천할 만했다.
알바리온의 브리쯔넷 B-100 라디오는 우리 라인업에서 확고한 미드티어를 차지했다. 이들은 어포더블한 가격으로 100Mbps에 가까운 이더넷 접속을 필요로 하는 회사들에게 이상적이다. 알바리온이 어떠한 웹 GUI도 제공하지 않는 것은 다소 실망스러웠지만, 메뉴 주도식의 CLI도 구성 및 관리용으로 사용하기에 전혀 지장이 없었다.
모토로라의 PTP 600 라디오는 가장 좋은 성능을 냈으며, 백업용이나 광 파이버 접속 대체용으로 모두 적합해 보였다. PTP 600은 또한 완벽한 가시선을 갖고 있지 못한 설치 기반에도 잘 맞는다. 이들은 수평적으로 편광이 되는 것과 수직적으로 되는 것 등 두 개의 안테나를 사용하기 때문에, 라디오가 단일 안테나 솔루션보다도 환경적 요소들을 잘 극복할 수 있다. 하지만 물론 PTP 600의 가격은 만만치 않다.
프록심의 쓰나미.GX 라디오는 셋업이 가장 간단했으며, 배치가 간편한 백업 링크를 찾는 회사들에게 이상적이다. 어떠한 구성 작업도 필요없이 간단히 꽂기만 하자 이들은 바로 데이터를 보내기 시작했다. 하지만 프록심이 QoS 지원을 포함시키지 않기로 한 것은 이해가 되지 않는다. 무선 링크의 어느 쪽 종단에든 QoS를 처리하는 스위치나 라우터를 설치할 수도 있겠지만, 쓰나미.GX가 VoIP나 비디오 같이 시간이 민감한 트래픽을 대량으로 처리해야 하는 조직들에게서 얼마나 실력을 발휘할 수 있을지 의문이다. MP.11 라디오도 또한 잘 수행됐으며, 브리지로 구성된 와이파이 AP를 배치하는 것보다도 강력한 시스템을 원하는 회사들에게 좋은 선택이 될 수 있다.
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